АКАДЕМИЯ НАУЕ СССР
ИНСТИТУТ ИСТОРИИ
ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕХНИКИ

Л Л.ЗВОРЫКИН, Н И ОСЬМОВД
В ИЧЕРНЫШЕВ С В ШУХЛРДИН
п
ЗДЛТЕ/1 ЬСТВО
СО Ц И Я /I ЬНО
экономической
/1 И ТЕ РЛ Ту Р Ы
Москва моб2

ЧАСТИ КНИГИ НАПИСАЛИ:
Вступление — доктор эконом, наук проф. А. А. Зворыкин.
Часть I. Техника докапиталистических способов
производства— кандидат технических наук С. В. Шухардин.
Часть II. Техника в период победы и утверждения
капитализма— доктор эконом, наук проф. А. А. Зворыкин,
научный сотрудник Н. И. Осьмова, кандидат
технических наук С. В. Шухардин.
Часть III. Техника в период монополистического
капитализма — доктор эконом, наук проф. А. А. Зворыкин,
научный сотрудник Н. И. Осьмова.
Часть IV. Техника после Великой Октябрьской социалистической
революции — доктор эконом, наук проф. А. А.
Зворыкин, кандидат технических наук В. И. Чернышев.
Ответственный редактор
кандидат экономических наук
Ю. К. М И Л ОН О В

ПРЕДИСЛОВИЕ
U
¦ la протяжении тысячелетий бесчисленное количество поколе-
¦I Ш ний постепенно, шаг за шагом подчиняло силы природы,
осваивало обширные земные и водные просторы, создавало орудия и
средства для производства материальных благ. Безыменные изобретатели
каменных орудий, лука и стрел первобытной эпохи, строители
величественных сооружений древности, ремесленники и ученые средневековья *
творцы первых рабочих машин периода промышленной революции,
деятели науки и техники прошлого и особенно настоящего столетия
кропотливо и напряженно изучали явления и законы природы и на их основе
создавали все новые и новые технические средства.
В великих открытиях и завоеваниях современной науки и техники
есть доля труда народов всех стран мира: и русского механика И. Кули-
бина, и чешского изобретателя И. Божека, и первого русского
теплотехника И. Ползунова, и создателя паровой машины англичанина Д. Уатта.
Китайский кузнец Би Шэн, среднеазиатский ученый Ибн-Сина,
итальянский ученый Г. Галилей, поляк Н. Коперник, белорус Г. Скорина,
французский мыслитель Р. Декарт, русский М. Ломоносов, американцы
В. Франклин и Т. Эдисон, немец Р. Майер, англичанин М. Фарадей,
швед И. Берцелиус и многие другие внесли неоценимый вклад в
мировую сокровищницу науки, техники и культуры.
Мы гордимся тем, что в первом ряду ученых, которые своими трудами
создавали научно-технические предпосылки для полета человека в
космос, стоят имена русского ученого-революционера Н. Кибальчича, моряка
А. Можайского, ученого-мечтателя, теоретика космических полетов
К. Циолковского, Д. Менделеева, Н. Жуковского.
Отдавая должное ученым, инженерам и изобретателям прошлого г
мы особо выделяем для развития науки и техники период, связанный
с победой новых, социалистических отношений. В октябре 1917 г.
трудящиеся России под руководством Владимира Ильича Ленина, партии
коммунистов совершили величайшую революцию, положившую начало
новой эры в истории человечества. Советский народ, преодолевая все
трудности, построил социалистическое общество и вступил в период
развернутого строительства коммунизма. Тем самым открылись
исключительные возможности для развития науки и техники, для того, чтобы
наука и техника служили человеку.
«Раньше,— писал В. И. Ленин,— вес;ь человеческий ум, весь его
гений творил только для того, чтобы дать одним все блага техники и
культуры, а других лишить самого необходимого — просвещения и развития.
5

Теперь же все чудеса техники, все завоевания культуры станут
общенародным достоянием, и отныне никогда человеческий ум и гений не будут
обращены в средства насилия, в средства эксплуатации»1. Свидетельством
торжества ленинских идей является глубочайшая научно-техническая
революция, переживаемая нашей страной, ввод в эксплуатацию первой
в мире атомной электростанции и мощного атомного ледокола «Ленин»,
сооружение крупнейших гидроэнергетических гигантов на Волге и
реках Сибири, создание мощных ускорителей заряженных частиц и
сложных электронно-счетных и вычислительных машин, серийное
производство межконтинентальных баллистических ракет, запуск искусственных
спутников Земли и космических ракет, полеты космических кораблей-
спутников и, наконец, полет человека в космос.
Для того чтобы понять значение техники наших дней, надо знать
историю борьбы человека с природой, историю его открытий и
изобретений, историю его побед и торжества над слепыми силами природы.
Ознакомившись с настоящим изданием, читатель увидит картину
мирового технического прогресса от создания первых примитивных ручных
орудий труда до сложных автоматических устройств наших дней. Авторы
книги попытались показать социально-экономическую обусловленность
развития техники, раскрыть взаимную связь и взаимное влияние
отдельных отраслей техники.
Авторы «Истории техники» на конкретных фактах показали, что
в силу своего положения в обществе, в соответствии со своей природой
техника является интернациональной. Одновременно в книге раскрыт
тот вклад, который был внесен каждым народом в мировую сокровищницу
науки и техники.
Выход в свет «Истории техники» является примечательным явлением
в мировой современной историко-технической литературе, ибо еще не было
работы, охватывающей историю всех основных отраслей техники и
освещающей ее развитие с древнейших времен и до напгих дней.
Предназначенная для широких кругов читателей, эта книга будет содействовать
изучению прошлого и настоящего, с тем чтобы еще более глубоко понимать
их великое значение и перспективы будущего.
Разумеется, предлагаемая работа не может с одинаковой полнотой
охватить все вопросы, связанные с развитием техники за все время ее
существования. Понимая это, авторы постарались показать только
основные направления техники. Естественно, что в работе могут содержаться
отдельные неточности и пропуски. Правда, в период подготовки книги
многие советские историки техники и науки внесли целый ряд
предложений по улучшению текста и сделали критические замечания, которые
авторы учли при окончательном редактировании.
Видимо, уже настало время, когда советские историки техники
должны приступить к созданию многотомного исследования, посвященного
всеобщей истории техники. В этом отношении настоящая работа послужит
необходимой основой.
Академик И. И. Артоболевский
1 В. И. Ленин, Соч., т. 26, стр. 436.

ВСТУПЛЕНИЕ
Ш tjTO такое техника?
Н ермин «техника» происходит от греческого слова «техне»—
¦I «искусство» или «мастерство», слово «техникос» означает
владеющий искусством. Содержание понятия техники исторически
менялось в соответствии с развитием производства. В период
возникновения понятия техники основным в нем было индивидуальное искусство,
мастерство. В условиях развития ремесленного производства центр
тяжести переместился из области индивидуального искусства в область
приемов, методов, рецептов, передаваемых от поколения к поколению.
Некоторые буржуазные ученые определяют технику как совокупность
приемов, направленных к достижению какой-либо цели, а в более узком
смысле слова—как совокупность приемов, направленных к борьбе с силами
природы и к видоизменению материи. Другие определяют технику как
совокупность навыков, умений,, приемов и знаний, позволяющих
человечеству использовать в желательном для него направлении огромные
запасы всякого рода сырья и энергии, имеющейся в природе. В вышедшей
в Англии пятитомной «Истории техники» техника определяется как
«деятельность, направленная на удовлетворение потребностей человека,
которая ведет к переменам в материальном мире».
При ознакомлении с этими определениями сразу же бросается в глаза
их недостаточность. В них не учитывается материальная сторона техники,
«система орудий и машин», которые и определяют содержание техники.
С другой стороны, эти определения не раскрывают и общественную
сторону техники.
Что же такое техника?
Технику можно определить как средства труда, развивающиеся
в системе общественного производства. Причем подчеркивание того, что
«средства труда становятся техникой только в системе общественного
производства, крайне важно.
Исходным моментом для понимания техники является труд, как
процесс, совершающийся между человеком и природой, процесс, в котором
человек своей собственной деятельностью опосредствует, регулирует
и контролирует обмен веществ между собой и природой. Только усвоив
эту характеристику труда, можно перейти к расчленению общественного
труда на элементы и выделить сферу, которая является содержанием
техники.
Такими элементами процесса труда являются: целесообразная
деятельность, или самый труд, предмет труда и средства труда. Очевидно,
что техника — это прежде всего средства труда.
7

Но что такое средства труда?
Средство труда, как указывал Маркс, есть вещь или комплекс вещейу
которые человек помещает между собою и предметом труда и которые
служат ему в качестве проводника его воздействий на этот предмет.
Человек пользуется механическими, физическими, химическими
свойствами вещей, для того чтобы в соответствии со своей целью заставить
их действовать в качестве орудия его власти.
Но если перейти к конкретному анализу техники, то на первый
взгляд сведение техники к средствам труда не раскрывает целиком всего
понятия техники. Ведь помимо предметов или комплексов предметов,
которыми человек воздействует на внешнюю природу, техника охватывает
целый ряд предметов, которые создаются человеком не для
непосредственного воздействия на предмет труда, а для создания условий нормального
протекания производственного процесса.
Это особенно хорошо можно проследить в горном деле. Если к
средствам труда относится вся система орудий и механизмов, то на шахте
имеется ряд механизмов, предназначенных для обеспечения нормального
протекания производства. Прежде всего к ним относится вся система
вентиляции и освещения горных выработок и сложное хозяйство
водоотлива. Самое поверхностное знакомство с ними говорит о невозможности
рассматривать их как средства труда в указанном выше узком смысле.
Поэтому кроме тех вещей, посредством которых труд воздействует
на предмет труда и которые поэтому так или иначе являются
проводниками его деятельности, к средствам труда в более широком смысле, а
следовательно к технике, относятся все материальные условия, необходимые
для того, чтобы процесс производства мог вообще совершаться.
Естественнонаучные и общественные основы техники
В основе техники лежит использование законов природы.
Вся история техники раскрывает диалектическое взаимодействие
техники и естествознания. Решая тот или иной технический вопрос на основе
уже открытых законов природы, человек вместе с тем открывает новые
свойства вещей и тем двигает вперед естествознание.
Говоря об этом, В. И. Ленин подчеркивал, что «законы внешнего
мира, природы ... суть основы целесообразной деятельности человека.
Человек в своей практической деятельности имеет перед собой
объективный мир, зависит от него, им определяет свою деятельность...
Техника механическая и химическая потому и служит целям человека, что ее
характер (суть) состоит в определении ее внешними условиями (законами
природы)»1.
Познав в процессе практики законы природы, человек применяет
и использует их посредством техники. Познав законы природы, умело
применяя и используя их, люди увеличивают или ограничивают сферу
их действия, обращают силы природы на пользу общества.
Возможности техники зависят от степени познания законов природы.
Современная техника и есть материальное воплощение накопленных
человечеством знаний в борьбе за покорение сил природы, за господство над
ними. «И в индустрии и в земледелии человек может,— писал Ленин,—
только пользоваться действием сил природы, если он познал их действие,
и облегчать себе это пользование посредством машин, орудий и т. п.»2
1 В. И. Ленин, Соч., т. 38, стр. 178—180.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 5, стр. 103.
8

Но использование достижений естествознания есть лишь одна
сторона техники. Другой важной стороной техники является
общественная основа ее развития. Средства труда созданы человеком в процессе-
общественного производства. Они входят неотъемлемым элементом в
систему производительных сил. Поэтому законы развития техники нельзя
понять лишь с позиций естествознания. Естествознание лишь
показывает возможные варианты разрешения технических вопросов, но сама
по себе не определяет ни направления, ни объема, ни темпов их
разрешения. Только исходя из общественных условий, в рамках которых
осуществляется развитие техники, можно понять направление ее
развития.
Единство материального содержания производства и общественной
формы его осуществления получило свое научное выражение в
марксистско-ленинском учении о производительных силах и производственных
отношениях. Техника, являясь элементом производительных сил,
неразрывно входит в способ производства, включающий и производственные
отношения. Техника не развивается вне способа производства. Поэтому
нельзя понять развития техники, абстрагируясь от законов,
определяющих развитие данного способа производства, отвлекаясь от
производственных отношений конкретной общественно-экономической формации.
Только экономические законы данного общественного строя,
определяемые способом производства, дают ответы на вопросы об истоках и
темпах развития техники, о направлении ее развития.
Невозможно объяснить противоречия в развитии техники в условиях
современного капитализма, если не исходить из капиталистических
производственных отношений. Точно так же, только исходя из
производственных отношений социализма, можно понять пути и темпы развития
техники при социализме. Программа Коммунистической партии
Советского Союза, поставившая задачу в течение ближайших двадцати лет
в основном построить коммунистическое общество, предусматривает
невиданные темпы развития науки и техники в нашей стране.
Коммунизм может победить лишь на базе могучего роста и совершенствования
производительных сил, создания изобилия продуктов питания и
предметов потребления, на основе культурного роста общества, а все это
требует непрерывного внедрения новой техники и ее постоянного
совершенствования.
От экономических условий зависит и реализация изобретений.
Истории техники известны случаи, когда люди, одаренные проницательным
умом, раньше других поняв насущные потребности производства,
выдвигали на основе известных им законов естествознания решения,
открывающие новые возможности для развития производства, но эти изобретения
оставались нереализованными в современных им социально-экономических
условиях. Так, выдающийся русский изобретатель середины XVIII в.
И. И. Ползунов, глубоко поняв лежавшие в основе техники
производства того времени противоречия, связанные с тем, что водяной
двигатель уже становился непригодным для развития производства,
выдвинул гениальную идею замены основного в то время двигателя — водяного
колеса — тепловым двигателем. С огромным трудом создал он паровую
машину для заводских нужд. Однако это изобретение, знаменующее
целую эпоху, не получило в России применения, так как
производственные отношения феодального строя не давали простора развитию
производительных сил. В Англии же, где в то время уже развивались
буржуазные отношения, универсальная паровая машина, созданная
великим английским изобретателем Джемсом Уаттом, стала одним из
звеньев глубокого промышленного переворота.
9

Исходя из своеобразия техники, ее связи с законами природы и
законами общества, можно подчеркнуть по крайней мере три особенности
ее развития.
Первая особенность техники состоит в том, что хотя ее развитие и
подчиняется экономическим законам данной общественной формации, но
в отличие от других экономических явлений ее развитие не прекращается
при смене одного общественного строя другим. Более того, техника
как элемент производительных сил на определенной ступени вступает
в противоречие с существующими производственными отношениями,
поскольку они из формы развития производительных сил превращаются
в их оковы. Когда старые производственные отношения в процессе
социальной революции подвергаются слому, техника остается и,
подчиняясь экономическим законам нового общественного строя, получает
дальнейшее и более бурное развитие.
Второй особенностью техники является то, что глубокие
революционные преобразования техники происходят не в порядке взрыва, а путем
постепенного накопления элементов нового качества с одновременным
отмиранием элементов старого, причем это относится как ко всей
совокупной технике, так и к технике отдельных конструкций. Переход от
ремесленной к машинной технике был подлинной революцией, но он был
осуществлен не в результате взрыва, мгновенного слома старой,
ремесленной техники и внезапного возникновения новой, машинной техники,
а занял целый исторический период с последней трети XVIII в. до
70-х годов XIX в. В этот период машины постепенно внедрялись во все
основные отрасли народного хозяйства. В то же время постепенно
отмирали старые виды техники.
Третья особенность техники заключается в том, что техника в своем
развитии прямо и непосредственно связана с законами естествознания,
тогда как экономические явления связаны с законами естествознания
через посредство техники. Техника реально развивается лишь в той
степени, в какой она соответствует этим законам, независимо от того,
используются ли они в технике бессознательно, как это было на первых стадиях
ее развития, или сознательно, как это происходит сейчас.
Яркий пример обреченности всяких попыток решать ту или иную
техническую задачу при игнорировании законов естествознания дает нам
история многочисленных попыток создания вечного двигателя
(«перпетуум мобиле»), который, будучи раз пущен в ход, совершал бы работу
неограниченно долгое время, не заимствуя энергию извне. Идея такого
двигателя стоит в непримиримом противоречии с законом превращения
и сохранения энергии. И, хотя на его создание многочисленные
изобретатели затратили несколько столетий, их неизменно ждала неудача,
поскольку сама идея вечного двигателя находится в противоречии
с законами природы.
Объективные законы и цели человека,
развивающего технику
Противники марксизма-ленинизма часто оспаривают марксистское
понимание законов развития техники, говоря, что марксизм не может
увязать признание объективных законов развития техники и того факта,
что техника развивается людьми в соответствии с целями, которые они
ставят перед собой. В действительности, марксистско-ленинская наука
объясняет взаимосвязь законов развития техники и целей людей,
развивающих ее.
10

Люди, развивающие технику, руководствуются целями двух
порядков: это, во-первых, цели, вытекающие из характера производства,
как такового, естественной и научной основы техники, и, во-вторых,
цели, заставляющие человека совершенствовать технику и производ
ство.
Если цели первого порядка отвечают задачам того, как решить тот
или иной технический вопрос, то цели второго порядка раскрывают
мотивы, которые заставляют человека совершенствовать и создавать
новую технику.
Первая группа целей определяется техническими потребностями
производства, уровнем науки, техники и в конечном счете ограничивается
законами природы. Вторая группа целей определяется социальной жизнью
человека. Совершенствуя технику, люди могут руководствоваться
самыми различными социальными, экономическими, эстетическими,
психологическими, политическими и т. п. целями. В этом на первый взгляд нельзя
найти никакой закономерности. Одни стремятся развивать технику,
исходя из страсти к изобретательству, другие руководствуются мотивами
честолюбия, третьи стремятся облегчить свой труд, четвертые —
улучшить свое материальное положение, пятые — установить господство над
другими, эксплуатировать других и т. д. и т. п. Причем дело не только
в субъективной цели, но и в объективных условиях, которые по-разному
складываются для отдельных людей. Человек в капиталистическом мире,
имеющий капитал и желающий заняться совершенствованием техники,
имеет одни возможности, человек, не имеющий средств,— другие
возможности. Больше того, часто человек не волен отказываться развивать
технику. В капиталистических странах собственник предприятия, для того
чтобы не разориться в конкурентной борьбе, вынужден применять более
•совершенную технику.
Можно ли найти какую-либо закономерность, позволяющую
разобраться в этом море стремлений людей, можно ли «просуммировать» все
индивидуальные стремления и найти равнодействующую, учитывая при
атом, что цели, которыми руководствуется тот или иной человек,
совершенствуя технику, могут меняться? Марксизм-ленинизм считает, что
такую тенденцию, раскрывающую главную линию развития техники,
найти можно. Для этого опять надо вернуться к труду, но рассматривать
уже не научно-техническую, а общественную сторону труда. Люди
занимаются трудом не изолированно, а сообща. Производственные отношения,
и прежде всего характерные для данного общества имущественные
отношения, и являются другой стороной, характеризующей труд. Эти
отношения определяют политический и идеологический строй общества,
и только из анализа этого строя можно вывести и основные социальные
устремления людей данного общества, цели, которыми они
руководствуются, развивая технику, а также основные условия, в рамках которых
действуют люди. Мы, очевидно, ничего не поймем во всей истории
технического развития США, если не примем во внимание стремление людей
к обогащению в условиях господства частной собственности на средства
производства, конкурентную борьбу и многие другие обстоятельства,
вытекающие из особенностей капиталистического производства, из
особенностей капиталистического общества США. Вся огромная гамма
других объективных и субъективных моментов в развитии техники, как
бы ни важна она была для анализа частных сторон этого развития или
обстоятельств, связанных с деятельностью отдельных изобретателей,
•будет подчинена важнейшим закономерностям развития общества.
При анализе развития техники в Советском Союзе опять-таки можно
©скрыть огромное множество объективных и субъективных обстоятельств,
11

но эти обстоятельства раскрывают лишь частные стороны развития.
Игнорируя закономерности, вытекающие из характера социалистических
отношений, нельзя понять, как на протяжении жизни одного поколения
отсталая в прошлом страна могла сделать такие огромные успехи в своем
развитии. Только из анализа новых экономических и общественных
отношений, которые были созданы в России после Великой Октябрьской
социалистической революции, можно понять и важнейшие социальные
устремления людей, и глубочайшие изменения, которые произошли в
технике Советского Союза за эти годы.
Роль личности и отдельных народов в развитии техники
К вопросу об объективных законах и целях человека, развивающих
технику, примыкает и другой, более частный вопрос о роли личности
и отдельных народов в развитии техники. Отдельные исследователи
идеалистически объясняют изобретения и открытия как проявление воли
«всевышнего». Автор неоднократно издававшейся в Германии работы по
философии техники Ф. Дессауэр говорит, что в техническом творчестве
человек воплощает, потенциальное бытие заранее «данных форм» и что
«творец использует человеческий дух для продолжения дела творения».
Английский ученый Н. Хетфилд утверждает, что человеческий разум
будто бы обладает двумя видами творческой активности: первая
применяет уже известное средство для достижения своей цели, вторая — якобы
сама из себя дает новые методы и новый опыт. Французский ученый
Р. Жиллуэн выводит развитие техники из страсти к знаниям или из страсти
к власти. Техника рассматривается им как порождение абстрактного ума.
Советские ученые, рассматривая развитие техники в связи с учетом
объективно существующих закономерностей развития природы и
общества, действующих независимо от воли людей, не умаляют и
субъективных факторов, роли ученых, изобретателей и конструкторов. Значение
крупнейших ученых, изобретателей и инженеров заключается в том, что
они раньше других понимают технические потребности производстваг
замечают противоречия, возникающие в производстве, и, опираясь на
достижения современной им науки и техники, разрабатывают решения,
которые наиболее полно и правильно отвечают потребностям
производства и открывают перспективы дальнейшего развития науки и техники.
Наряду со значением творчества отдельных выдающихся инженеровг
изобретателей и ученых огромную роль в развитии техники играют
трудящиеся массы. Роль трудящихся масс особенно возросла в условиях
социализма. Трудящиеся, непосредственно занимающиеся производством
материальных благ, являются творцами техники. Своей повседневной
работой они способствуют постоянному изменению техники, подготовляя
резкий подъем ее развития. Трудящиеся постоянно выделяют из своей
среды изобретателей, ученых, инженеров, осуществляющих крупные
повороты в развитии техники.
Вопрос о роли личности и роли масс в развитии техники теснейшим
образом связан и с вопросом о роли отдельных народов и их вкладе в
мировую технику. Одни ученые иногда утверждают, что техника не знает
национальных границ, что она развивается исключительно как мировая
техника. Другие, наоборот, подчеркивают узконациональные корни
техники.
Подлинная история развития мировой техники показывает, что она
создается всеми народами. Каждая нация, большая или малая, имеет
свои качественные особенности, свою специфику, которая принадлежит
12

только ей и которая проявляется в национальной культуре. Эта
специфика, эти особенности каждой нации прослеживаются и в технике.
Каждый народ в зависимости от конкретно-исторических условий
вносит свой вклад в развитие мировой техники. Как можно говорить
о развитии теплотехники, не останавливаясь на том вкладе, который
в нее внесли русский изобретатель Иван Ползунов, английский
изобретатель Джемс Уатт, французский ученый Сади Карно? История
авиационной техники была бы неполной, если бы были забыты такие имена,
как Лилиенталь, Можайский, братья Райт.
Говоря о роли отдельных народов в развитии мировой техники,
необходимо подчеркнуть, что буржуазная наука замалчивает вклад в
мировую науку, сделанный выдающимися людьми нашей Родины. Поэтому
советские ученые, показывая роль отдельных народов и наций в
развитии мировой техники, обязаны восстановить историческую правду
о вкладе народов СССР в мировую технику.
Роль техники в современном обществе
В современной буржуазной литературе — философской,
исторической и художественной — наметились целые направления, которые
пытаются представить кризис современного капиталистического общества
с его военными и экономическими потрясениями и безработицей как
кризис всего человечества, утверждая, будто современная цивилизация,
культура и само человечество в целом неизбежно идут к гибели. Многие
представители этого направления пытаются объявить технику
виновницей страдания людей. Они называют технику «грехопадением культуры».
Современная техника, по их мнению, означает нищету миллионов людей,
скученных в бездушных гигантских городах. Техника, пишут они,—
это асфальтовая культура, однообразие и стандартизация, безработица
и необеспеченность.
Ряд зарубежных ученых более трезво подходит к вопросу о роли
техники в современном обществе. Швейцарец Г. Эйхельбер в работе
«Человек и техника» (1953 г.) вскрывает противоречивость развития
техники в капиталистическом обществе, но не показывает причину этих
противоречий. Сводя все дело к вопросам этики, он говорит, что
противоречия должны быть преодолены подчинением торгашеского произвола
принципам общественного долга.
Более определенно раскрывает особенности развития техники в
современном обществе один из крупнейших американских ученых—Н. Винер.
В своей книге «Кибернетика» (1949 г.) он пишет, что современная
техника обладает неограниченными возможностями как для добра, так и для
зла. Она дает человечеству возможность создавать наиболее
эффективные машины. Отвечая на вопрос, будет ли новое развитие техники
выгодно для человечества, Винер в своей работе подчеркивает
невозможность использования в капиталистических условиях новой техники с
пользой для человека, признавая, по существу, что новая техника
перерастает рамки капиталистических отношений.
Марксистско-ленинская наука дает единственно правильный ответ
на вопрос о значении техники для общества. Она проводит четкое
разделение между техникой и условиями ее применения. К. Маркс говорил,что
машина наделена чудесными силами облегчать человеческий труд, но
в условиях капитализма она вызывает голод и истощение. В. И. Ленин
в ряде своих работ подробно рассмотрел противоречия в развитии
техники в условиях империализма и показал, как империализм обращает
13

достижения техники против человечества и что только социализм
использует технику на благо народа. Запуск искусственных спутников Земли,
пуск первой атомной электростанции, строительство атомного ледокола,
полеты космических кораблей и, наконец, исторические полеты в космос
Юрия Гагарина и Германа Титова наглядно свидетельствуют о
возможностях развития науки и техники в социалистическом обществе.
Определение предмета история техники
После того как выяснена природа техники, раскрыта связь техники
с естествознанием и социально-экономическими условиями ее развития,
а также показаны пути творческой деятельности людей в области техники,,
не представляет труда определить и предмет истории техники.
История техники есть наука, показывающая развитие средств труда в
системе общественного производства как в связи с формами и
приемами труда, так и особенно в связи с объектом (предметом) труда.
С точки зрения естественных наук история техники показывает, как
человек все больше и глубже овладевает законами природы, обеспечивая
более глубокое и разностороннее использование и применение вещества
и энергии природы. С точки зрения социальной история техники
вскрывает общественные движущие силы, общественные условия развития
техники и показывает роль отдельных творцов техники.
Это определение истории техники.
Исходит из изложенного выше понимания техники (больше того,
задачей истории техники является раскрыть это понимание на
бесчисленном количестве фактических данных, рассматриваемых при изложении
истории техники).
Берет за основу средства труда в широком смысле слова и в первую
очередь «костно-мускульную систему производства» и показывает
развитие техники в тесной связи с формами и приемами труда, что имело
значение на более ранних этапах развития техники, и с предметом труда,
что имеет особое значение сейчас, когда связь средств труда и предметов
труда (технология) приобретает особо важное значение.
Постоянно рассматривает развитие средств труда с точки зрения
естественных наук, вне которых нельзя понять существо техники и
характер ее развития.
Вскрывает прогрессивный характер техники, в конечном счете
сводящейся к освоению и практическому использованию законов природы
и все более глубокому и разностороннему использованию вещества и
энергии природы.
Рассматривает развитие техники в свете общественных законов и тем
самым обеспечивает подход к технике, вытекающий из ее специфического
характера, из двух сторон техники — естественной и общественной.
Диалектический материализм и техника
Методологической основой истории техники является диалектический
и исторический материализм. За последние годы советскими учеными
много сделано для исследования особенностей проявления основных
законов диалектики в развитии природы и общества. Меньше в этом отношении
было уделено внимания диалектике технического развития, хотя из всех
сфер человеческой деятельности деятельность в области техники
приобретает в наши дни поистине гигантский размах. Все большее количество
людей в той или иной степени призвано решать технические вопросы
производства, совершенствовать технику производства. Огромное коли-
14

чество ученых занято техническими науками. Техника вторгается все
больше в жизнь и быт человека.
Говоря об исследовании особенностей проявления основных
законов диалектики в области техники, мы тем самым ставим задачу более
широкого привлечения диалектического метода в дело познания законов
развития техники и более правильного решения перспектив этого
развития.
Человек имеет дело с двумя видами явлений: явлениями природы
и явлениями общественной жизни. Как ни велико влияние человека на
явления природы — они развиваются по своим законам. В них по-своему
проявляются законы диалектического развития, причем по-разному для
явлений, изучаемых механикой, физикой, химией, биологией, для макро-
и микромира. По-своему проявляются законы диалектики в общественной
жизни.
Что же из себя представляют технические явления? Можно сказать,
что это своеобразная третья сфера, с которой соприкасается человек наряду
с природой и общественной жизнью. Природа, общество и техника —
вот мир, окружающий человека. Техника по своему характеру, по законам
своего развития может быть выделена в качестве самостоятельной области
явлений.
Данное положение в буржуазной литературе часто оспаривается.
Некоторые ученые утверждают, что явления техники ничем не отличаются от
явлений природы. Действительно, как самое маленькое, так и самое
большое техническое решение имеет смысл только в силу реализуемых
в нем законов природы. Но признание органической связи техники и
естествознания раскрывает, как говорилось выше, одну сторону
техники. Наряду со сходством техника имеет и решающие отличия от
естествознания. Законы естествознания говорят лишь о потенциальных
возможностях техники, а ее развитие определяется законами общества.
Тем самым техника может быть рассматриваема как область,
развивающаяся на стыке естествознания и общественной жизни. Только в свете
этих качеств можно рассматривать проявление законов диалектики в
развитии техники. Возьмем для примера закон единства и борьбы
противоположностей в технике.
На первый взгляд закон единства противоположностей не нужен для
понимания развития техники. Кажется, что развитие техники будто бы
легко понять как уменьшение одного и увеличение другого. На самом
деле такой подход не раскрывает существа развития техники. Необходимо
вскрыть движение через единство противоположностей, через борьбу этих
противоположностей. В технике имеется два вида противоположностей:
техника и общественные условия ее применения и борьба
взаимоисключающих противоположностей в самой технике.
Техника, как элемент производительных сил, на определенных этапах
развития общества входит в противоречие с общественными условиями
ее развития, что ведет к изменению производственных отношений и к
самому собственному изменению техники.
Более сложно единство противоположностей и их борьба проявляется
в рамках технологических процессов и конструкций. Если расположить
любые машины в ряды по основному эксплуатационному показателю
(скажем, мощности или производительности) и проследить изменение
других показателей — грузоподъемность, скорость, усилие, прочность
и т. д., то можно найти параметры, которые будут изменяться в
противоположную сторону. На каком-то этапе это исключит развитие
машины в данном направлении. Если сопоставить эти данные с
экономичностью машины, то можно увидеть, как с ростом противоположности
15

различных изменений будет уменьшаться эффективность работы машины.
Экономический показатель в этом случае в сводном виде иллюстрирует
проявление закона единства и борьбы противоположностей.
Анализ техники позволяет раскрыть не только качественную, но
и количественную сторону внутренних противоречий. После
сопоставления изменения кривых, выражающих противоположные тенденции в
развитии техники, можно проанализировать характер этих кривых,
посмотреть их изменения во времени.
Закон единства и борьбы противоположностей связан с такими
категориями, как количество, качество, переход количества в качество, скачок
и др. Причем задача заключается не в том, чтобы привнести положение
о диалектике в технику, а в том, чтобы раскрыть реальный диалектический
процесс развития техники. Взять, например, проблему скачка. Признания
скачка мало. Ленин при анализе того или иного явления требовал
находить конкретную форму скачка. Исследование реального диалектического
развития техники, исследование закона единства и борьбы
противоположностей имеет не только теоретический, но и практический интерес.
Изучение ряда машин, имеющих одно назначение, например транспортных
(паровоз, тепловоз, электровоз, газотурбовоз), показывает, что в начале
КПД этих машин растет быстро, а затем кривая, характеризующая
изменения КПД, изменяется по закону асимптоты. Выполаживание кривой
является как бы признаком исчерпания возможности одних машин,
показателем близкого скачка. Интересно проследить диалектику развития
металлообрабатывающих станков. Внутренние противоречия этих машин
приводят к тому, что по мере совершенствования металлообрабатывающих
станков понижается эффективность обработки металла резанием
(обработка точкой) и осуществляется переход к новому виду машин, где
обработка осуществляется протяжкой, прокатом (обработка линией).
Дальнейшее развитие машин через свои внутренние противоречия ставит задачу
перехода к обработке поверхностью (штампы), а в перспективе—к
обработке по всему объему того или иного изделия (использование процессов
внутренней кристаллизации). Все это раскрывает скачки в развитии
конструкции группы машин, связанные с радикальным изменением
оборудования, технологии, природы процессов.
Для техники большое значение имеет проблема содержания и формы
не только в части научно-технического содержания и общественной формы,
но и содержания и формы в развитии конструкции машин и
технологических процессов. Содержание определяет техническую форму, которая
соответствует содержанию, способствует более глубокому использованию
научных законов, положенных в основу той или иной конструкции
технологического цроцесса. Ио форма в технике часто консервативна. История
техники показывает, что новое часто облекается в старую форму,
отрицательно сказывающуюся на реализации возможностей новых принципов,
новых идей, и проходит порой значительное время, пока форма усилиями
конструкторов не приводится в соответствие с новым содержанием.
Помимо разобранных выше диалектических закономерностей в
развитии техники есть еще ряд проблем, имеющих большое методологическое
значение. Взять, например, такую проблему, как соотношение человека
и природы, человека и общества, человека и техники. В общей форме
наиболее важным здесь является соотношение объективных законов
и субъективной роли людей, что связано с проблемой свободы и
необходимости.
Несмотря на общую основу, решение проблемы свободы человека
в отношении природы, в отношении общественных явлений и в отношении
техники происходит по-разному. Общей формой для всех является поло-
16

жение, что свобода есть познанная необходимость, т. е. человек, познавая
закон, лежащий в основе того или иного явления, использует его в своих
интересах. Но вот вопрос, сколько «степеней свободы» имеет человек в
технике? На первый взгляд кажется, что в технике свобода человека
ограничена законами природы. Но там используется бесконечное
количество законов природы в самом различном сочетании. Отсюда можно
сказать, что в рамках познанных разнообразных законов природы человек
имеет большое количество возможностей. Здесь можно привести такой
пример. Человек идет ощупью через лес, ему незнакомый. Сколько ему
известно тропинок? Видимо, только одна, по которой он идет. Совсем
другое положение у человека, когда он идет через лес, ему хорошо
знакомый. Он может идти по разным направлениям и всегда прийти к
намеченной цели.
Методологические основы истории техники
Но кроме этих методологических проблем, связанных с пониманием
природы техники и выявлением специфических форм диалектического
развития техники, есть ряд методологических вопросов, касающихся
истории техники как науки, раскрывающих построение и изложение ее
истории.
Марксистско-ленинская история техники должна удовлетворять
следующим требованиям. История техники как наука, давая картину
развития средств труда, не может строиться на отдельных, выхваченных из
общего содержания примерах. Она должна дать возможно
разностороннюю и глубокую картину действительного объективного хода технического
развития. Для этого необходимо чрезвычайно основательное знакомство
с фактическим материалом. Полезно вспомнить слова Маркса в
послесловии к I тому «Капитала»: «Конечно, способ изложения не может
с формальной стороны не отличаться от способа исследования,— пишет
он.— Исследование должно детально освоиться с материалом,
проанализировать различные формы его развития, проследить их внутреннюю
связь. Лишь после того как эта работа закончена, может быть
надлежащим образом изображено действительное движение»1.
Это отнюдь не значит, что история техники должна только
систематизировать материал, избегая обобщений и установления закономерности
развития. Наоборот, углубленное, разностороннее, максимально
конкретное изложение истории техники в хронологической и географической
последовательности является базой, на основе которой только и возможны
правильный разбор и правильное обобщение исторических событий.
Установление закономерностей технического развития является
обязательным условием при изучении истории техники. Эту мысль
подчеркивает В. И. Ленин: «...самое важное, чтобы подойти к этому вопросу
с точки зрения научной, это — не забывать основной исторической связи,
смотреть на каждый вопрос с точки зрения того, как известное явление
в истории возникло, какие главные этапы в своем развитии это явление
проходило, и с точки зрения этого его развития смотреть, чем данная вещь
стала теперь»2.
Показывая закономерность технического развития, история техники
должна проследить единство этого развития, вскрыть, как в процессе
производства человек научился открывать все новые и новые свойства
вещей, как благодаря этому он научился познавать законы природы,
овладевать ими, обеспечивать рост производительной силы труда.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, M., 1955, стр. 19.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 29, стр, 436.
17

К. Маркс подчеркивал, что единство и преемственность
производительных сил являются основой, человеческой истории: «Благодаря тому
простому факту, что каждое последующее поколение находит
производительные силы, добытые прежними поколениями, и эти производительные
силы служат ему сырым материалом для нового производства,—
благодаря этому факту образуется связь в человеческой истории, образуется
история человечества, которая в тем большей степени становится историей
человечества, чем больше развились производительные силы людей, а
следовательно, и их общественные отношения»1.
После того как вскрыты общественные движущие силы, выявлены
общественные условия развития техники, показано единство и
преемственность развития производительных сил и техники, необходимо вскрыть
и «внутреннюю логику» технического развития, т. е. внутренние
противоречия, характерные для данного исторического периода.
История техники вскрывает связь между техникой и наукой,
показывает, как под влиянием практических потребностей формируются научные
положения и как наука затем двигает технику.
История техники демонстрирует, как развитие производства, техники
и науки способствовало формированию законов мышления и научных
методов исследования. Именно промышленность и техника постоянно
разрушают идеалистические представления, начиная от суеверий
первобытных людей и кончая всеми последующими идеалистическими
построениями, которые стали возможны вопреки исторически разрушавшемуся
невежеству и лишь благодаря прямой заинтересованности господствующих
классов в их сохранении.
История техники показывает, как на основе расширения
производственного опыта создаются предпосылки для правильного разрешения
основных философских проблем об отношении мышления к бытию.
История техники должна излагаться в рамках определенных этапов
развития. Принимая за основу истории техники периодизацию по
общественно-экономическим формациям, необходимо показать, какой тип
техники соответствует каждой формации. Единство естественнонаучной
и общественной основы для развития техники обязывает брать этапы,
раскрывающие это единство. Это ясно вытекает из слов Маркса, что
«экономические эпохи различаются не тем, что производится, а тем, как
производится, какими средствами труда»2. Исходя из этого, в настоящем издании
различаются следующие этапы развития техники:
1. Возникновение и распространение простых орудий труда в
условиях первобытнообщинного способа производства.
2. Развитие и распространение сложных орудий труда в условиях
рабовладельческого способа производства.
3. Распространение в условиях феодального способа производства
сложных орудий труда, приводимых в действие человеком.
4. Возникновение в условиях мануфактурного периода предпосылок
для создания машинной техники.
5. Распространение рабочих машин на базе парового двигателя
в период победы и утверждения капитализма в передовых странах.
6. Развитие системы машин на базе электропривода в период
монополистического капитализма.
7. Переход к автоматической системе машин в период после
Великой Октябрьской социалистической революции.
1 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные письма, М., 1955, стр. 23.
2 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 187.

I
ТЕХНИКА
ДОКАПИТАЛИСТИЧЕСКИХ
СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА

ГЛАВА I
ТЕХНИКА ПЕРВОБЫТНООБЩИННОГО СПОСОБА
ПРОИЗВОДСТВА
(Возникновение и распространение простых орудий труда)
и
Н Н аука полагает, что примерно миллион лет тому назад в разных
В И областях Европы, Азии и Африки в результате изменения
природных условий и связанной с этим нехваткой пищи человекоподобные
обезьяны спустились с деревьев и стали наземными животными. Этот
первый решающий шаг на пути перехода от обезьяны к человеку
произошел в начале нынешнего, четвертичного периода в истории Земли.
Сначала наш древнейший предок просто собирал пищу или
захватывал ее силой. Он пользовался готовыми дарами природы. Постоянная
борьба с самыми разнообразными врагами заставляла его пользоваться
для самозащиты камнями и палками и таким образом усиливать действие
своих «природных орудий»— рук. В конце концов это привело к тому,
что обезьяночеловек начал обрабатывать, переделывать камни и палки,
придавая им ту или иную удобную и целесообразную форму. Он стал уже
пользоваться не только природными, но и искусственными предметами,
созданными его руками.
В результате человек по своему отношению к природе стал особым,
качественно новым существом. При помощи изготовленных орудий люди
смогли вести борьбу с природой не пассивно, как животные, а активно —
в форме труда, подчиняющего природу человеку.
Таким образом, лишь сознательно изготовив себе первое
искусственное орудие, начав трудиться, предок современного человека стал
действительно превращаться из животного в человека. Это явилось вторым
решающим шагом на пути становления человека.
Говоря об этом, Ф. Энгельс писал: труд —«первое основное условие
всей человеческой жизни, и притом в такой степени, что мы в известном
смысле должны сказать: труд создал самого человека»1.
Изобретение орудий труда означало, что предмет, данный природой
(камень, палка, кость, раковина), был превращен в орган деятельности
человека. Но, прежде чем камень стал ножом, человеческая рука должна
была приобрести способность выполнять сотни операций, недоступных
животному. Усваивая все новые и новые движения, вырабатывая все
большую гибкость, передаваемую по наследству и возраставшую от
поколения к поколению, рука сделалась пригодной для выполнения все более
сложных операций. Это явилось предпосылкой развития искусства
обработки камня камнем при помощи скалывания. А появление каменных
орудий сделало более продуктивной охоту и открыло возможность
обработки резанием дерева, кожи и кости.
1 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные произведения, т. II, М., 1955, стр. 70.
21

Примитивные орудия труда, оказавшись в распоряжении такого
общественного животного, как человек, положили начало его господству над
природой, которое с каждым новым шагом вперед расширяло его кругозор
и позволяло открывать в предметах природы все новые, до того
неизвестные, свойства. Превращение человеческого мозга под влиянием труда
и развития членораздельной речи в орган, превосходящий мозг обезьяны
и по величине, и по совершенству, постепенно привело к развитию чувств
человека. Ф. Энгельс подчеркивал, что человеческий глаз стал замечать
в вещах значительно больше, чем более острый глаз орла; человеческий
нос стал воспринимать в сто раз больше запахов, чем более тонкое
обоняние собаки; человеческие пальцы превзошли едва выраженное грубое
зачаточное осязание обезьяны.
Развитие мозга и его продукта — мышления—привело к тому, что
человек сознательно, по заранее обдуманному плану начал изготовлять
орудия труда, изменять предметы природы, т. е. стал трудиться вполне
сознательно.
«Употребление и создание средств труда,— писал К. Маркс,— хотя
а свойственные в зародышевой форме некоторым видам животных,
составляют специфически характерную черту человеческого процесса труда...»1
Именно благодаря труду и совершенствованию навыков в изготовлении
орудий труда, что значительно расширяло возможности использования
сил природы, проходило формирование человеческого общества.
Длительная борьба людей с силами природы, трудовая
деятельность по производству орудий и добыче средств существования приводили
к постепенному развитию производительных сил. Открытие и широкое
использование огня, изобретение лука и стрел, гончарное искусство
и др. обеспечивали все лучшие и лучшие условия жизни человеческого
общества.
Однако производительные силы находились все еще на чрезвычайно
низком уровне. Средства труда были крайне примитивными и исключали
возможность борьбы древнейших людей с силами природы в одиночку.
В этих условиях люди вынуждены были сообща собирать в лесу плоды,
ловить рыбу, строить себе жилища. Поэтому важнейшие средства труда
являлись общинной собственностью.
Вначале общинная собственность требовала, чтобы труд
осуществлялся коллективно, без общественного разделения труда. Однако постепенно
в первобытном обществе возникают и первые элементы разделения труда.
Сначала в виде естественного разделения труда (по полу и возрасту),
а затем появляется и общественное разделение труда.
Огромное влияние на технику оказало первое крупное общественное
разделение труда: отделение пастушеских племен от земледельческих.
Скотоводство дало этим племенам в руки новые продукты: молоко и шерсть.
На основе регулярного потребления молока развилось изготовление
сыра и масла, возникла новая форма посуды — бурдюк. Использование
шерсти привело к появлению войлока и ткани, изобретению веретена
а простейшего ткацкого станка. Прирученный скот обеспечил
пастушеским племенам возможность заменить работу человека животной тягой
в тех операциях, где он выполнял функцию только простой
двигательной силы. Это положило начало вьючному, а потом гужевому
трансаорту при помощи простейшей повозки — волокуши. Скотоводство
вызвало к жизни разведение кормовых растений и, таким образом,
появление зачатков земледелия, которое на этой стадии своего развития
было лишь придатком к разведению скота.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 186—187.
99

Превращение скотоводства в самостоятельное занятие обогатило
технику целым рядом новых достижений. Мотыга развилась в плуг, а нож —
в серп, была изобретена борона. Скот заменил человека при волочении
плуга. Переработка продуктов земледелия вызвала к жизни обмолот
-зерна, его размол ручным жерновом, печение хлеба, приготовление
растительного масла, варку пива.
Занимаясь земледелием, человек познакомился с глиной,
употребление которой сначала для обмазки плетеных стен жилища, а затем и
плетеной посуды привело к возникновению гончарного искусства. Возникшая
в связи с обжигом глиняной посуды гончарная печь в процессе ее
постепенного усовершенствования позволила освоить температуры свыше 500°
и открыла людям металлы: сначала бронзу, затем железо. Являясь
материалом, давшим человеку орудие такой твердости и остроты, которому
не мог противостоять ни один камень, ни один металл, железо сыграло
-огромную революционную роль в истории техники. Железный меч,
железный плуг и железный топор сделали возможным расчистку под пашню
широких лесных пространств, применение тесаного камня в
строительном деле.
Развитие и господство родового строя, обеспечившего все эти
технические достижения, сказались на технике в виде господства крупных
-сооружений общинного пользования. Это выразилось в появлении
больших домов — жилищ, общинных загонов скота и амбаров, лодок для
дальних путешествий и т. п.
Вначале создание несложных орудий труда было для членов
общины подсобным занятием. Изготовление же более совершенных орудий
требовало особых навыков. С другой стороны, непрерывно возрастала
потребность в таких орудиях. В этих условиях совмещать ремесло с
земледелием и скотоводством стало невозможно. Возникла необходимость
отделения ремесла от земледелия. Это было второе крупное общественное
разделение труда. Развитие общественного разделения труда вызвало
необходимость обмена продуктами. Первоначально обмен между родами
носил случайный характер. С развитием общественного разделения труда
•обмен стал жизненной потребностью.
Развитие производительных сил в первобытном обществе означало
значительное усиление степени господства над природой. Однако
постепенно начали созревать серьезные противоречия между все
возрастающими производительными силами и производственными отношениями
первобытного общества, которые из двигателя все больше превращались
в тормоз дальнейшего развития производительных сил, ибо в результате
их развития стал возможным труд небольших групп людей и даже
индивидуальное ведение хозяйства. Рост производительности труда
позволил создавать известный излишек сверх необходимого для
существования самого работника. Возникла возможность получения прибавочного
продукта.
Однако первобытнообщинные производственные отношения были не
совместимы с индивидуальным хозяйством. Община перестала
стимулировать использование выросших производительных сил. Развитие
скотоводства и земледелия обеспечило получение средств существования в
рамках коллективов меньших, чем община. Община стала распадаться на
«семьи. Внутри семьи постепенно выделяется ее глава, который сначала
распоряжался основными средствами производства, а затем полностью
присваивал их, особенно скот и землю. Появляется частный
собственник средств производства, заинтересованный в эксплуатации пленных
и своих соплеменников, в присвоении созданного ими прибавочного
продукта.
23

Основные этапы развития техники
Эпохи
Древний
палеолит
Поздний
палеолит
Мезолит
Неолит
Энеолит
Культуры
—
Шелль
Ашель
Мустье
Ориньяк
Солютре
Мадлен
Азиль
Тарденуаз
Ранний неолит
Поздний
неолит
Время
800—400
тыс. л. до
н. э.
400—100
тыс. л. до
н. э.
100—40 тыс.
л. до н. э.
40—12 тыс. л.
до н. э.
12—7 тыс. л.
до н. э.
7—4 тыс. л.
до н. э.
3—4 тыс. л.
до н. э.
3-—4 тыс. л.
до н. э.
Типы орудий труда и сырье для их
изготовления
Эолиты
Ручные рубила (камень)
Остроконечники, скребла, скобели,
резцы, костяные орудия
Кремневые резцы, скребки.
В мадлене—широкое применение
костяных орудий
Лук и стрелы с кремневыми
наконечниками.
Микролиты
Глиняная посуда.
Макролитические орудия: топоры,
долота, булавы.
Микролитические орудия:
кремневые ножи, скребки, стрелы
Орудия общего назначения: топоры
без проушин, позднее—с
проушинами, клинья, ножи, долота,
тесла, скобели, скребки, пилы,
проколки, молоты.
Орудия земледелия: мотыги,
зернотерки, серпы.
Орудия охоты и оружие: лук и
стрелы, копья, боевые топоры и
топоры-молотки, палицы, кастеты,
метательные камни
Первые медные орудия и оружие.
Кремневые зернотерки, мотыги,
криволинейные серпы
24

Таблица 1
первобытнообщинного способа производства
Технология обработки
орудий и сырья
Кремневые камни слегка
подправлялись оббивкой
Оббивка.
Применение дикого огня
Оббивка (края орудий
делались острее)
Изготовление орудий из
пластин, полученных путем
их скола от кремневого
желвака.
Освоение огня
Изготовление орудий путем
скола.
В солютре — отжимная
ретушь
Жгутовая лепка
Шлифование, полирование,
сверление, пиление.
Прядение, ткачество
Холодная обработка меди
ударом
Жилища
Освоение
пещер
Землянки
Землянки,
свайные

постройки

Глинобитные
наземные
жилища,

землянки
Основные
отрасли
хозяйства
Охота,

бирательство
Охота

Скотоводство

Господство
мотыжного

земледелия
Этапы
первобытнообщинного
строя
Первобытное
стадо
Матриархат
(родовой
строй)
Патриархат
(расцвет
родового
строя)
Этапы
развития техники
Появление
простых
орудий
труда

Накопление
простых
орудий
труда
Появление
сложных
орудий
труда
25

Так, в недрах первобытного общества возникли и стали
развиваться новые рабовладельческие производственные отношения, явившиеся
прямым следствием развития производительных сил.
Низкий уровень развития производительных сил требовал, чтобы все
добытые средства существования делились поровну между членами
общества, иными словами, осуществлялось уравнительное распределение
материальных благ.
Таким образом, производственные отношения первого человеческого
общества основывались на общинной собственности на важнейшие
средства производства, коллективном труде и уравнительном распределении
предметов потребления.
Первобытнообщинный строй, явившийся первой
социально-экономической формацией человеческого общества, не знал эксплуатации человека
человеком. В этом обществе не было общественного неравенства и
разделения общества на классы. Не было и государства — организации
классового господства.
Чем же характеризовались производительные силы
первобытнообщинного строя, какие основные этапы в своем развитии прошла техника?
Появление простых орудий труда
Начальным этапом истории первобытнообщинного строя является
первобытное стадо. Техника на этом этапе характеризовалась появлением
простых орудий: палок, дубин, копий, грубых каменных орудий.
Хронологически этот этап охватывает весь древний палеолит, т. е. от 700 до
40 тыс. лет до н. э. (см. табл. 1).
Материалом для изготовления простейших орудий служил камень,
который древнейший человек брал из земли, являющейся первоначальной
кладовой его пищи, а также первоначальным арсеналом его средств труда.
Первые орудия древнейших людей (питекантропов) — эолиты (рис. 1)
трудно отличить от расколотых природными силами камней. Стремясь
обладать орудием с режущими краями или с острым концом, древнейший
человек находил подходящий камень, а затем другим камнем его раскалывал.
С самого начала изготовления каменных орудий в качестве сырья
использовался кремень. В тех местах, где отсутствовали природные залежи
кремня, вместо него употреблялись другие породы: яшма, роговик,
халцедон, гранитный валун и в ряде случаев известняковые породы. В кремне
сочетается ряд качеств, которые и использовал человек при производстве
орудий: кремень обладает большой твердостью, раскалывается на тонкие
пластины с режущими краями и, кроме того, широко распространен в
природе.
С течением времени человек вместо эолитов стал изготовлять орудия
труда, которым уже сознательно придавалась определенная форма. Эти
орудия, получившие название ручных рубил (или ударников),
представляют собой кремневые желваки различной величины и формы1,
поверхность которых с обеих сторон тщательно оббита более или менее частыми
и крупными сколами.
Ручное рубило первоначально являлось универсальным орудием
труда, так как им можно было растирать и размельчать растительную
пищу, соскабливать и очищать кожуру и кору, раздроблять орех и
1 Первые рубила имели длину 18—20 ел* и более, вес от 50—70 г до 2 кг (этп
размеры затем несколько уменьшаются); рубила обладали овальной, дисковидной или
треугольной формой.
2(>

т. п. Со временем человек научился изготовлять ручные рубила разного
типа (рис. 2).
Рубила имели острие и волнистые края, пригодные для
разрывания, скобления и т. д., и удлиненный конец, удобный для толкающих
Рис. 1. Первые каменные орудия труда — эолиты.
а колющих действий. Такое орудие можно было получить путем
двухсторонней оббивки камня.
Делать отщепы камня определенной величины и формы
древнейшие люди могли только в том случае, если они использовали закон
параллелограмма сил (конечно, так же неосознанно и ощупью, как это
делали и их продолжатели, древнегреческие каменотесы).
27

Развитие производительных сил, прежде всего усовершенствование
орудий труда, подготовило переход от первобытного стада к древнейшей
форме родового общества — материнской родовой общине, т. е. коллек^
Рис. 2. Различные виды ручного рубила.
тиву, связанному узами родства. Огромную роль в подготовке этого
перехода сыграло освоение способов искусственного добывания огня, которые
уже были известны неандертальцам.
Открытие огня и способы его добывания
Открытие огня, по словам Энгельса, «впервые доставило человеку
господство над определенной силой природы и тем окончательно отделило
человека от животного царства»1.
Об открытии человеком огня имеются самые различные
предположения. Во всяком случае можно утверждать, что человек вначале
познакомился с так называемым «диким» огнем, полученным в результате
естественных явлений природы (действие вулканов, удар молнии в дерево
и т. д.).
Полезные свойства огня: его свет, способность согревать и размягчать
растительную и животную пищу — заставили первобытных людей
позаботиться о его поддерживании. Постоянно подбрасывая в костер дроваг
зажигая новый факел от потухающего, люди старались сохранить огонь.
Тем самым «дикий» огонь постепенно превращался в «домашний».
Прошло много времени, пока человек научился не только сохранять,,
но и добывать его, однако и после этого люди стремились постоянно
поддерживать огонь, так как способы добывания его были слишком
трудоемки2.
1 Ф. Энгельс, Анти-Дюринг, М., 1955, стр. 108.
2 Русский путешественник Н. Н. Миклухо-Маклай, проживший в 1870-х годах
несколько лет среди папуасов яа северо-восточном берегу острова Новой Гвинеи,
наблюдал, как туземцы поддерживали постоянный огонь в своих жилищах или около
них. Они носили его в виде головешек или зажженых сучьев на свои поля, брали
с собой при своих путешествиях по суше и морю.
28

Существовали самые различные способы искусственного добывания
огня. Археологические и этнографические материалы дают все основания
предполагать, что наиболее древними способами добывания огня
являлись: выскабливание, высверливание, выпиливание и высекание огня
при ударе камня о железо (рис. 3).
При выскабливании (или выпахивании) огня деревяшку в виде полена,
в которой имеется мелкий желобок или бороздка, слепо оканчивающаяся,
удерживали коленом. Затем заостренной деревянной палочкой обеими
руками водят по бороздке вперед и назад под углом в 30—35°. При
большой скорости движения палочки бороздка выскабливается, в конце ее
собираются опилки, которые через некоторое время начинают тлеть. При
раздувании они загораются.
Наиболее широко во всех частях света применялось высверливание
огня. Этот способ состоит в том, что кусок сухого дерева, в котором
делается небольшое углубление, кладут горизонтально и поддерживают
ногами. Деревянная палочка с несколько закругленным концом
вставляется в углубление и затем быстро вращается руками. В результате
трения происходит нагревание, и сухой мох, положенный в углубление,
опилки или другой какой-либо загорающийся материал воспламеняется.
Рас. 3. Орудия для добывания огня трением и сверлением.
Этот способ был постепенно усовершенствован: вместо палочки стали
применять лук, ременная тетива которого охватывала петлей
вертикальную палочку. Быстрее всего огонь возникал при вращении
вертикальной палочки посредством лука или веревки (ремешка),
охватывающей ее петлей.
Более поздним способом высверливания огня явилось применение
так называемого насосного сверла. В этом инструменте к нижней части
сверлящей палочки прикреплялся маховичок, а с верхнего конца
палочки в обе стороны шли короткие шнуры, свободные концы которых
29

соединялись между собой горизонтальной палочкой. Если постепенно
начать двигать палочку, то шнуры, предварительно намотанные на сверло,
будут сматываться. Палочка начнет быстро вращаться, в результате чего
образуется сильное трение. Насосное сверло дает огонь в несколько секунд.
Выпиливание огня производится следующим образом. Берется кусок
ствола бамбука толщиною 10—15 см, расщепляется вдоль на две половины,
одна из которых кладется на землю полой стороной вниз. Затем из
Рис. 4. Приемы изготовления каменного орудия.
пластинки бамбука изготовляется нож, которым и пилят ствол поперек.
Древесина бамбука богата кремнеземом, поэтому очень тверда и сильно
нагревается от трения, а сердцевина его способна легко воспламеняться.
Высекание огня при помощи кремня и металла, появившееся
значительно позднее других способов добывания огня, продержалось вплоть до
появления спичек. Первоначально руда, серный колчедан (или пирит)
заменяли металл (железо). Для успешного применения этого способа
необходимо иметь трут, без которого невозможно уловить искру.
Использование огня явилось одним из величайших открытий в
истории человечества. Оно дало возможность победить тьму, избавило
человека от постоянного страха перед мраком, открыло способы борьбы с
холодом, улучшило питание, подняло производительность труда и таким
образом сильно способствовало развитию общества.
Совместная трудовая деятельность, общее жилище, общий огонь,
согревавший его обитателей,—все это с естественной необходимостью
сплачивало и объединяло людей. В своей деятельности человек стал
применять большое количество простых орудий. С этого времени начался
новый этап в развитии человеческого общества, длившийся с 40 до 12 тыс.
лет до н. э., т. е. весь поздний палеолит. Техника этого этапа
характеризовалась накоплением простых орудий, которые создавал человек уже
современного типа (Homo sapiens).
Накопление простых орудий труда
В процессе жизненной практики человек накопил большое количество
случайно отличавшихся друг от друга орудий. Человек не мог не заметить,
что одними из них удобнее выполнять одни операции, а другими — другие.
30

Это способствовало созданию различных орудий труда, их
дифференциации. Первым набором специальных орудий, которыми осуществлялись
различные действия процесса резания, явились: остроконечник,
прикреплявшийся к древку путем обвязывания или с помощью вязкого смолистого
вещества; скребло для соскабливания и подчистки кожи, перерезывания*
мяса, сухожилий; скребок для более чистого выскабливания кожи;
проколка.
Рис. 5. Охотничьи самоловные орудия:
а — петля на птицу, б — петля на мелкого вверя, в — самострел, г — жим
на крупного зверя.
Использование специальных орудий привело к разработке и
примитивной технологии. Для изготовления каменного орудия человек сначала
брал желвак определенной величины и качества, служивший ядрищем
(так называемый «наклеус», обычно дисковидной формы), и с помощью
второго твердого камня (отбойника) получал отщепы. Отщепы
представляли собой только заготовку, которая подвергалась вторичной обработке
Для получения желаемой формы она оббивалась и подправлялась
специальным приемом, получившим название «ретуши». Ретушь
представляла собой тонкую подправку орудия для увеличения эффективности его
действия в целом или для усиления рабочих частей орудия, в
особенности острия (рис. 4).
Дальнейшее совершенствование техники выражалось в применении
все большего количества простых дифференцированных орудий труда,
в использовании огня, изобретении лука и стрел с каменными
наконечниками, применении глиняной посуды.
Большая потребность в камне приводит к необходимости вначале ето
собирать, отбирать и откалывать, а затем и к добыче в недрах земли, т. е. к
зарождению примитивной формы горного дела. Для добычи наиболее
подходящего камня первобытный человек проходил воронкообразные
вертикальные и горизонтальные выработки. Горные работы в это время велись
при помощи оленьих рогов (прообраз кайл) и палок.
Потребность в камне все время увеличивалась. Камень стали
использовать для устройства очагов, загородок для хранения мяса, костей и т. д.
Если раньше люди жили в пещерах, то теперь они стали строить землянки.
Судя по археологическим и этнографическим данным, землянки этого
времени были длиной до 6 м и глубиной до 3 м. По всей вероятности,
перекрывались такие землянки жердями, засыпанными землей.
31

Развитие охоты приводит к употреблению для изготовления орудий
кости и рога, из которых изготовлялись наконечники метательных
орудий, кинжалы, шила и проколки, лощила разных размеров.
Собирательство и охота были очень нелегким способом добывания
пищи. Нередко долгие часы приходилось затрачивать на то, чтобы
отыскать гнездо диких пчел высоко на вершине дерева и с большим трудом
достать оттуда мед. Нелегко было убить птицу на лету, подстеречь,
спрятавшись в зарослях, дичь или стоять в воде с копьем наготове, чтобы успеть
молниеносно пронзить плавающую рыбу. Это толкало первобытного
человека к изобретению более совершенных орудий лова. Постепенно человек
стал пользоваться гарпуном, лассо, накидной сетью и петлей. Затем были
придуманы разнообразные силки, ловчие ямы, ловушки (рис. 5). Создание
всех этих видов орудий, предназначавшихся для охоты, стало возможным
после того, как человек научился связывать, обвязывать разные предметы,
т. е. делать узел.
Изобретение лука и стрел
Первобытный изобретатель, внимательно наблюдая все, что
происходит в природе, сначала стремился только воспроизводить те явления,
которые видел. Он, например, прекрасно знал, что случайно отогнутая ветка
дерева стремительно возвращается в свое естественное положение. Это
явление он использовал для создания различных пружинных ловушек.
Наблюдения за действиями метательных орудий —камня, палки, а затем
а
ь
Рис. 6. Схема использования упругости древка и метательной
стрелы:
i — древко во взведенном состоянии, б — метательная стрела, в — ловушка
с дротиком, г — лук со стрелой.
копья — и пружинных ловушек привели первобытного человека к
изобретению лука и стрел (рис. 6). Лук, тетива и стрелы — эти большие
технические достижения — явились первыми сложными орудиями, которые
не могли быть созданы на предшествующих этапах раннего развития
человека, так как их изобретение предполагает длительное накопление знаний,
а также знакомство с целым рядом других изобретений.
С изобретением лука людям удалось использовать совершенно новую
силу — скрытые силы упругости. Появившиеся в мезолите лук и стрелы
стали основным видом оружия вплоть до XVII в., а в некоторых
странах и до XX в., например на Севере. Лук и стрела позволили человеку
убивать животных и птиц на расстоянии 100—150 м, а в отдельных
случаях длина полета стрелы доходила до 900 м.
32

Появление лука и стрел способствовало переходу от примитивных
форм охоты к более эффективной ее организации, благодаря чему
расширились возможности добычи мясной пищи. В связи с этим
охота вскоре стала одной из основных отраслей хозяйства (рис. 7).
Стремясь улучшить стрелы, т. е. увеличить их убойную силу,
первобытный человек стал делать для них костяные и каменные наконечники.
Рис. 7. Рисунок в скальных навесах испанского Леванта.
Сцена охоты на горного козла и группа бегущих воинов.
Для этого использовались небольшие кусочки кремня, размеры которых
не превышали 1—2 см.
Вскоре эти кусочки кремня стали использовать как вкладыши для
других орудий. Для этой цели в костяном или деревянном орудии делались
прорези-щели, куда и вкладывались кусочки кремня.
Вкладыши и наконечники для стрел, в большом количестве обнару-
женные на стоянках первобытного человека, в науке получили название
микролитов.
Появление лука и стрел, а затем и широкое их распространение
относится к эпохе мезолита и раннего неолита (с 12 до 4 тыс. лет до н. э.).
В это время было сделано еще одно важное изобретение: обжиг
глиняной посуды, придавший глиняной массе камневидность,
водоустойчивость и огнестойкость. Существуют разнообразные гипотезы о появлении
первой керамики. По одной из них древнейшие сосуды плелись из веток и
обмазывались глиной. Когда эти сосуды случайно попадали в огонь,
плетеная часть их сгорала, а глиняная затвердевала настолько, что люди со
временем не могли не заметить преимущества сосудов из обожженной
33

глины. С изобретением глиняных сосудов человек получил новые
возможности для приготовления и хранения пищи, что было особенно важным
на последующих этапах развития общества.
Появление сложных орудий труда
Развитие охоты способствовало приручению животных и возникновению
первобытного скотоводства, поставившего во главе хозяйственной
деятельности мужчину. В результате этого начинает разлагаться родовая община
и возникает патриархальная семья.
Скотоводство способствовало выделению пастушеских племен,
которые не только производили больше продуктов, чем охотники, но и могли
накапливать их. Это привело к возможности регулярного обмена.
Одновременно начинает складываться примитивное земледелие с обработкой
земли мотыгой и возделыванием ячменя и пшеницы.
В это время (поздний неолит, охватывающий время с 4 до 3 тыс. лет
до н. э.) характерными орудиями становятся каменный топор-колун и
каменная мотыга (рис.. 8).
Топор, появившийся еще в раннем неолите, был неоценим при
строительстве шалашей и хижин, но особенно он был важен для производства
лодок — долбленых челнов. Вначале топор изготовлялся из кремневого
отщепа треугольной формы. Длина его доходила до 10—15 см. Рабочей
частью топора служило широкое скошенное лезвие, первоначально
образованное не шлифовкой, а сколом, полученным от удара отбойником сбоку.
Сначала каменное лезвие укреплялось в расщепленном конце деревянной
Рис. 8. Каменные топоры ы мотыги, составные орудия.
рукояти. Применение рукояти сыграло большую роль в повышении
эффективности работы человека.
Длительное употребление каменного топора показало, что он не мог при
раскалывании давать желательного эффекта и оставлял поэтому рваные,
несколько выпуклые следы резания. Кроме того, при работе топором
требовалась большая затрата энергии. Стремясь облегчить свой труд, люди
начали более тщательно отделывать лезвие топора. Путем длительного
опыта были освоены приемы шлифования и полирования, для чего
впоследствии было изобретено примитивное шлифовальное устройство.
Коэффициент полезного действия неолитических топоров с рукоятями равнялся
0,78—0,89, т. е. был не ниже КПД современных ручных орудий.
34

Мотыга представляла собой продолговатое, узкое каменное орудие,
отделанное на поверхности крупными сколами и заканчивающееся
заостренным или притуплённым концом.
Крупнейшим изобретением этого времени является сверление,
применявшееся как для добывания огня, так и для изготовления орудий.
Вначале сверление производилось сверлом, состоявшим из палочки
с укрепленным на конце камнем. Для усиления действия сверла
использовали песок и воду. Затем человек стал применять для сверления
пустотелую кость и, наконец, изобрел специальные сверлильные снаряды
(рис. 9).
Рис. 9. Сверлильный спаряд.
Реконструкция.
Развитие производства все в большей и большей степени
увеличивало спрос на каменное сырье, которое употреблялось не только для
изготовления орудий труда, но шло и на строительство жилья, укреплений
общественных сооруя^енпй — мегалитов. В это же время возводились
менгиры (каменные столбы), кромлехи (менгиры, расположенные по кругу).
До нашего времени сохранились целые ряды менгиров и дольменов,
сложенных из нескольких стоящих и перекрытых плит.
Для возведения таких сооружений1 первобытный человек долячен
был прибегнуть к таким специальным, хотя и простым, средствам, как
рычаги, деревянные катки, клинья, а также наклонные плоскости.
В результате значительного расхода камня, особенно кремня,
поверхностные запасы его начали истощаться2. Для изготовления орудий
стали применять другие виды горных пород (гранит, нефрит и др.), а также
перешли к преднамеренной добыче камня из недр земли.
Развитию горного дела способствовало и то, что невыветренный
кремень, добытый из-под земли, при изготовлении из него орудий обладал
лучшими качествами, чем выветренный, обнаруженный на поверхности.
Все это привело к тому, что для добычи кремня стали сооружать
примитивные шахтные стволы, проходившие сквозь наносные породы и
маломощные пласты песка с малым содержанием кремня к пластам, наиболее
богатым кремнем.
1 Некоторые из менгиров достигают высоты до 20 м и весят до 350 т, а вес
плиты дольменов достигает 40 т.
2 Достаточно, например, указать, что на некоторых неолитических стоянках
было обнаружено свыше 40 тыс. орудий и облюмков кремня.
35

Рост потребности в орудиях труда заставлял отдельных членов родовой
общины заниматься только добычей каменного сырья и изготовлением
из него различных орудий. В связи с этим в поселениях неолитического
человека возникают своеобразные мастерские по выделке орудий труда
и оружия.
Другие отрасли производства материальных благ (изготовление
жилищ, глиняной посуды, одежды и т. д.) также получили более высокое
развитие. Больше того, они оказали значительное воздействие на
расширение существовавших отраслей хозяйства и содействовали возникновению
новых отраслей (например, примитивного текстильного дела), вызванных
все растущими потребностями людей.
Первое применение металла
Переход от каменных орудий к металлическим и соответственно от
возделывания растений к земледелию имел колоссальное значение в
истории человеческого общества.
Археологические материалы свидетельствуют, что для изготовления
орудий и оружия человек прежде всего стал употреблять медь, хотя золото
он, видимо, знал еще раньше. Во всяком случае археологические раскопки
показывают, что первые медные орудия
(кирка, кинжал и небольшой топор),
похожие на каменные, относятся еще к
энеолиту, т. е. переходному периоду от
каменного века к бронзовому (от 4 до 3 тыс. лет
до н. э.).
Предполагают, что человек в поисках
каменного сырья нашел самородную медь.
Исследования археологических находок
подтверждают, что вначале первобытный
человек не знал способа плавки
самородной меди и в основном применял ковку.
Медь по своей твердости уступает
кремню, обсидиану и многим другим
плотным каменным породам. Однако она
обладает большими преимуществами перед
камнем. Самородную медь можно ковать,
Рис. 10. Медный топор придавая ей необходимую форму, даже в
с проушиной. холодном состоянии. Для того чтобы
изготовить каменный топор и его
отшлифовать, неолитическому человеку требовалось затратить месяцы
напряженного труда, в то время как из самородной меди топор можно уже было
сделать быстрее и с большей легкостью.
Обработка самородной меди привела первобытных людей к важным
наблюдениям. Во-первых, в результате ударов каменного молота медь
становилась более твердой и поэтому пригодной для производства орудий.
Тем самым были выработаны приемы холодной обработки металла.
Во-вторых, занимаясь обработкой меди, человек открыл возможность плавки
металла. Кусок самородной меди или найденной руды, содержащей металл,
попавший в огонь костра или в очажную яму, позволил человеку
обнаружить новые и несвойственные камню особенности: от сильного
нагревания происходило неполное восстановление металла, который
расплавлялся и, остывая, приобретал новый вид. При использовании более высокой
температуры качество выплавляемого металла улучшалось.
36

Занимаясь обработкой самородной меди, человек открыл возможность
плавления металла. К этому времени уже была известна гончарная печь,
температура пламени в которой значительно выше, чем в костре.
Используя такую печь, люди смогли начать систематическую выплавку меди.
Впервые выплавка меди из руд была освоена в 4 тысячелетии до
н. э. в ряде стран Передней Азии, Египта, Индии. Из меди делали
кинжалы, топоры, наконечники копий и стрел и т. д. (рис. 10). Из
меди производили и предметы, которые нельзя было сделать из камня:
трубы, проволоку, гвозди и т. п. Важно отметить, что человек получил
возможность чинить изготовленные из меди орудия.
Однако медные орудия в это время не смогли вытеснить каменные,
так как способы выплавки меди были несовершенны и месторождения
богатых руд еще не были открыты.
Возникновение земледелия
В неолитическую эпоху возникает мотыжное земледелие. Некоторые
племена, используя благоприятные природные условия тех районов, в
которых они жили, перешли от собирательства к земледелию и от охоты на
диких животных к скотоводству. Это был важный шаг по пути освоения
природы, давший человеку возможность заготавливать пищу и тем самым
уже в известной мере не зависеть от капризов природы.
Труд первых земледельцев, имевших в своем распоряжении только
грубые каменные и деревянные орудия, был изнурительным. Они тратили
много усилий при обработке почвы, выкорчевывании корней, ухаживании
за посевами и сборе урожая. Поэтому постепенно стали производиться
специальные орудия для этих работ: мотыги, серпы, зернотерки, сосуды
для хранения продуктов земледелия.
Разведение домашнего скота позволило людям использовать мясо,
шкуры и шерсть, а затем и молоко животных. Скотоводство привело к
расширению вьючного и гужевого транспорта, а также к применению
тягловой силы в земледелии, что в свою очередь оказало большое влияние на
развитие самого земледелия.
Земледелие все больше и больше требовало оседлого образа жизни.
Люди начинают строить поселки, состоящие из нескольких домов, пол
и стены которых обмазывались толстым слоем глины1. Основа такого
дома делалась из столбов и прутьев.
Освоение способов выплавки меди дало людям более совершенные
орудия не только для возделывания почвы и сбора урожая, но и для
изготовления деревянных изделий, которые широко использовались в земледелии.
Медные мотыги, имевшие деревянные рукояти, и лопаты позволили
выполнять большие земляные работы, требуемые для сооружения оросительных
каналов в засушливых районах.
Несколько позже (в 3 тыс. г. до н. э.) в районе Двуречья и в Египте
стали применять деревянный плуг. Запрягая в плуг домашних животных„
человек значительно повысил производительность труда в земледелии.
Итак, развитие техники первобытнообщинного способа производства
характеризуется появлением отдельных орудий труда, накоплением
простых орудий, появлением сложных орудий. Изобретение лука и стрел
1 Такие поселки наиболее хорошо изучены при раскопках в селении Триполье
на Днепре, ниже Киева, где были найдены даже глиняные модели таких жилищ.
37

содействовало переходу от собирательства к охотничьему образу жизни,
приручению животных и к первобытному скотоводству. Крупнейшими
открытиями и изобретениями этого периода являются освоение и
добывание огня, изобретение лука и стрел, изготовление керамики, первое
применение металла. Человек осваивает методы обработки камня и металла,
оббивку, скол, ретушь, резание, шлифование, сверление, пиление. В связи
с развитием производительных сил вначале появляется естественное
(по полу и возрасту), а затем и общественное (скотоводство,
земледелие, ремесло) разделение труда. Развитие производительных сил сделало
рабочую силу человека способной производить больше продуктов, чем
это необходимо для поддержания его существования, появилась
возможность получения прибавочного труда и продукта.
Общественное разделение труда и расширение обмена привели к
возникновению в первобытнообщинном обществе частной собственности и
имущественного неравенства, к разделению общества на классы и к
эксплуатации человека человеком. Это привело к разложению
первобытнообщинного строя.

ГЛАВА II
ТЕХНИКА РАБОВЛАДЕЛЬЧЕСКОГО СПОСОБА
ПРОИЗВОДСТВА
(Развитие и распространение сложных орудий труда)
Ш Ш раньше всего произошел в странах Древнего Востока.
Рабовладельческий способ производства господствовал в Месопотамии (Щуме-
рийское государство, Вавилония, Ассирия и др.), в Египте, Индии и
Китае с конца IV и до II тысячелетия до н. э.; в Закавказье
(государство Урарту) — в I тысячелетии до н. э.; в Хорезме — с VIII—VII вв. до
н. э. по V—VI вв. и. э. В Греции рабовладельческий способ
производства достиг своего расцвета в V—IV вв. до н. э. Наивысшее развитие
рабовладельческий строй получил в Риме в период со II в. до н. э. по II в. н. э.
Производственные отношения рабовладельческого строя
характеризуются частной собственностью рабовладельцев на средства производства,
а также на самого работника — раба. Рабовладельцы присваивали продукт,
созданный трудом раба. Раб считался вещью, он находился в полном
и безраздельном распоряжении рабовладельца. Рабов не только
эксплуатировали — их продавали, покупали, как скот, и даже безнаказанно
убивали. Эксплуатация рабов рабовладельцами составляет главную черту
производственных отношений рабовладельческого общества.
Вместе с эксплуатацией человека человеком возникли и
антагонистические классы—рабовладельцы и рабы, угнетатели и угнетенные.
Возникло и государство как орган классового господства рабовладельцев.
Первыми рабами были пленные, захваченные во время войн между
племенами. Сначала пленных убивали, однако с возникновением прибавочного
продукта рабовладельцам стало выгодным сохранять пленным жизнь
и превращать их в рабов. Кроме пленных в рабов стали превращать
также членов рода за долш.
Производственные отношения в основном соответствовали
производительным силам, характеризующимся широким применением сложных
орудий труда, изготовляемых уже из металла, появлением скотоводства,
земледелия, ремесла. На первых порах они открыли значительные
возможности для дальнейшего развития производительных сил, прежде
всего в земледелии и скотоводстве. Совершенствование средств труда,
увеличение поголовья скота и использование его как тягловой силы
позволило расширить масштабы земледелия и скотоводства,
организовать крупные рабовладельческие латифундии, в которых порою были заняты
сотни и тысячи рабов. Однако развитие техники в это время шло крайне
медленно, так как производство основывалось на труде рабов, не
заинтересованных в усовершенствовании орудий и процессов труда. Дешевый
рабский труд мало способствовал изобретению новых технических средств.
39

Превращение рабского труда в основу хозяйства позволило
использовать в широких масштабах простую кооперацию труда. Только благодаря
простой кооперации труда народы Египта, Индии, Китая, Рима, Греции
Закавказья, Средней Азии смогли воздвигнуть гигантские сооружения:
дороги, мосты, ирригационные сооружения, военные укрепления, храмы,
дворцы.
Значительное развитие в рабовладельческом обществе получило
общественное разделение труда, выражавшееся в специализации
сельскохозяйственного и ремесленного производства, что создавало условия для
повышения производительности труда.
Применение рабского труда усилило обособление ремесла от
земледелия и тем самым вызвало развитие многочисленных его отраслей.
Характерное для рабовладельческого строя образование крупных городов
привело к специализации внутри ремесла. «В мелких городах один и тот же
человек делает ложа, двери, плуги, столы; иногда он, кроме того, строит
дома, и очень рад, если имеет достаточное количество подобного рода
заказов, необходимых для поддержания его жизни»,— писал греческий
автор V века до н. э. Ксенофонт. «Совершенно невозможно,— указывал
он далее,— чтобы человек, занимающийся столь различными делами, все
делал хорошо. Но в крупных городах, где каждый работник находит
многих покупателей, ему достаточно знать одно ремесло, чтобы
прокормиться»1. А его младший современник, Изократ, признавал, что «в области
искусства и ремесел египтяне превзошли своих соперников больше, чем
мастер превосходит необученного работника»2; это стало возможным
благодаря такой организации общества, при которой каждый человек всегда
занимается одним и тем же делом и поэтому качество его работы наиболее
совершенно. Непосредственным следствием образования отдельных ремесел
явилась известная специализация и орудий труда, наиболее наглядно
проявившаяся в молотке. В рабовладельческом Риме во времена Юлия
Цезаря уже применялись его основные специализированные формы: куз-
нечно-слесарная, плотничная, сапожная, каменотесная и т. п.
Специализация работника только на одном виде ремесла создала
условия для появления целого ряда изобретений, невозможных в
предшествующий период. Среди них особенное хозяйственное значение имели плуг,
мельница, прессы для винограда и маслин, грузоподъемные механизмы,
способы термической обработки железа, применение пайки, штамповки
и травления металла, изготовление кислого хлеба, развитие механизмов,
иостроепных на ротационном принципе. К этой эпохе относятся первые
попытки замены человека в тех случаях, когда он функционировал
только в качестве двигательной силы, силами животных, воды и ветра.
Большое влияние на развитие техники рабовладельческого общества
оказало третье крупное общественное разделение труда, выделение класса
купцов, которые занимались не производством, а только обменом
продуктов. Купцы в погоне за наживой покупали товары у производителей,
привозили товары на рынки сбыта, иногда довольно далеко от места
производства, и продавали потребителям. С появлением и деятельностью купцов
связано быстрое усовершенствование дорог, средств передвижения и тары,
производство предметов роскоши и чеканка монеты. Развитие торговли
привело к широкому применению колесной повозки и парусного корабля.
Развитие ремесла и торговли привело к образованию городов. На
первых порах в городах значительная часть населения продолжала
заниматься земледелием и скотоводством. Однако постепенно города стано-
1 Цит. по: К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 374.
2 Там же, стр. 375.
40

вились центрами ремесла и торговли. В них оседала рабовладельческая
знать, купцы, ремесленники, формировался государственный аппарат,
армия. Рабовладельцы, купцы, ростовщики эксплуатировали не только
городскую бедноту, но и трудящиеся массы в деревне, возбуждая их
ненависть к городу. Тем самым было положено начало
противоположности между городом и деревней.
Превращение войны в необходимый источник постоянного снабжения
хозяйства рабами вызвало развитие военной техники ъ отношении как
наступательного, так и оборонительного вооружения. Железный меч
и железные доспехи, каменные крепостные стены и разнообразные осадные
орудия — таковы характерные проявления этого развития.
Применение труда рабов позволило рабовладельцам освободиться
от физического труда и переложить его на рабов. Занятия государствен-
нбши делами, науками и искусствами сосредоточились в руках верхушки
рабовладельцев. Рабовладельческий строй положил начало
противоположности между физическим и умственным трудом, создав разрыв между
ними.
Будучи простейшей формой разделения труда, рабство создало условия
для появления таких изобретателей, как Архимед и Герон
Александрийский, и таких теоретиков, как Аристотель и Эвклид. Достижения
греческой науки, которые Энгельс называет «гениальными догадками», были
продуктом именно отделения от труда «духовных потенций производства».
Однако эта же самая простая кооперация рабов, избавившая от
физического труда рабовладельцев, привела к образованию в среде рабов слоя,
который принимал активное участие в создании античной культуры. Это
былд управляющие сельскохозяйственными имениями (виллами) и
промышленными предприятиями (эргастериями) с довольно значительным
штатом помощников, мастеров и десятников (декурионов). В числе рабов
были чтецы, секретари, библиотекари, переписчики, счетчики, живописцы,
скульпторы и т. п. Такие «презренные» изобретения, как «римский» плуг
с отвалом и отрезом и описанная Плинием «гальская» жнейка, являлись,
ао-видимому, делом рук этого слоя рабов.
Орудия труда из бронзы
Люди еще в энеолите научились изготовлять орудия труда из меди.
Сначала их ковали из самородной меди, а затем стали выплавлять медь
из руды и плавить ее для литья орудий. Занимаясь этим, нельзя было
не заметить черные, коричневые и красновато-коричневые куски
важнейшей оловянной руды — кассиарита, или оловянного камня (Sn02). Это,
а также наблюдения над свойствами медных руд, содержащих
незначительные (до 2%) примеси олова, привели к важному открытию:
прибавление к меди олова придает металлу лучшие качества. Так был изобретен
первый искусственный сплав — бронза.
Бронза обладает значительными преимуществами перед медью. Она
имеет более низкую температуру плавления, примерно 700—900°, более
высокие литейные качества, а при охлаждении обладает значительной
прочностью и твердостью. Если медное орудие в основном ковалось, то
бронзовое отливалось, что имело большое значение, так как это открыло
возможность массового производства орудий и оружия.
Этот древнейший период употребления металлов получил название
бронзового века, приблизительные хронологические границы которого —
начало III тыс.— I тыс. до н. э.
Применение бронзы позволило не только улучшить качество орудий
труда и оружия, но и значительно их разнообразить, а главное, ускорить
41

процесс их изготовления. Из бронзы выделывались разнообразные топоры,
ножи, серпы, мотыги и т. п., а также оружие: копья, мечи (иногда длиной
до 1 метра), стрелы и др. Кроме того, бронза стала основным
материалом для изготовления предметов украшения, выделывания всевозможной
утвари, скульптурных произведений.
Бронзовое литье в Древнем Египте производилось следующим
образом. На маленьких низких кострах, в которых огонь поддержи-
Рис. 11. Литейщики.
Древний Египет. Роспись из гробницы в Фивах. XVIII династия.
нался углем и раздувался специальными мехами, металл расплавлялся
в тиглях. Рабы снимали их с огня при помощи эластичных тростей.
Из тиглей расплавленный металл выливался через небольшие воронки
в каменные формы для выделки орудий и оружия.
Распространение металла привело к освоению ряда методов его
обработки. Так, при горячей обработке применялось литье, паяние и в
незначительных размерах — сварка. Холодная обработка металла
употреблялась при ковке, выделке листовой меди, отдельных готовых изделий, при
волочении медной, золотой и свинцовой проволоки. Кроме того, были
известны некоторые специальные приемы обработки металла,
применявшиеся в зарождающемся ювелирном деле (инкрустация, скань и
филигрань).
Добывание металла из руды и отливка предметов из меди и бронзы
требовали производственной специализации, а распространение изделий—
определенных форм обмена. В странах Древнего Востока это рано привело
к выделению ремесла и торговли. В Европе, где в то время еще
существовал первобытнообщинный строй, этот процесс общественного разделения
труда не мог не привести к подобным же, хотя и более ограниченным,
результатам.
42

Однако бронза являлась слишком редким и дорогим материалом,
и поэтому после ее появления основные орудия труда по-прежнему были
каменными и деревянными. Она шла главным образом на оружие и
украшения. Говоря об этом, Ф. Энгельс подчеркивал, что «медь и олово и
выплавляемая из них бронза были важнейшими металлами; бронза давала
пригодные орудия и оружие, но не могла вытеснить каменные орудия; это
было под силу только железу, а добывать железо еще не умели»1.
Выплавка железа — одно из крупнейших
достижений человечества
Крупнейшим достижением человечества, вызвавшим бурный рост
производительных сил, явилось получение и применение железа. Железо
окончательно вытеснило каменные орудия, чего не могли сделать ни медь,
ни бронза.
В Китае я^елезо было известно уже в 2357 г. до н. э., а в Египте—
в 2800 г. до н. э., хотя в Египте еще в 1600 г. до н. э. на железо смотрели
как на диковину. В эти времена оно еще не получило широкого
распространения. Железный век в Европе начался приблизительно за 1000 лет
до б. э., когда на берега Средиземного моря проникло искусство получения
железа.
Правда, следует отметить, что с чистым железом люди познакомились
еще в эпоху энеолита, однако никакого практического значения этот
факт еще не имел. Дело в том, что в чистом виде железо в природе
встречается в метеоритах. Эти падающие с неба куски металла стали предметом
культа у некоторых народов: они встречаются при раскопках ряда
стоянок.
В отличие от меди и олова железо в древности добывалось повсюду
из озерных, болотистых, луговых и других руд, которые в настоящее
премя уже не имеют большого практического значения.
Одним из величайших изобретений человечества был сыродутный
процесс получения железа. При этом процессе восстановление железа из руды
достигается при температуре 900°. Для получения железа сыродутным
способом руда дробилась и затем обжигалась на открытом огне; после
этого в ямах или небольших глиняных печах производилось
восстановление металла. Для восстановления металла в горн добавлялся
древесный уголь и нагнетался воздух. В результате процесса на дне глиняной
печи образовывалась так называемая крица — комок пористого
тестообразного и сильно загрязненного железа весом от 1 до 8 кг. Ее необходимо
было затем подвергать многократной горячей проковке, после чего из
нее изготовляли различные орудия труда и оружие.
Кожаные меха, которыми нагнетался воздух в горны, были
изобретены для ускорения плавки меди. Для сыродутного процесса кожаные
меха стали совершенно необходимы. Без них люди не смогли бы получать
железо. Впервые усовершенствованная искусственная воздуходувка
появилась в Египте около 1580 г. до н. э.
Кричное железо, которое получалось в результате сыродутного
процесса, отличалось мягкостью. Однако еще в древности был открыт способ
получения более твердого металла. Для этого применялось сваривание,
а также закалка железных изделий или их цементация.
Способ получения сварного железа, а также методы поверхностной
закалки, по-видимому, были впервые применены в 1400 г. до н. э. в Арме-
1 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные произведения, т. II, стр. 293.
43

нии, в небольшом местечке Шохдок-Карадаг, расположенном к северо-
востоку от горы Арарат. Здесь имелись богатые залежи железных руд, так
называемых гематитов, а также запасы топлива в виде обширных лесных
массивов. Жители этого района начали выплавлять железо, основываясь
на опыте разработки и плавки медных руд.
Выплавляемое в Закавказье железо шло в Месопотамскую долину,
в Шумерийское государство, в страны, расположенные в Передней Азии,,
а оттуда — и в Египет. Несколько позже возникли и другие центры выделки
железа.
Стремление иметь более прочные орудия труда и оружие привело
к открытию производства стали. Уже в античном мире начиная с
первой половины I тысячелетия до н. э. сталь широко употреблялась для
изготовления орудий труда и оружия. Греческие авторы в своих работах
различают понятия железа, которое они называли «сидеро», и стали,
которую они называли «халипс»1.
Железо очень скоро проникло во все области производства, быта>
и военного дела, так как улучшение способов выплавки сделало его
дешевым металлом. Оно произвело переворот во всех областях
производства.
Распространение железа оказало влияние и на такие отрасли
хозяйства, как рыболовство, охота и др. Важную роль железо сыграло и в
изменении методов обработки дерева. Дерево в древности являлось основным-
материалом для строительства домов, сооружения средств передвижения
по суше и воде, изготовления разнообразной утвари и т. д. Поэтому
усовершенствование методов обработки дерева при помощи железных
инструментов позволило поднять производительность труда в
строительном деле.
Распространение железной металлургии и железных орудий привела
человечество к последнему периоду первобытной истории, который
Ф. Энгельс характеризует как эпоху «железного меча, а вместе с Tew
железного плуга и топора»2.
Земледелие и оросительные сооружения
Особенно большое значение имело железо для развития земледелия.
Железный топор и соха с железным лемехом способствовали
расширению обработки земли. Железные орудия обеспечили обработку полей
не только в безлесных, но и в лесных местах, где приходилось
предварительно вырубать деревья.
Вместе с распространением железа земледелие превратилось в
важную отрасль производства. Развитие земледелия отразилось и на
характере скотоводства, которое либо превратилось в дополнение к
земледелию, либо развивалось в самостоятельную отрасль—кочевое скотоводство.
Условием возникновения пашенного земледелия, которое было
характерно для рабовладельческого строя, явились, с одной стороны,
применение металлических орудий, а с другой — развитое скотоводство,
давшее необходимую тяговую силу. Правда, зачастую в качестве тяговой силы
продолжали применять рабов (рис. 12).
Широкое распространение пашенного земледелия, однако,
основывалось еще на довольно примитивных орудиях труда. Основным орудием был
первобытный плуг—деревянное почвообрабатывающее орудие с отдельными
1 Это название происходило от парода халипсов, жившего в то время на
юго-восточном берегу Черного моря.
2 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные произведения, т. II, стр. 295
44

Рис. 12. Пахота на людях.
Рельеф из гробницы в Элькабе.
XVIII династия.
металлическими частями (сошник и крепление)1. Кроме того,
использовались борона, серпы и косы. Для молотьбы применялись деревянные цепы,
а также катки.
В Египте и других рабовладельческих государствах
применялась залежная система земледелия. В зависимости от
географических условий использовались две модификации этой системы: для
степных районов — собственно
залежная, а для лесных — подсечная
или огневая (лядинная). При
такой системе ведения земледелия
использовалось естественное
плодородие почвы в течение 3—4 лет.
Затем обрабатываемый участок
забрасывался (в залежь). Вскоре
он зарастал сорной, а затем и
дикой растительностью. Через 15—
25 лет плодородие почвы
восстанавливалось.
Природные условия земледелия в засушливых странах Востока,
особенно в Египте, привели к введению искусственного орошения
(ирригационное земледелие). Оценивая значение искусственного орошения,
К. Маркс писал: «Климатические условия и своеобразие поверхности,
особенно наличие огромных
пространств пустыни, тянущейся от
Сахары через Аравию, Персию, Индию
и Татарию вплоть до наиболее
возвышенных областей Азиатского
плоскогорья, сделали систему
искусственного орошения при помощи
каналов и ирригационных сооружений
основой восточного земледелия»2.
Необходимость поддерживать сеть
этих искусственных каналов, систем
и водных сооружений
способствовала хозяйственной и политической
централизации древневосточных
государств.
Обычно для задержания воды и
ее поднятия использовались
плотины, которые сооружались из земли,
вынутой при рытье каналов, из
хвороста, тростника, камыша и ила,
смешанного с соломой. Большие
плотины для прочности обсаживались
деревьями. Камень использовался
в основном для сооружения только горловин плотин и при строительстве
набережных.
В Египте для подъема воды на высоко расположенные поля наиболее
широкое распространение получили так называемые шадуфы (рис. 13).
Кожаное ведро привязывалось веревкой к концу длинного шеста,
укрепленного на стойке таким образом, чтобы оно могло подниматься и опускаться.
1 Правда, в некоторых рабовладельческих государствах (Китай, Рим, Древняя
Греция) появился в эту эпоху железный плуг, но значительное распространение он
получил лишь в феодальный период.
2 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 9, стр. 132.
Рис. 13. Водоподъемное
шадуф.
По Египетской росписи
середины II тыс. до н. э.
устроыство
45

На другом конце шеста имелся груз, который уравновешивал ведрог
наполненное водой. При помощи такого сооружения можно было в течение
часа поднять на высоту двух метров 3400 л воды, на высоту трех метров —
2700 л, на высоту шести метров — 1550 л. Если было необходимо
поднимать воду на более значительную высоту, то устанавливали
последовательно несколько шадуфов.
Применение водоотливных средств (шадуфов), грандиозные
ирригационные работы, сооружение дамб и плотин позволили египтянам осушить
большие площади плодородной земли по берегам Нила, ранее занятой
болотами. Это привело к расширению плодородных земель и
увеличению хлебных излишков у земледельцев. Одновременно шло и изменение
системы земледелия.
Работы над созданием ирригационного хозяйства, применение новых
систем земледелия были возможны только при определенном уровне
развития техники, но они в свою очередь неизбежно должны были содействовать
дальнейшему усовершенствованию сельскохозяйственной техники, а также
изобретению новых орудий труда, которыми пользовались в
земледелии.
Обособление ремесла от земледелия
Специализация ремесел показала, что производительность труда
зависит не только от виртуозности работника, но также и от совершенства
его орудий. Применение одного и того же орудия в различных частичных
операциях, из которых складывается производство продукта, и
выполнение различных операций одним и. тем же орудием дали почувствовать
необходимость их изменения, направление которого подсказывалось особыми
трудностями их употребления в неизменном виде. Так возникла
дифференциация инструментов, благодаря которой они приобрели прочные
формы. Так, в руках кузнеца появились, например, три разновидности
молота: кувалда, ручник и молоточек для чеканки.
Если раньше ремесло было подсобным занятием земледельца и
скотовода, то при рабовладельческом строе гончарное и ткацкое дело, обработка
металла, горное дело и другие ремесла стали основным занятием
определенной группы людей.
Большую роль в выделении ремесла сыграло гончарное дело, развитие
которого было связано с изобретением гончарного круга —
приспособления, позволяющего производить глиняную посуду более правильной
формы и с большей производительностью труда.
Вначале был изобретен ручной гончарный круг, состоящий из
вертикальной оси с вращающимся на ней горизонтальным кругом. Мастер,
вращая левой рукой круг, правой лепил сосуд из жгутов глиняного
теста, которые укладывались в виде спирали. В центре круга
прикреплялась небольшая дощечка, позволявшая формировать дно сосуда. Более
производительным явился ножной гончарный круг. В нижней части
оси он имел тяжелое маховое колесо, которое приводилось в движение
ногами. Это позволяло мастеру работать двумя руками. Сосуд на ножном
круге вытягивался из сплошного куска глины (рис. 14).
Одновременно с появлением гончарного круга были сделаны
усовершенствования и в гончарном горне. Горны, применявшиеся в государствах
Древнего Востока, Греции и Риме, обеспечивали получение надлежащей
температуры и ровного обжига керамических изделий.
Гончарный круг распространялся всюду вместе с гончарными
ремеслами. Так, например, в Древнем Востоке он появился в конце IV и начале
ГП тысячелетия до н. э., в Закавказье и Северном Причерноморье — около
46

VI1 в. до и. э., а в Средней Руси, на Волге и в Германии — в IX—X вв.
н. э., так как именно в то время здесь начало развиваться ремесло.
Большие изменения произошли в производстве одежды. Если
при первобытнообщинном строе одежду изготовляли из шкур
животных, то теперь стали все больше и больше использовать различные ткани.
Рис. 14. Гончарный ножной круг.
Человек еще в глубокой древности умел из пальмовых листьев, лубяных
волокон и стеблей травы плести корзины, циновки и другие изделия. Опыт
корзиночноплетельного дела постепенно был перенесен в ткацкое
ремесло. Важную роль в развитии текстильного ремесла сыграло изобретение
веретена* Применение веретена позволило изготовлять длинную тонкую
нить, равномерную по толщине. Применение ткацкого станка позволило
изготовлять различного вида
ткани. Известно много разновидностей
примитивных ткацких станков,
широко использовавшихся в
течение очень длительного времени.
Развитие земледелия дало для
производства тканей новое сырье:
лен, коноплю, крапиву и др.
Главным сырьем для получения как
грубого и прочного холста, так
и тонкой материи уже в Древнем
Египте стал лен, который затем
начал широко использоваться
в Греции, Риме и других странах.
В рабовладельческом
обществе ремесло приобрело
самостоятельное значение. Выделение ремесла из земледелия еще больше
способствовало развитию общественного разделения труда. Это в свою
очередь создавало условия для повышения производительности труда
и специализации мастеров.
Рис. 15. Ткачихи.
Деталь росписи из гробницы Хнумхетепа.
XII династия.
47

Строительная техника
Развитие ремесел и торговли привело к образованию городов. Первые
города возникли еще на заре рабовладельческого способа производства.
Создание городов в Южном Двуречье (Месопотамская долина), в Египте.
Малой Азии, Закавказье, Индии, Китае относится к III—I тысячелетиям
до н. э.
Обычно в центре крупного месопотамского города того времени
возвышалось сооружение с высокой ступенчатой пирамидой (зиккурат)
(рис. 16), святилищем и царским дворцом. Отсюда осуществлялся надзор
Рис. 16. Зиккурат.
Реконструкция.
за работой рабов и свободных общинников, которые обрабатывали царскую
и храмовую земли. Продукты, взимаемые с сельского населения в виде
налога, хранились в этих пирамидах. Вокруг располагался внутренний
город, который обносился высоким валом или стенами, а за ними
находились пригороды. В целях обороны стены города сооружались очень
мощными. Древний Вавилон, например, имел три оборонительные
стены, толщина которых достигала 8 м. При раскопках древних городов
обнаружены замощенные улицы, водопроводы, канализация.
Постепенно шло и развитие жилищ. Естественно, что их тип во
многом определяют природные условия, в которых живут люди. Но
создание того или иного типа жилищ в большей мере зависит от уровня
производительных сил и состояния техники1. Если в период
первобытнообщинного строя люди могли строить только простейшие жилища
(ветровые заслоны, землянки и т. п.), то при рабовладельческом способе
производства, основанном на жесточайшей эксплуатации рабского труда,
создавались, с одной стороны, богатые дома, усадьбы и дворцы
привилегированной верхушки общества, а с другой — примитивные жилища
рабов и беднейшего крестьянства.
Строительство городов способствовало развитию строительной техники.
Обычно крупные сооружения воздвигались рабами и населением сельских
1 Мы не останавливаемся на развитии архитектуры как искусства, поскольку
это выходит за пределы темы книги.
48

общин. Достаточно, например, указать на строительство пирамиды Хеопса
в Древнем Египте, которая строилась около 30 лет. Тысячи рабов
воздвигали эту пирамиду. Она строилась из каменных блоков весом от 2,5 до
30 т. Высота ее первоначально достигала 146,5 м.
Значительный интерес представляет строительство Великой
китайской стены, начавшееся в IV—III вв. до н. э. Постепенно протяженность
ее была доведена до 4000 км. Высота стены доходила до 10 м. По ее
широкому верху могли ездить повозки и передвигаться колонны войск. Через
каждые несколько сот метров располагались сторожевые башни, а у
главных горных проходов — крепости. Эта стена прикрывала
северо-восточные границы Китая от нападения кочевых народов и обеспечивала
безопасность караванного пути на запад.
Основными строительными материалами были камень, дерево,
кирпич. Распространение того или другого материала во многом зависело
от наличия местных ресурсов.
Ведущим строительным материалом камень стал под влиянием
потребности в монументальных сооружениях. Такие постройки, как крепостная
стена и храм, требовали материалов стойких в отношении огня и
атмосферных воздействий. Железные орудия, обеспечившие возможность более
чистой обтески камня, чем их бронзовые предшественники, создали
условия для развития каменной архитектуры. То обстоятельство, что
камень сопротивляется изгибу в 6 раз меньше, чем сжатию, не давало
возможности перекрывать при помощи его большие пролеты до тех пор, пока
пользовались работающими на изгиб балкой и плитой. Это привело к
господству в древних архитектурах Средней Азии, Египта и Греции балочно-
стоечных конструкций с применением колоннады. Наибольшей каменной
балкой в то время было перекрытие — вход в Афинский Акрополь —
Пропилеев, не превышавшее 3,75 м, а плитой — потолок усыпальницы
фараона в пирамиде Хеопса, длина которой достигала 5,2 м. В тех
случаях, где приходилось перекрывать большие помещения, строители
были вынуждены пользоваться длинными рядами колонн. Увеличить
величину пролетов удалось лишь после изобретения арки и свода, в которых
камень работает на чистое сжатие. Римские строители акведука около
города Нима (Франция) довели размер пролета арки до 24,4 м. Диаметр
купола в мавзолее императора Адриана в Риме достигал 13,5 м.
В поисках способа сооружать монументальные здания на основе
любых местных ресурсов при помощи неквалифицированной рабочей
силы легионеров и военнопленных, под руководством опытного, хорошо
обученного инженера рцмские строители применили изобретенный
древними греками новый строительный материал — бетон. Приготовляемый
из щебня и известкового раствора, который втрамбовывался в слой щебня
деревянными бабами, бетон дал возможность строить монументальные
сооружения в любом месте империи. Возможности этого материала были
использованы при строительстве Римского Пантеона, где цилиндрической
формы здание высотой почти в 22 ж, при толщине стены около 7 м,
диаметром в 43 м перекрыто литым куполом, изготовленным из бетона.
Для сооружения зданий, пирамид, оборонительных городских стен
и т. п. использоцдлись* большие глыбы из известняка или песчаника,
которые тщательно обтесывались и точно пригонялись друг к другу. В
строительном деле широко применяли обтесывание, полировку, штукатурные
работы и украшение уже готового строения орнаментами и надписями. Для
этого использовались тесла, кирки, резцы и другие орудия. Штукатурка
производилась из извести и гипса.
Изготовление кирпича, которое являлось одним из старейших видов
ремесла, дало строительный материал, получивший применение при
49

возведении жилищ и различных сооружений. В Египте кирпич делали
уже за 4000 лет до н. э. Вначале его изготовляли из нильского ила и
высушивали на солнце. Наиболее широко был распространен кирпич,
имевший размеры 85 Х52 ХЗО см. Однако эти кирпичи не были достаточно
прочными. Стремление увеличить время сохранности сооружений, изго-
Рис. 17. Дом рабовладельца.
Египет. Реконструкция.
товленных из кирпича, заставило людей искать новые способы
производства этого строительного материала. Используя опыт гончарного
ремесла, человек стал обжигать кирпич-сырец, что повысило его прочность.
Обожженный кирпич впервые начали употреблять в Древней Месопотамии
и Древней Индии.
Очень важную роль в строительном деле играло дерево. О размерах
его потребления свидетельствует то, что в Египте и Ассирии леса были
быстро уничтожены и дерево приходилась доставлять на специальных
лодках из более богатых лесом стран.
50

Рубка леса в эту эпоху производилась уже металлическими топорами,
широко применялась пила. Универсальным инструментом для обработки
дерева было тесло. Большую роль играл бурав. Широко использовались
сначала деревянные, а затем бронзовые гвозди.
Строительство крупных сооружений потребовало решить задачу
транспортировки больших тяжестей и их подъема на значительную высоту.
Для этого широко использовался известный уже рычаг, затем был
изобретен блок в форме колеса с желобом (ручьем) по окружности, через
который перекинут канат или другая гибкая тяга. Применение блока
позволило изменять направление тяги и получать выигрыш в силе или в
скорости. Изобретение его привело к созданию первых подъемных
механизмов (рис. 18).
Рис. 18. Простейший подъемный механизм.
Реконструкция по описанию Внтрувия.
Транспортировка тяжестей осуществлялась силой рабов или
животных. Большое значение имело применение катков, кругляков, подклады-
ваемых под передвигаемый груз. Благодаря замене трения скольжения
трением качения намного облегчалась транспортировка тяжестей.
В рабовладельческом обществе трудом рабов, ремесленников и
крестьян были созданы замечательные шедевры архитектуры. Дворцы и
другие сооружения Древней Греции и Рима до сих пор поражают своей
красотой.
Горное дело
Обширное строительство требовало большого количества материалов
и прежде всего камня, добывавшегося в специальных каменоломнях. Это
вызвало необходимость усовершенствования орудий и изменения методов
добычи полезных ископаемых.
Камни относительно мягкие (например, известняк) добывали при
помощи каменных, медных, бронзовых, а затем и железных орудий,
которыми производили глубокие горизонтальные и вертикальные врубы. Для
добычи более твердых пород металлическим орудием делали врубы, куда
вбивали сухие деревянные клинья. Эти клинья затем некоторое время
размачивали водой; набухая, они рвали крепкий камень.
Характерной особенностью горного дела при рабовладельческом
строе является переход к добыче руд меди и олова. Это
потребовало создания и новых методов подземной разработки месторождений»
51

Новым способом, применявшимся вплоть до XVII в., является так
называемый огневой способ добычи руды. Еще в древности человек
заметил, что камень, нагретый у костра и
затем облитый холодной водой,
трескался, что облегчало его дальнейшую
обработку. Этот принцип и был
положен впоследствии в основу подземной
добычи медных руд, когда люди
встретились с необходимостью разрушения
очень твердых пород. При огневом
способе добычи руды в забое
раскладывался костер, который нагревал
породу. Затем пласт обливали водой. Он
растрескивался, и, таким образом,
значительно облегчалась добыча полезных
ископаемых (рис. 19).
Новый этап в развитии горной
техники был связан с добычей железной
руды, выплавкой железа, а затем и
производством орудий труда, оружия и
других предметов.
Для горного дела
рабовладельческого общества характерно появление
примитивных поисковых работ,
производившихся в первую очередь для
отыскания воды. Большое самостоятельное
значение приобрела проходка
горизонтальных горных выработок, связанных
со строительством водоотливных
штолен, по которым подавалась вода в
города и крупные крепости.
Переход к разработке более
глубоких горизонтов потребовал новых средств для откачки воды. Для
решения этой задачи стали широко применять водоотливные штольни,
/Й^Лщш
Рис. 19. Схема огневого метода раз
рушения горных пород.
Рис. 20. Архимедов винт.
Реконструкция по описанию Витрувия.
а также такие простейшие водоотливные механизмы, как архимедов
винт (рис. 20) и различные водочерпальные колеса (рис. 21).
В этот период получает развитие и обогащение полезных ископаемых.
Ломимо совершенствования приемов дробления и измельчения исполь-
52

Рис. 21. Китайское
водочерпальное колесо.
зуются специальные методы обогащения при извлечении золота из руд.
Процесс извлечения золота из руд имел большое значение в связи с
увеличением обмена, а также с увеличением роли денег, которые в
рабовладельческом обществе приобретают все большее и большее значение.
Первые монеты изготовлялись из железа и меди, затем деньги стали
изготовлять из серебра и золота. Поэтому уже в рабовладельческом
обществе добыча золота и серебра
достигает больших размеров.
Однако развитие горного
дела в рабовладельческом
обществе шло не столько за счет
изобретения новых способов и
орудий, сколько за счет
увеличения его масштабов; при этом
горное дело росло на базе
широкой кооперации рабского
труда. На рудниках по добыче
золота и серебра работали
десятки тысяч рабов.
Развитие военной техники
Развитие
рабовладельческого способа производства
сопровождалось увеличением спроса
на рабов. Как правило, они не
имели семьи, а жестокая
эксплуатация рабов приводила к
их быстрому физическому уничтожению; поэтому состав рабов нужно
было все время пополнять. Важным источником получения новых рабов
была война. Рабовладельческие государства Древнего Востока
постоянно вели войны с целью покорения других народов. История Древней
Греции полна войнами между отдельными государствами-городами,
метрополиями и колониями, между греческими и восточными
государствами. Рим вел беспрерывные войны и в период своего расцвета
покорил большую часть известных в то время стран. Это приводило к
необходимости совершенствования военной техники.
Уровень и развитие как вооружения, так и военного искусства
определяются прежде всего экономическими условиями. Для того чтобы
победить в войне, необходимо иметь совершенное оружие, а производство
оружия в свою очередь зависит от общего состояния производства.
Воины Древнего Востока, Рима и Греции ^ыли вооружены луком
и стрелами, копьем и мечом. Железный меч стал основным видом оружия.
Постоянная военная опасность заставляла укреплять города стенами,
рвами, насыпями и другими оборонительными сооружениями.
Необходимость ведения как осады, так и обороны городов требовала создания
осадных и оборонительных машин и механизмов. Особенно широкое
применение они получили в Древней Греции. Военная техника, развитие которой
стимулировалось непрерывными войнами, в эту эпоху делает огромный
шаг вперед. Уже при Александре Македонском инженер Диад,
руководивший осадой Тира и других городов, широко применил изобретенные или
усовершенствованные им военные механизмы. По словам греческих и
римских писателей, он придумал разборные осадные башни, специальный
бурав для сверления крепостных стен, лестницу для подъема на стены,
тараны для разрушения стен (рис. 22).
53

При осаде города Родоса в 304 г. до н. э. была построена грандиозная
осадная башня, получившая название «гелэполя», т. е. «берущая города».
Высота башни достигла 53 ж, она передвигалась на 8 колесах.
Рис. 22. Военные машины.
Во время осады г. Сиракуз в 213—212 гг. до н. э. ученый
Архимед сооружал оборонительные механизмы весьма большой силы.
По единодушному свидетельству его современников, он построил
метательные механизмы, при помощи которых можно было бросать на довольно
большие расстояния огромные камни и целые бревна, топившие римские
суда. При помощи сооружений, построенных Архимедом, защитники
города зацепляли специальными захватами неприятельские корабли.
54

поднимали их и, бросив вниз, топили. В результате римляне должны были
отказаться от попытки взять город штурмом и перешли к длительной
осаде и, только воспользовавшись внутренними раздорами в самом городе,
захватили Сиракузы.
В рабовладельческом обществе широкое применение получает осадная
техника. Были изобретены тараны для пробивания крепостных и
городских стен, различные машины для метания камней, длинных стрел и
зажигательных снарядов. В Греции и других рабовладельческих государствах
применялись метательные машины двух типов: баллисты и катапульты.
Баллисты предназначались для разрушения стен, а катапульты — для
поражения противника, который укрывался за оборонительными
сооружениями. Метательные машины приходилось делать очень громоздкими (они
весили до 6 т). При их помощи можно было метать камни и стрелы на
расстояние до 500—1000 м, причем вес бросаемых снарядов доходил до
150—200 кг.
Улучшение способов передвижения
С ростом военной техники было связано и развитие способов
передвижения. Однако в еще большей степени оно стимулировалось расширением
торговли.
Торговые отношения и военные походы во многом зависели от наличия
дорог. Сделав путь проходимым, люди при передвижении экономили время
и, главное, физические силы, делали более доступными источники воды
и склады с запасами пищи. Все это в некоторой мере обеспечивало
безопасность путешествий.
Уже в древнейшие времена при сооружении дорог вынуждены были
устраивать мосты через пропасти и реки. В период рабовладельческого
строя строительство дорог принимает большие размеры. Вначале по этим
дорогам люди двигались пешком, но, приручив животных, они стали их
использовать для перевозки и тяжестей, а несколько позже и для
верховой езды.
Крупнейшим достижением явилось создание повозки с колесами,
которая впервые стала применяться с 4 тысячелетия до н. э. в Мохенджо-
Даро (Индия). Следует отметить, что открытие вращательного движения
произошло у различных народов в разное время. Оно сопровождалось
постепенным изобретением многочисленных технических
приспособлений и открытием новых путей использования вращательного движения
(катки, скаты и т. п.). Но только изобретение колеса позволило коренным
образом изменить способы передвижения по суше.
При переходе к скотоводству и земледелию, когда систематические
передвижения стали необходимыми для смены пастбищ, а домашний
инвентарь был уже более сложным, потребовалось создание специального
приспособления для перевозки грузов. В результате примитивная волокуша
была заменена повозкой.
Сначала колесо наглухо укреплялось на подвижной оси. Затем было
изобретено колесо со ступицей (II тыс. до н. э.), насаживающейся на
неподвижную ось, что явилось крупным шагом вперед в развитии способов
передвижения. В этом случае оба колеса вращались независимо одно от
другого и поэтому при поворотах не возникало скольжения. Стремясь
уменьшить вес повозки, стали вместо сплошных деревянных колес
изготовлять колеса со спицами. В дальнейшем появились металлические оси и
колеса.
Еще в первобытный период стало понятно, что легче всего
передвигаться по воде. На тяжелых, неуклюжих плотах, сделанных из случайно
55

упавших в воду стволов деревьев, было легко спускаться вниз по реке.
На легких плотах, отталкиваясь шестом, можно было двигаться и против
течения. Много позднее люди научились выжигать, а затем и выдалбливать
стволы деревьев и делать из них простейшие лодки.
Рис. 23. Греческий воеяыый корабль-тр иера.
Особенно сильно морское дело стало развиваться в
рабовладельческом обществе. Расширение мореплавания было тесно связано с ростом
техники. В древних странах Востока мореплавание было почти
исключительно каботажным, люди плавали в основном вдоль берегов или от
острова к острову. Однако крупные греческие суда уже отваживаются
пускаться в открытое море. В 325—320 гг. до н. э. было совершено
путешествие греком Питием (Пифей из Массилии). Он решил проникнуть
на Север с целью приобретения олова и янтаря. Питий прошел за
Геркулесовы столбы (Гибралтар), достиг Британии, обогнул ее,
приблизился к устью Эльбы и исследовал берега Норвегии вплоть до Полярного
круга. Льды и туманы помешали ему плыть дальше, и он вынужден был
вернуться.
Значительно улучшаются пристани, гавани, появляются маяки,
например известный маяк в Александрии. Большие изменения
произошли и в морском флоте. Основным типом греческого боевого
корабля являлась триера с тремя рядами весел (рис. 23). Корабль имел
надводный медный таран. Экипаж триеры состоял из гребцов — рабов,
отряда воинов и матросов, управляющих парусами. Численность экипажа
достигала 150—200 человек. Желая увеличить быстроходность кораблей,
греки, а затем и римляне стали сооружать суда с 4 этажами гребцов (тет-
реры), 5 этажами (пентеры) и даже с 8 этажами (ектеры).
До нас дошло описание знаменитого греческого корабля,
построенного в III в. до н. э. Если верить сведениям, дошедшим от древнегреческих
писателей, водоизмещение этого корабля было не меньше 4000 т. Судно
было приспособлено для военных действий.
56

Возникновение отдельных отраслей естествознания
в связи с потребностями производства
Характерной особенностью рабовладельческого способа производства
является зарождение отдельных отраслей естествознания.
Правда, естествознание как систематическое исследование природы
возникло во второй половине XV в. н. э. В рабовладельческом обществе
из всех отраслей естествознания начинают складываться в
самостоятельные науки лишь астрономия и механика, которые обслуживались
математикой. Несколько позже стала выделяться химия, в первоначальной
форме — алхимия. Что же касается анатомии, медицины и других наук, то
они в этот период находились еще в самом зачаточном состоянии.
Астрономия была необходима уже пастушеским и земледельческим
народам. Механика возникла с развитием земледелия (например, при
осуществлении искусственного поднятия воды для орошения в Египте),
а также с развитием ремесел, строительства, судоходства и военного дела.
Решение задач, выдвигавшихся практикой, производством,
стимулировало развитие и математики. Однако в целом уровень развития
производства, уровень потребности в технике рабовладельческого общества еще
не был настолько высок, чтобы обусловить выделение естествознания в
самостоятельную отрасль знания. В силу этого естествознание,
естественнонаучные воззрения входили в единую философскую науку. В это
время ученые были одновременно и естествоиспытателями и
философами.
Астрономия возникла в глубокой древности в связи с потребностями
хозяйства и необходимостью измерять время по движению Солнца, планет,
звезд и ориентироваться на море и на земле. Вначале она была связана
с астрологией и использовалась жрецами.
Отдельные элементы астрономии были заложены в Древнем Египте.
Так, например, накопление астрономических знаний в IV в. до н. э. дало
возможность создать календарь. Наблюдения за разливом Нила и за
движением небесных светил позволили отметить, что ранний утренний восход
звезды Сириуса совпадает с началом подъема воды в Ниле. Совпадение этих
явлений повторялось ровно через 365 дней. Таким образом была определена
продолжительность года. В Древнем Египте он делился на 12 месяцев,
по 30 дней каждый, а в конце каждого года, перед началом следующего,
прибавлялось 5 дней. Для наблюдений за звездами пользовались самыми
простыми приборами — отвесом и визировальной дощечкой. Однако-
при фиксировании положения звезд были необходимы часы, которыми
можно было бы пользоваться ночью. Известно, что солнечные часы
использовались еще в III в. до н. э. Для наблюдений ночью в Древнем Египте
были созданы водяные часы.
Греки стремились дать астрономии математическое обоснование.
Они были хорошо знакомы с явлениями, связанными с кажущимся
суточным вращением небесного свода и видимым движением планет, они знали
о шарообразности Земли и определили длину земной окружности.
Знаменитый греческий астроном Аристарх Самосский (около 250 г. до н. э.)
выдвинул мысль о вращении шарообразной Земли вокруг оси и о движении
ее вокруг Солнца, но его взгляды не получили распространения.
Характерным для античной астрономии было учение известного астронома,
математика и географа Клавдия Птолемея (II в. н. э.), по которому Земля
представлялась неподвижной в центре мира, а небо с планетами изображалось
как ряд твердых концентрических сфер, окружающих Землю и
находящихся в равномерном вращении. Эта геоцентрическая система мира,
служившая в течение более тысячи лет, вплоть до учения Коперника, основой
57

всех астрономических знаний,была изложена Птолемеем в сочинении,
названном его арабскими переводчиками «Альмагест».
В результате накопления опыта в производстве орудий труда и в
создании различных искусственных сооружений были открыты некоторые
законы механики — науки о
простейших формах движения материи.
Раньше начала зарождаться
статика, основное понятие которой — понятие
силы—было тесно связано с мускульным
усилием. Примерно к началу IV в. до
н. э. уже были известны простейшие
законы сложения и уравновешивания
сил, приложенных к одной точке, вдоль
одной и той же прямой. Особый
интерес привлекала задача о рычаге,
теория которого была создана великим
ученым древности — Архимедом (около
287 г.— 212 г. до н. э.). В своем
сочинении «О рычагах» он установил
правило сложения и разложения
параллельных сил, дал определение понятия
центра тяжести системы двух грузов,
подвешенных к стержню, и выяснил
условия равновесия такой системы.
Архимеду принадлежит открытие
основных законов гидростатики.
Достаточно напомнить всем известный закон
Архимед. Архимеда, изложенный им в его труде
«О плавающих телах». Свои
теоретические знания в области механики он применял к различным практическим
вопросам строительства и военной техники.
Наряду с механикой были открыты и исследованы некоторые законы
физики. Так, были проведены наблюдения над притяжением магнита
и наэлектризованных тел (Фалес Милетский), установлены законы
отражения света в зеркалах (Эвклид), исследовано преломление света
(Птолемей). Наконец, было создано учение об атомах (Левкипп и Демокрит).
Физико-механические знания древних ученых нашли отражение в
работах Герона Александрийского (около 1 в. н. э.). Среди дошедших до
нас произведений Герона наибольший интерес представляет «Театр
автоматов», или, точнее, «Об искусстве изготовлять автоматы». В этом труде
содержится описание того, как простейшими механизмами, с помощью
груза и системы блоков, а также зубчатых колес и рычагов, можно
получить автоматическое движение различных фигурок, которые могли
бы разыгрывать перед зрителями целые пьесы.
Герон сделал целый ряд открытий и в области физики. В своих трудах
он описал также открытия, принадлежащие другим ученым. Среди
открытий, описанных Героном, следует упомянуть так называемый «геро-
нов шар», в котором водяная струя выбрасывается посредством сжатого
воздуха. Герон предложил основанный на этом же принципе паровой шар
или «эолипил», представлявший собой полый шар, укрепленный на оси
(рис. 24). В него впускается пар из особого резервуара, в котором вода
подогревается до точки кипения. В шар вставлены две трубки с загнутыми
в противоположные стороны концами. Пар, вырываясь из трубок,
приводит шар в быстрое движение. Но принцип этого изобретения практически
мог быть использован лишь много столетий спустя.
58

В астрономии и механике использовались достижения математики.
Уже на самых ранних этапах развития человеческого общества
необходимость ведения .счета и измерений привела к возникновению
арифметики. Измерение площадей и объемов, потребности строительной
техники, а несколько позже и астрономии вызывали развитие основ
геометрии.
Однако только после накопления большого фактического материала
стало возможным создание математики как самостоятельной науки со
свойственным ей систематическим и логическим построением. Этот период —
период элементарной математики — начался в Древней Греции и продол-
Рис 24. Паровой шар Герона — эолипил.
1 — подвод пара, 2 — паропроводящие трубки, 3 — шар,
4 — выхлопные трубки.
жался до начала XVII в. Математика в Древней Греции получила
дальнейшее развитие в философских школах Фалеса, Пифагора, Платона,
Аристотеля, Демокрита.
Большой вклад в развитие математики сделали Эвклид, Архимед,
Эратосфен, Аполлоний Пергский. В знаменитых «Началах» Эвклида
геометрия вылилась уже в строго продуманную логическую систему, в них
были впервые заложены основы систематической теории чисел.
В этот период наблюдается развитие математики и в других странах
{Индия, Китай). Народы Индии уже в глубокой древности создали
богатую и своеобразную культуру. В IV в. до н. э. в Индии уже было
накоплено много знаний в области математики, астрономии, медицины
и других наук. Наиболее важное значение для развития математики
имело создание индийскими учеными современного начертания чисел,
в котором значение каждой цифры определялось ее положением, а
десятая цифра выражалась, так же как и в нашем исчислении, нулем.
Индийские математики уже умели решать уравнения с двумя неизвестными.
Еще большие успехи в создании некоторых областей
естественных наук были сделаны в Древнем Китае, где зародился целый ряд
важнейших изобретений, сыгравших впоследствии значительную роль
в развитии человеческого общества. В области математики китайские
ученые сделали большие открытия. Так, например, в сочинении
«Арифметика» (в 10 книгах), составленном китайскими учеными в первой
половине II в. до н. э. по ранним источникам, излагаются приемы
решения системы уравнений первой степени с двумя неизвестными. В этой
же книге приводятся способы извлечения квадратного и кубического
корня.
Использование огня, добыча металлов из руд, приготовление красок,
вин, мыла привели к использованию химических процессов в практиче-
59

ской жизни сначала без теоретического объяснения. Химические
производства были широко распространены в Древнем мире. Все это вызвало
необходимость объяснения протекавших процессов и изучения свойств,
строения и состава природных и искусственных веществ. Этот первый,
Рис. 25. Урок математики в Древней Греции.
Современный рисунок по описаниям античных авторов.
донаучный, период в развитии химии получил название алхимии (он
начался в первом столетии нашей эры и продолжался в Западной Европе
до XVI в.).
В период рабовладельческого строя происходило накопление знаний и
в других областях естествознания — физиологии, анатомии, ботаники,
географии и т. п., но они не выделялись из общей философской науки.
Итак, в период рабовладельческого способа производства происходит
окончательный переход от каменных орудий к металлическим и в
соответствии с этим переход к возделыванию растений и земледелию как отрасли
производства. Крупнейшим достижением этого периода является освоение
способов выплавки железа. Наряду с ранее известными методами обработки
металлов используются литье, паяние, волочение и частично сварка.
Постепенно совершенствуются обработка металлов, ткачество,
производство гончарных изделий и другие ремесла. Развитие ремесел и
торговли приводит к образованию городов и возникновению противоположности
между городом и деревней. Образование городов, сооружение обществен-
60

яых зданий, дворцов, храмов, оборонительных стен — все это вызывает
развитие строительного дела. Потребности в строительном материале,
расширение добычи руд способствуют развитию горного дела и
созданию новых методов разработки полезных ископаемых (огневой способ).
Особенно бурно развивается военная техника, способствовавшая
ведению войн, главным образом с целью добычи рабов. Торговые
сношения и военные походы требуют улучшения способов передвижения
как по суше, так и по воде. Однако техника производства, основанного
на рабстве, остается на весьма низком уровне. В течение ряда веков
своего господства рабовладельческий способ производства не идет дальше
применения ручных орудий и простой кооперации работ. Некоторые
технические изобретения используются лишь в военном деле и строительстве.
Основной двигательной силой рабовладельческого общества является
физическая сила людей и животных. В связи с потребностями производства
возникают отдельные отрасли естествознания (астрономия, математика,
механика). Зарождение естественных наук положило начало отделению
физического труда от умственного и возникновению противоположности
между ними.
Рабовладельческий способ производства вызвал рост
производительных сил общества по сравнению с первобытнообщинным строем. Но
распространение рабского труда и бесправное положение рабов имели следствием
разрушение основной производительной силы общества — рабочей силы
и разорение мелких свободных производителей — крестьян и
ремесленников.. Это предопределило неизбежность гибели рабовладельческого строя.

ГЛАВА III
ТЕХНИКА В ПЕРИОД ЗАРОЖДЕНИЯ И ЗРЕЛОСТИ
ФЕОДАЛЬНОГО СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА
(Распространение сложных орудий труда,
приводимых в действие человеком)
р
Ш росту производительных сил. Но по мере развития общества
труд рабов, совершенно не заинтересованных в развитии производства,
изжил себя. Рабство перестало обеспечивать достаточно полное
использование производительных сил общества.
Бесправное положение рабов, все возрастающая их эксплуатация,
разорение свободных производителей вызывали борьбу трудящихся масс
против рабовладельцев и рабовладельческого государства.
Восстания рабов, характерные для всего рабовладельческого
общества, расшатали рабовладельческий строй и ускорили его ликвидацию.
Процесс формирования феодальных производственных отношений
в различных странах шел неодинаково. Чаще всего он был связан с
захватом земель завоевателями. Так произошел распад Римской
рабовладельческой империи и переход к феодализму. На смену рабовладельческому
пришел феодальный способ производства. Вместо рабства возникли
феодальные формы эксплуатации, открывшие простор для дальнейшего
развития производительных сил общества. Уже в недрах
рабовладельческого строя зародились элементы новых, феодальных производственных
отношений.
Феодальные производственные отношения были основаны на полной
собственности феодала на землю и другие средства производства, а также
на работников производства — крепостных крестьян и ремесленников.
Но крепостной крестьянин в отличие от раба был наделен некоторыми
средствами производства. Феодал мог крепостного крестьянина продать,
но не мог его убить. Крепостные крестьяне и ремесленники находились
в личной зависимости от феодалов, осуществлявших в отношении своих
крепостных судебную и административную власть.
Феодальное хозяйство было основано на крайне низкой рутинной
технике и носило замкнутый натуральный характер. В таком хозяйстве
товарно-денежные связи носили случайный и эпизодический характер.
Феодал — собственник земли присваивал созданный трудом крепостных
прибавочный продукт в виде различных форм феодальной ренты.
На ранних стадиях развития феодальные производственные
отношения создавали некоторую заинтересованность у работников в повышении
производительности труда, развивали инициативу в развитии и
совершенствовании производства. Надежда на увеличение необходимого продукта
создавала у крепостных крестьян стимулы к улучшению средств труда, к
лучшему их использованию, к повышению культуры обработки земли. При
62

феодализме производительные силы достигли более высокой ступени
развития.
Больше всего это выразилось в дальнейшем развитии сельского
хозяйства. В частности, был осуществлен переход от переложного земледелия
к трехполью, в земледелии распространился плуг с железным лемехом
и ножом, борона с железными зубьями. Развивалось садоводство,
огородничество, виноградарство, происходил рост животноводства, особенно
коневодства, необходимого для обеспечения армии.
Завоевавшие Римскую империю племена обладали более низкой
техникой, чем римляне. Германцы умели добывать железо, пользовались
железными лемехом, топором и лопатой, применяли тягловую силу скота,
занимались полеводством, прибегали к раскорчевыванию лесов и расчистке
их под пашню и луг. Но и только. Им оказалась не по плечу римская
техника с ее передковым плугом, грузоподъемными
приспособлениями и сильно специализированными ремеслами. Они не сумели
воспользоваться высшими техническими достижениями рабовладельческого
общества.
Свободный германский крестьянин скоро оказался в положении своего
предшественника, римского колона, а затем превратился в крепостного,
обязанного за пользование ушедшей из его рук землей выполнять
повинности и уплачивать оброк. Когда с течением времени отработочная рента
(барщина) уступила место продуктовой, а затем и денежной ренте (оброку),
создались условия для ухода оброчного ремесленника из деревни и
образования ремесленных городов, эксплуатируемых феодалами. Город,
утративший свое господство над деревней уже в последнее столетие
существования Римской империи, не только не вернул его в первые века, но
даже, наоборот, попал в экономическую зависимость от нее. Однако
города по мере неизбежного превращения в рынки для целой округи
стали очагами нового расцвета ремесла и усовершенствования техники.
Орудия труда ремесленника феодального общества были
«карликовыми инструментами», зависящими «от мускульной силы, верности взгляда
и виртуозности рук» мастера. Будучи «средствами труда каждого
отдельного рабочего, рассчитанными на единоличное употребление, а потому
по необходимости мелкими, незначительными и ограниченными», они
и принадлежали самому производителю. Различные операции, попеременно
совершаемые ремесленником и сливающиеся в одно целое в процессе его
труда, требовали от него больше то силы, то ловкости, то внимательности.
И то обстоятельство, что производительность труда зависела не только от
виртуозности работника, но и от совершенства его орудий, привело к
разработке ремесленниками целого комплекса орудий, обеспечивающего
выполнение всех производственных операций. В этот период был открыт новый
медный сплав — латунь, изобретены горизонтальный ткацкий станок,
самопрялка и оконное зеркальное стекло, было освоено производство бумаги,
появились очки и т. п. «Ремесленный период,— говорит Маркс,— также
оставил нам великие открытия: компас, порох, книгопечатание и
автоматические часы»1. Они сыграли большую роль в развитии техники л
технических наук последующего периода.
Потеря рабским трудом своей прежней роли в производстве и
невозможность использования крепостного труда в городе вызвали к жизни
целый ряд важных технических усовершенствований. Весельное
судоходство уступило место парусному. В горном деле получило применение
наливное колесо. В мукомольном производстве — завезенная с востока
ветряная мельница.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 356.
G3

Феодализм характеризуется возникновением и развитием новых форм
экономической и общественной жизни. Средние века знаменуются
многообразной и жестокой классовой борьбой, которую вели народные массы —
крепостные крестьяне, ремесленники против своих угнетателей —
феодалов. От этой эпохи дошли до нас не только свидетельства насилия феодалов
и монашеского фанатизма, но и поэтические сочинения, в которых народы
всех стран запечатлели свой гений, замечательные памятники народного
творчества, великолепные громады готической архитектуры, прекрасные
художественные и поэтические произведения эпохи Возрождения. Период
феодализма дал плеяду выдающихся мыслителей, ученых и изобретателей,
которыми гордится все передовое человечество. Это — родоначальники
утопического социализма Томас Мор, Кампанелла, смелые мыслители-
ученые Ян Гус, Коперник, Джордано Бруно, Галилей, Ибн-Сина
(Авиценна), Леонардо да Винчи, Агрикола, Ньютон, Ломоносов и др.
Особенностью техники в период раннего феодализма (V—XI вв.)
являлось применение простых орудий, что определяло низкий уровень
развития производительных сил. В это время безраздельно господствовало
натуральное хозяйство со слабым общественным разделением труда.
Это был переходный период от рабовладельческого общества к развитому
феодальному способу производства.
Техника развитого феодализма (XI—XV вв.) соответствовала
распространению орудий труда, приводимых в действие руками человека.
Это содействовало росту ремесел, что привело к углублению общественного
разделения труда.
Ф. Энгельс, давая оценку состояния производительных сил и
производства в этот период, указывает, что к середине XV в. имеет место
несравненно более высокая ступень развития в промышленности и торговле:
с одной стороны, производство стало более массовым, совершенным и
многообразным, с другой—торговые сношения стали значительно более
развитыми, судоходство — более предприимчивым. Кроме того, много
самостоятельных открытий, а также изобретений, занесенных с Востока,
позволили не только распространить греческую науку, но и сделать
географические открытия, доставившие европейцам массу новых научных
фактов, о которых и не подозревали в древности.
Следует иметь в виду, что если Киевская Русь в X и XI вв. и русские
княжества в XII—XIII вв. шли одним путем с передовыми странами
Западной Европы, не отставая от них, то татаро-монгольское нашествие,
длившееся 200 с лишним лет, на долгое время нарушило нормальную
жизнь Руси. Оно задержало развитие производительных сил, техники,
науки и культуры.
Техника земледелия
В эпоху феодализма преобладающую роль играло сельское хозяйство,
а из его отраслей — земледелие. Постепенно в течение ряда веков
совершенствовались способы хлебопашества, развивалось огородничество,
садоводство, виноделие, маслоделие. В этот период преобладала
переложная, а в лесных районах — подсечная система земледелия. При
подсечной системе участок земли засевался несколько лет подряд какой-либо
одной культурой до тех пор, пока почва не истощалась. Тогда
переходили на другой участок и засевали его одной и той же культурой
несколько лет.
Под влиянием экономических условий и развития опыта получает
распространение паровая система земледелия. Вначале срок оставляемой
многолетней залежи (пара) сокращался до нескольких лет, а затем стал
64

одногодичным. Стремясь повысить плодородие почвы, стали подвергать
пар усиленной обработке, использовать его для пастьбы скота, искусственно
удобрять.
В дальнейшем происходит переход к трехпольной системе, при которой
пашня делится на три поля, причем поочередно одно поле используется
под озимые культуры, другое — под яровые, а третье остается под
паром, свободным. Затем через год порядок изменяется. Трехпольная
система стала распространяться в странах Западной Европы и в России
с XI—XII вв., хотя полностью и не вытеснила двухполье и переложную
систему. Она оставалась господствующей на протяжении многих столетий
и сохраняла свое значение до XIX в., а во многих странах трехпольная
система распространена и в настоящее время.
В период феодализма происходит увеличение количества
возделываемых культур. В зависимости от географических условий крестьяне сеяли
пшеницу, рис, ячмень, рожь, овес, лен и т. п.
Сельскохозяйственный инвентарь был довольно примитивным.
Орудиями труда служили соха с железными сошниками, борона, мотыга, серп,
коса, грабли, вилы, цеп, лопата, топор. Несколько позже стал
применяться плуг двух типов: легкий и тяжелый с колесным передком.
Крупнейшим достижением техники земледелия явилась замена деревянных
рабочих частей плуга и бороны железными. Это резко подняло
производительность сельскохозяйственных работ.
Одновременно с земледелием стали возникать новые отрасли
сельскохозяйственного производства. Значительное развитие получает
виноградарство, виноделие, огородничество. Росло животноводство, особенно
коневодство, связанное с военной службой феодалов. В некоторых странах,
особенно в Англии, широкое распространение получило овцеводство,
дававшее сырье для ткачества.
В течение длительного периода времени для феодализма было
характерно сочетание земледелия, как основной отрасли хозяйства, с
домашними промыслами, имевшими подсобное значение. Более или менее
крупное сельскохозяйственное поместье располагало и достаточным
количеством ремесленников, большей частью крепостных. Ремесленники
занимались изготовлением одежды, обуви, производством и починкой
оружия, сельскохозяйственного инвентаря и т. д. Таким образом,
домашний промысел почти полностью обеспечивал натуральное хозяйство
ремесленными продуктами. Только отдельные продукты, без которых нельзя
было обойтись, например соль, изделия из металла, ювелирные изделия»
доставлялись купцами.
Развитие ремесла
Еще в рабовладельческом обществе возникли города с крупными
рабовладельческими ремесленными мастерскими. Однако после падения Рима
города пришли в упадок, а место крупных рабовладельческих
предприятий заняли небольшие домашние ремесленные мастерские.
Начиная с XI в., когда развитие производительных сил пошло более
быстрыми темпами, в странах Западной Европы и на Руси стали
создаваться крупные города и вновь возникать обособленные ремесла. Среди
крестьян постепенно выделяются ремесленники, обслуживавшие
потребности всей деревни. Ремесленники начали селиться вокруг замков
феодалов, городов и монастырей. Так постепенно, обычно на водных
путях, начиная с X—XI вв. стали создаваться города. Отделение города
от деревни, начавшееся еще при рабстве, в этот период значительно
усиливается.
65

В России выросли такие крупные города, как Киев, Псков, Новгород-
По неполным данным русских летописей, в XI в. на Руси существовало
86 городов. В XII в. летописи упоминают еще 120 городов, а ко времени
монголо-татарского нашествия, т. е. к началу XIII в., количество городов
Рис. 26. Ремеслеяники-кузяецы. Рис. 27. Ремесленник, работающий
Из гравюр И. Аммана. на ножном гончарном круге.
Из гравюр И. Аммана.
доходило до 250. В действительности их было значительно больше, ибо
не все города упоминались в летописях.
Обычно в городах Киевской Руси различались две части: собственно
город, т. е. укрепленная часть, и посады или пригороды, образовавшиеся
вокруг города. В них работали ремесленники, происходила торговля.
Как правило, в русском городе жило 10—20 тыс. человек, а иногда
и больше.
Одним из крупных средневековых городов был Лондон, население
которого в XIV в. достигало 40 тыс. человек.
Городское население состояло главным образом из ремесленников
и купцов. Развивавшиеся в городах ремесла становились с течением
времени все более доходными. Искусство ремесленников
совершенствовалось.
Борьба против эксплуатации и притеснений феодалов, рост
конкуренции стекающихся в города беглых крестьян заставили ремесленников
объединяться в цехи. Впервые они возникли в Византии еще в IX в., в Италии—
в X в., а несколько позднее — во всех странах Европы, в том числе и на
Руси. Цех объединял городских ремесленников одного или нескольких
близких промыслов. Полноправными членами цехов были только
ремесленники-мастера, имевшие небольшое количество подмастерьев
и учеников. Цехи тщательно охраняли исключительное право своих членов
на занятие данным видом ремесла. Больше того, цех регламентировал
процесс производства. Цех устанавливал продолжительность рабочего
т

дня (от восхода до захода солнца), число подмастерьев, количество сырья,
готовых продуктов, цены на готовые продукты и т. п. При этом приемы
работы, закрепленные долголетней традицией, были строго обязательны
для всех мастеров. Строгая регламентация имела целью добиться, чтобы
Рис. 28. Ремесленник по выделке Рис. 29. Цех ремесленников
цомашней утвари. по производству замков.
Ив гравюр И. Аммана. Иэ гравюр И. Аммана.
ни один мастер не возвышался над остальными. Кроме того, в первый
период цехи служили своеобразным видом организованной взаимопомощи
мастеров.
Цехи являлись феодальной формой организации ремесла. На первых
аорах своего развития они играли положительную роль, способствуя
укреплению и развитию городского ремесла. Однако, по мере того как
росло производство и расширялись рынки сбыта, цехи все более
превращались в тормоз развития производства.
Хотя в XI—XV вв. был достигнут более высокий уровень развития
ароизводительных сил, но техника ремесла основывалась на ручном труде,
в ремесле использовались орудия, приводимые в действие руками
человека. Отсюда и произошло название ремесла: «рукомесло».
Внутри мелкой ремесленной мастерской не было сколько-нибудь
широкого разделения труда. Поэтому, когда с ростом и
совершенствованием техники стало увеличиваться техническое разделение труда, оно
происходило между отдельными мастерскими, а не внутри мастерских.
Это приводило к увеличению числа профессий и цехов. В производстве
тканей были заняты цехи шерстобитов, прядильщиков, ткачей. После
тканья сукно подвергалось валянию, которое происходило в особых валяль-
яых мастерских-сукновальнях. Далее производился ряд других операций:
стрижка, ворсование, окраска, и только после этого сукно уже шло
в продажу. Все подобные операции представляли собой специальности
отдельных цехов. Изготовлением металлических изделий занимались
67

цеха ножовщиков, оружейников и т. д., причем цех ножовщиков
распадался на изготовителей лезвий и черенков ножей. Кожевенное
производство состояло из сапожного, ременного, сумочного и других цехов.
Таким образом, рост техники и специализации производства не
изменял мелкого характера ремесла, а приводил к созданию все новых и новых
цехов. В любом городе они насчитывались десятками, а в некоторых
даже сотнями. В Париже в начале XIV в. было свыше 300 ремесленных
цехов, объединявших 5,5 тыс. ремесленников.
Выплавка металла
Одной из особенностей развития техники феодального способа
производства является широкое применение железа, которое «...создало
обработку земли на крупных площадях, обеспечило расчистку под пашню
широких лесных пространств; оно дало ремесленнику орудия такой
твердости и остроты, которым не мог противостоять ни один камень, ни один
из известных тогда металлов»1.
Для совершенствования орудий труда решающее значение имело
улучшение плавки и обработки железа. Вначале основным способом
получения железа был сыродутный процесс, при котором происходит прямое
восстановление железа из руды2.
Сыродутный горн VI—VIII вв., применявшийся на Руси, сооружался
из глины и иногда обкладывался камнем (рис. 30). Высота сыродутного
горна достигала 35 см, диаметр — 60 см, толщина стенок — 5—7 см.
В горн закладывались железная руда и древесный уголь и мехами
нагнетался воздух. В результате восстановления руды получалась железная
крица до 8 кг весом. Процесс восстановления железа продолжался 2—
2,5 часа.
В сыродутном горне вследствие высокой температуры (обычно 1100—
1350°), одинаковой по всему объему рабочего пространства горна,
происходил процесс прямого восстановления железной руды. Извлекаемая из
горна крица (кусок малоуглеродистого железа губчатого строения с
некоторым количеством серы, фосфора, кремния, марганца и других примесей
со шлаковыми включениями) в дальнейшем проковывалась, в результате
чего получалось сварное железо.
Хотя сыродутный процесс давал мягкое железо высокого качества,
но крайне низкая степень извлечения железа из руды (не больше 50%)
и очень незначительная производительность не удовлетворяли
увеличивающегося спроса на металл.
Стремление устранить эти недостатки привело к увеличению высоты
самого горна, в результате чего сыродутный горн превратился в домницу3,
и к усилению дутья путем применения водяного колеса для приведения
в действие воздуходувных мехов. Эти два технических
усовершенствования изменили и самый процесс, который происходил в горне. Температура
в верхней части горна понизилась до 750—900°, и поэтому железная руда
восстанавливалась раньше, чем образовывался шлак. Благодаря этому
уменьшились потери железа в шлаке, а само железо сильнее
науглероживалось.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. XVI, ч. I, стр. 138.
2 Это была трудоемкая работа. Недаром на Руси существовала поговорка: «Лучше
со сварливой женой жити, нежели железо варити».
3 Слово «домница» имеет двоякое значение: сам горя, несколько большей высоты,
и место, где происходил процесс работы. Сарай, который крестьяне обычно строили для
нескольких горнов, до XVIII в. назывался также домяицей.
68

В результате в нижней части печи, где температура под влиянием
дутья повысилась до 1350°, вместо твердого железа получался жидкий
чугун. Сперва чугун получался случайно вследствие отклонения
сыродутного процесса от нормального хода. Он был хрупок, не поддавался ковке
и поэтому рассматривался как брак, вызванный расстроенным ходоъ*
Рис. 30. Схема сыродутного горна, применявшегося Рис. 31. Схема доменной
на Руси в VI—VIII вв. печи XV — XVI вв.
сыродутного процесса1. Однако с течением времени его начали применять
для производства отливок, а несколько позже негодный для литья чугун
пускали вместе с рудой во вторичную переплавку. При этом
обнаруживалось, что передел чугуна в мягкое (сварное) железо во второй плавке
требует меньшего расхода топлива и руды, а железо получается
лучшего качества. Поэтому впоследствии сыродутный процесс стал
постепенно вытесняться двухступенчатым способом получения стали: сначала
получали чугун, потом, при вторичной переплавке в горне, —сталь.
Первая стадия называется доменным процессом, а печь, где
производится этот чугун,— доменной печью. Вторая стадия получила назва-
вие кричного передела.
Первые доменные печи, появление которых в Западной Европе
относится к середине XIV в., по своим размерам мало отличались от домниц,
но постепенно конструкция их совершенствуется. Доменная печь XV—
XVI вв. (рис. 31) имела примерно следующие размеры: высота ее
доходила до 4,5 м, а внутренний диаметр был равен примерно 1,8 м.
Меха приводились в движение уже водяным колесом. Если из одного
сыродутного горна при напряженной работе в сутки могли получить
только 8 кг железа, то в такой доменной печи уже производили 1,6 т
чугуна. В России первые доменные печи были построены в 1637 г.
недалеко от Тулы и Каширы, а в 1670 г.—в Олонецком крае.
1 Этим можно объяснить названия, которые были даны чугуну на разных языках.
Так, например, по-русски: «чугунная свинка», «чушка», на английском языке: «Pig-
iron», или «свиное железо».
69

Обычно при одной доменной печи работало несколько кричных горнов
(рис. 32). Для передела чугуна в железо сооружали кричный горн, в
который загружали 150—200 кг чугуна, располагая его на слое горящего
древесного угля. Плавясь, чугун капля за каплей стекал вниз,
проходил через окислительную область против фурм, через которые подавался
воздух, теряя часть углерода. Здесь же окислялось железо, образуя
Рис. 32. Кричный горн начала XVII в.
двойной силикат железо-марганца, который, попадая на дно горна,
расплавлялся там в сильно основном железистом шлаке, оставшемся от
предшествующей операции. Этот шлак постепенно окислял углерод металла,
лежащего на дне горна, отчего температура плавления его
повышалась, металл «загустевал». Тогда его поднимали ломом повыше фурм,
с тем чтобы он проплавился еще раз. Под воздействием дутья и
вытапливающегося из губчатой массы шлака происходило дальнейшее выгорание
углерода, и вновь осевший на дно горна металл быстро становился
мягким, легко сваривающимся. Постепенно на дне горна образовывался
ком, крица (весом 30—100 кг и более), которая извлекалась из горна для
проковки под молотом с целью уплотнения ее и выдавливания жидкого
шлака (в кричном железе в виде прожилок оставались частицы шлака).
Кричный передел протекал от 1 до 2 часов. В сутки в кричном горне
можно было получить около 1 т металла, причем выход годного кричного
железа составлял 90—92% веса чугуна. Таким образом, переход от
одноступенчатого (сыродутного) процесса получения железа к
двухступенчатому (доменный и кричный) позволил значительно поднять
производительность труда и обеспечить все возрастающий спрос на металл.
70

Горное дело
Улучшение и увеличение выплавки и обработки металлов вызвали
изменение техники горного дела, которое превращалось в особую сферу
трудовой деятельности, отличную от сельскохозяйственной. Больше
того, вследствие особенностей, свойственных добыче полезных
ископаемых, горное дело значительно отличалось от всех других ремесел.
Появились специалисты —
ремесленники-горняки, опыт и знания которых по добыче
руд передавались из поколения в
поколение.
Это приводило к возникновению
горных городов — центров ремесленной
деятельности горняков, своеобразных
горных районов.
Население этдх городов в основном
занималось добычей полезных
ископаемых и производством из них орудий труда,
оружия, украшений и чеканкой монет.
Горные города существовали в Чехии,
Саксонии, Франции и других странах, где
развивалось горное дело. Жители горных
городов добывали золото и серебро для
изготовления монет и руду для выплавки
железа.
Расширению горного дела мешала
феодальная собственность на землю и
отсутствие определенных правил ведения
горных работ. Поэтому
горняки-ремесленники вели постоянную борьбу за
получение определенных горных свобод. В этой
борьбе с феодалами принимали участие
целые горные города, добившиеся
установления так называемых горных законов.
Что же касается правил ведения горных
работ, то они вначале передавались по
традиции, а затем излагались в специальных документах, получивших
название горного права. Обычно эти документы выдавались тому или
другому горному городу и содержали также положения, регулирующие
взаимоотношения между горняками-ремесленниками и феодалами или
королем.
Впервые положения горного права были выработаны в Чехии.
Оервый горный закон был введен в 1249 г. королем Вацлавом для
горного города Иглавы. По чешскому горному праву поисками и
разработкой месторождений мог заниматься каждый. Всем, кто нашел
пригодную к плавке руду, выделялось небольшое рудное поле. Согласно
закону, горняк был обязан на своем участке заложить не менее трех
шахтных стволов. Он мог работать сам или совместно с кем-либо. Иглав-
ское горное право не ограничивало глубину шахт. Это имело большое
значение. Углубление шахт способствовало совершенствованию горной
техники: подъема, водоотлива, вентиляции. Однако в последующих
горных законах (особенно в Германии) уже предусматривалась определенная
глубина, ниже которой горняку идти не разрешалось.
Добыча руды осуществлялась простыми горными инструментами.
Широко использовался при этом огневой метод. Для подъема руды
Рис. 33. Подъем воды в
кожаных мешках из ствола рудника.
71

применялся обычный ворот, приводимый в движение вручную.
Освещение рудников осуществлялось при помощи глиняных светильников.
Водоотлив производился через ствол шахты в кожаных мешках (рис. 33)
или при помощи штолен, проходившихся сразу для нескольких рудоносных
участков.
К этому же периоду относится и более широкое распространение
разведочных работ при помощи шурфов, а также и появление разведки при
помощи «волшебной» лозы. Вначале кузнец, а впоследствии
самостоятельный ремесленник-горняк, брал свежий березовый прут, расщеплял
один его конец и, держась обеими руками за расщепленные части прута,
шел по местности, где предполагалось наличие полезных ископаемых.
Считалось, что при приближении к рудному телу прут будет отклоняться
вниз и тем самым указывать месторождение. Вернее всего, изыскатель
руководствовался при этом теми поисковыми признаками, которые ему,
как опытному человеку, говорили о наличии в данном районе
месторождения того или иного полезного ископаемого. Однако вера в
«волшебную» лозу была очень сильна. Этот метод разведки полезных
ископаемых в Европе продержался несколько столетий.
Крупнейшие изобретения: порох, бумага, книгопечатание,
очки, компас
В период феодализма в Европе такие изобретения, как порох,
бумага, книгопечатание, очки и компас, сыграли большую роль в
развитии производительных сил.
Старейшим из взрывчатых веществ является дымный, или, иначе,
черный, порох — взрывчатая смесь, состоящая из калиевой селитры, серы
и древесного угля.
Приближающаяся к этому составу зажигательная смесь появилась
впервые в Китае, по одним сведениям, в начале нашей эры, по
другим — в VIII—IX вв. Первое упоминание о применении дымного пороха
в Китае относится к 1232 г. В одной из рукописей приведено много
рецептов зажигательной смеси, содержащей селитру. Оружие, в котором*
эти смеси применялись в форме несущих пороховой заряд ракет,
получило название «китайских стрел», «китайских огневых копей»
и т. д.
В середине VII в. византийцы употребляли так называемый «греческий*
огонь», состоявший из серы, горной смолы, селитры и льняного масла.
Однако в первое время при использовании всех этих составов не
учитывалась упругость газов, образующихся при горении, а ценилась лишь
возможность получения огня.
Первые летописные сведения о порохе в Западной Европе относятся
к XIV в. В этом же столетии началось применение пороха и на Руси,
о чем имеются указания в Новгородской и Александровской летописях
(1382 г.).
В течение длительного времени дымный порох являлся единственным
употреблявшимся взрывчатым веществом, причем состав его на
протяжении 500 лет почти не изменился. Применение черного пороха в качестве-
метательного средства положило начало огнестрельной артиллерии,
которая вызвала настоящую революцию в военном деле.
Крупнейшим изобретением этого периода является книгопечатание^
Оно сыграло решающую роль в развитии техники, науки, культуры.
Книгопечатанию предшествовало изобретение бумаги, сделавшее
возможным его распространение.
72

Время и место изобретения бумаги точно неизвестно. Китайские
летописи сообщают, что бумага была изобретена около II в. н. э. Чай-
Лунем.
Производство бумаги в Китае получило широкое распространение
и затем перешло в Среднюю Азию, Корею, Японию, Индию и другие
страны Востока. Документы, написанные в VIII в. н. э. на бумаге,
найдены в Таджикистане. Не позднее X в. бумага стала распространяться
и в Армении. В XI—XII вв. бумага появилась в Европе, где вскоре
полностью заменила пергамент, на котором раньше писались книги и
документы. На Руси бумага была известна очень давно, однако до нас дошли
написанные на бумаге документы, относящиеся только к первой
половине XIV в.
Основными операциями производства бумаги являлись: варка массы,
промывка, измельчение бумажной массы и отливка самого бумажного
листа.
В качестве основного сырья для выделки бумаги употреблялись
стебли бамбука или шелковичного дерева (в Китае), пеньковое и льняное
тряпье (в Аравии, России, Западной Европе), солома (в России).
С XV—XVI вв. в связи с введением книгопечатания быстро растет
производство бумаги, строятся бумажные фабрики. Первое упоминание
о бумажной мельнице на Руси относится к 1564 г.
Изобретение книгопечатания, являющегося, по словам К. Маркса,
необходимой предпосылкой буржуазного развития, сыграло огромную
роль в распространении культуры, науки и светской литературы.
Книгопечатание, т. е. размножение текстов и иллюстраций путем
прижимания бумаги или другого материала к покрытой краской печатной
форме, пришло на смену медленному и трудоемкому процессу
переписывания книг от руки.
Печатание книг впервые распространилось в Китае и Корее. В связи
с развитием культуры Древнего Китая, с ростом городов, развитием в них
ремесла, торговли, литературы, искусства книжное дело достигло здесь
значительного развития.
В IX в. н. э. в Китае началось печатание с печатных досок.
Подлежащие размножению тексты или иллюстрации рисовались на деревянных
досках, а затем режущим инструментом углублялись места, не
подлежавшие напечатанию. Рельефное изображение на доске покрывали краской,
после чего к доске прижимался лист бумаги, на котором получался
оттиск — гравюра.
В Китае был изобретен и способ изготовления печатных форм из
готовых рельефных элементов, т. е. набор подвижными литерами. Согласно
сведениям китайского автора Шэнь-Го, жившего в XI в., это изобретение
было сделано кузнецом Би-Шэном (Пи-Шэн), который изготовлял буквы
или рисунки из глины и обжигал их. Этими глиняными подвижными
литерами и набирался печатный текст.
Печатание с наборных литер из Китая было перенесено в Корею, где
оно подверглось дальнейшему совершенствованию. В XIII в. вместо
глиняных были введены литеры, отливавшиеся из бронзы. До наших
дней сохранились книги, напечатанные при помощи бронзовых литер
в Корее в XV в. Печатание с наборных литер применялось также в Япо-
вии и Средней Азии.
В Западной Европе книгопечатание возникло в конце XIV — начале
XV в. В этот период закладывались основы мировой торговли, перехода
от ремесла к мануфактуре и старый, рукописный способ размножения
книг уже не мог удовлетворить растущих потребностей. Он заменяется
книгопечатанием. Вначале в Европе появился способ печатания с досок,
73.

<на которых вырисовывались изображения и текст. Таким способом был
напечатан ряд книг, игральные карты, календари и т. д.
В середине XV в. печатание с досок становится недостаточным для
удовлетворения потребностей общества и экономически невыгодным и на
его смену приходит книгопечатание с подвижных литер.
Изобретателем печати с подвижных наборных литер в Европе был
немец Иоганн Гутенберг (1400—1468). Точно установить время напе-
чатания первой книги с наборных литер
не удалось, и условной датой начала
европейского книгопечатания этим
способом считается 1440 г.
И. Гутенберг применил
металлические наборные литеры. Сначала путем
выдавливания в мягком металле
углублений в форме букв изготовлялась
матрица. Потом в нее заливали
свинцовый сплав и изготовляли необходимое
количество букв-литер. Буквы-литеры
располагались в систематическом
порядке в наборных кассах, откуда и
вынимались для набора.
Для печатания были созданы
ручные печатные станки (рис. 34).
Печатный станок представлял собой ручной
пресс, где соединялись две
горизонтальные плоскости: на одной плоскости
устанавливался наборный шрифт, к
другой прижималась бумага.
Предварительно матрица покрывалась смесью
тт _ - сажи и льняного масла. Такой станок
Иоганн Гутенберг. ^ _ ЛП(Л
J * давал не больше 1UO отпечатков в час.
Книгопечатание подвижными
литерами быстро распространилось в Европе, хотя Гутенберг и
предприниматель Фуст, который обеспечивал ему финансовую помощь, пытались
сохранить в тайне сделанное изобретение. В Чехии первая книга
«Троянская хроника» была напечатана неизвестным печатником уже
в 1468 г. (рис. 35).
С 1440 по 1500 г., т. е. за 60 лет применения этого способа, было
напечатано свыше 30 тысяч названий книг. Тираж каждой книги
достигал примерно 300 экземпляров. Эти книги получили название
«инкунабул».
Печатание книг на старославянском языке началось в конце XV в.
Больших успехов добился белорусский печатник Георгий (Франциск)
Скорина, печатавший книги в Праге в 1517—1519 гг. и Вильно в 1525 г.
В Московском государстве книгопечатание возникло в середине
XVI в. Основателем книгопечатания на Руси был Иван Федоров.
Первая датированная книга «Апостол», напечатанная на Московском
печатном дворе (первая московская типография), была выпущена в 1564 г.
Печатниками были Иван Федоров и его помощник Петр Мстиславец.
Иван Федоров самостоятельно разработал процесс книгопечатания,
изготовил старославянский шрифт, достиг исключительно высокого
качества книгопечатания. Однако гонения со стороны духовенства,
усматривавшего в печатании книг ересь, а также со стороны переписчиков
книг заставили первопечатника покинуть Москву и уехать сначала в
Белоруссию, а затем на Украину, где он продолжал печатать книги.
74

Однако многое говорит за то, что книгопечатание на Руси
появилось ранее 1564 г.
До нас дошло шесть книг, на которых не указаны ни дата издания,
ни имя печатника, ни место печатания. Их анализ показывает, что
они были напечатаны по крайней мере за 10 лет до «Апостола». Самую
раннюю из этих книг датируют 1553 г.
В XVII в. в России уже работало несколько типографий, однако
до конца XVIII в. техника
книгопечатания не
подверглась существенным
изменениям, изменился только шрифт:
Петр I вместо
старославянского ввел гражданский
шрифт.
Среди великих открытий
и изобретений того времени
находятся очки и компас.
Место и время изготовления
первых очков точно
неизвестно. Впервые оптические
очки появились в Европе, в
Венеции, в XIII в. В
Венеции в то время
производилось очень хорошее стекло.
Потребность в очках вызвала
развитие стекольного дела, и
в частности шлифовки
стекол. В XIV—XV вв. стеколь-
яо-щлифовальное дело
начинает быстро развиваться
преимущественно в Голландии.
Изготовление и приме- Иван Федоров,
вение очков подготовили
изобретение подзорной трубы, микроскопа и привели к созданию
теоретических основ оптики.
Возникновение оптики дало не только огромный материал
наблюдений, но и совершенно иные, чем раньше, средства для науки, позволило
сконструировать новые приборы для исследований.
Использование явления магнетизма и создание компаса позволили
человеку значительно расширить масштабы путешествий как по суше,
так и по морю. Точные данные о времени и месте применения
магнетизма и изобретения компаса неизвестны. По-видимому, магнетизм впервые
был обнаружен в виде естественной намагниченности некоторых
железных руд. Наиболее древнее практическое применение магнетизма известно
н Китае, где в летописи III в. до н. э. имеются записи о применении
компаса, первоначально употреблявшегося при сухопутных
путешествиях. До наших дней сохранилась медная с делениями пластинка от
компаса, стрелкой которого служил природный магнитный железняк,
отшлифованный в виде ложечки. Своей выгнутой поверхностью стрелка
прикасалась к дощечке.
Первое упоминание о компасе в Европе относится к XII—XIII вв.
Вначале компас представлял собой магнитную стрелку, укрепленную
на пробке, которая плавала в сосуде с водой. В начале XIV в. компас
был усовершенствован: к стрелке прикрепили небольшой круг,
получивший название «картушка». Круг разделялся на 16 делений, румбов.
75

Вращающаяся стрелка с картушкой помещалась в круглой коробке,
В XVI в. картушка делилась на 32 румба, по 11,4°, В России поморы
в XVI в. называли компас «маткой». Главное применение компас нашел>
в морском деле, став основным прибором для судовождения.
Рис. 34. Ручной печатный станок. Рис. 35. Титульный лист книги
«Троянская хроника».
Напечатана в 1468 г. в Чехии.
Компас, подзорная труба, а также выросшая техника морского дела»
позволили в конце XV и в XVI в. осуществить великие географические
открытия.
Состояние естествознания
В условиях западноевропейского, христианского средневековья,
указывал Ф. Энгельс, «...наука была смиренной служанкой церкви, и ей
не было позволено выходить за пределы, установленные верой: короче —
она была чем угодно, только не наукой»1.
Прогресс техники на Западе до середины XV в. совершался крайне
медленно. Новые изобретения внедрялись с трудом. Поэтому техника
в эту эпоху почти не нуждалась в систематическом изучении природы; она
не оказывала значительного стимулирующего влияния на развитие
естественнонаучных представлений о природе. С другой стороны,
господствующая церковь с е$ религиозной идеологией подчинила себе науку,
выродившуюся в псевдонаучный придаток теологии и схоластики. Широко
распространились алхимия, астрология, магия, кабалистика чисел и т. д.
Известный немецкий химик и врач Иоганн Иоахим Бехер (1635—1682 гг.)
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. XVI, ч. II, стр. 296.
76

•говоря об этом периоде, писал: «Восемь вещей неустанно стремились
еайти ученые и любознательные, а именно: 1) Философский камень,
2) Эликсир долгой жизни, 3) Средство размягчать стекло, 4) Вечный свет,
5) Гиперболу вогнутого зеркала, 6) Градус долготы, 7) Квадратуру круга,
8) Вечное движение. Кто располагает деньгами, временем и желанием,
может при случае их найти». В средние
века в Европе начали интересоваться
научными достижениями древних народов.
В этом отношении очень показательно
то, что в XIII в. была издана
энциклопедия Винцети де Бове. Она знакомила
с геометрией Эвклида и с астрономией
Птолемея.
На Востоке в отличие от Западной
Европы было сделано много важных
«естественнонаучных открытий и
наблюдений. Среди крупных ученых
Средней Азии того времени особое место
занимает философ-естествоиспытатель,
врач, математик, поэт,
самостоятельный и оригинальный мыслитель Ибн-
Сина (Авиценна).
Ибн-Сина (около 980—1037)
выражал прогрессивные тенденции своего
времени. Он стремился возродить
интерес к изучению природы, оживить
творческую мысль, задавленную гнетом
богословия. Ибя-Сипа (Авиценна).
Ибн-Сина изучал движение тел,
свойства инерции, состав и свойства
минералов, причины образования гор, состав и происхождение живы
-существ и т. д. Естественнонаучные воззрения Ибн-Сины изложены в его
философских произведениях, а также многочисленных медицинских
трактатах, крупнейшим из которых является «Канон врачебной науки». Эта
книга была написана в 20-х годах XI в. Она в течение пяти веков
считалась важнейшим руководством для медиков. Латинский перевод ее
был сделан в XII в. В старинных русских медицинских рукописях имя
Авиценны встречается наряду с крупнейшими учеными того времени.
В «Каноне врачебной науки» Ибн-Сина затрагивает вопросы
медицины, астрономии, минералогии. Предвосхищая позднейшие открытия,
он выдвинул гипотезу о не видимых глазом возбудителях лихорадки,
т. е. инфекционных заболеваний, которые передаются при помощи воды
и воздуха.
Широкое распространение в то время имела предложенная Ибн-Синой
классификация минеральных тел. Все минералы он делил на камни,
плавкие тела (т. е. металлы), серные (т. е. горючие) вещества и соли.
Классификация Ибн-Сины просуществовала до XVI в.
Большой вклад в развитие науки сделал выдающийся хорезмский
ученый-энциклопедист Абу-Рейхан-Мухаммед Ибн-Ахмед аль-Бируни
(972 или 973 — 1048). Он создал капитальные работы по математике,
астрономии, физике, ботанике, географии, общей геологии, минералогии,
этнографии, истории. Бируни в своих исследованиях широко применял
глубокий математический анализ и использовал естественноисторический
подход к явлениям природы. Основным методом исследования он считал
эксперимент.
77

Особое значение для развития минералогии имеет обширный труд
Бируни «Собрание сведений о познании драгоценных минералов», в
котором он подробно описал более 50 минералов, руд, металлов и сплавов
Бируни впервые определил удельные веса большинства минералов
и металлов. Об этом он написал специальный трактат «Правила
нахождения удельных весов минералов». В нем он изложил методы, применяемые
для этих целей, а также описал сконструированный им прибор для
определения удельного веса минералов. Так, например, он установил, что
сапфир имеет удельный вес 3,97 (по современным данным — 3,97—4,12),.
золото — 19,05 и т. д. В Европе впервые определение удельного веса
минералов, соответствующее по точности определениям Бируни, было сделано
только в XVIII в.
Крупный след в науке оставил араб Джабир-Ибн-Хайян, назвав-
ный европейскими учеными Гебером (около 721 — 815). Среди
многочисленных сочинений этого автора, касающихся различных областей"
знания, наибольшей известностью пользовались его книги по алхимии.
Важнейшие из них были обнаружены только в 1927 — 1929 гг. среди
арабских рукописей в библиотеках Каира и Стамбула. Джабир-Ибн-
Хайян полагал, что все металлы — сложные вещества, образованные
путем соединения в разной пропорции двух первоначал (ртути —
начала металличности и серы — начала горючести), и считал возможным
взаимное превращение металлов. В отличие от алхимических трактатов
того времени в его сочинениях основное место занимает описание
различных практических операций. Он описывает перегонку, возгонку,
растворение, кристаллизацию, а также точно и ясно излагает методы получения
многих химических препаратов (например, азотной кислоты, азотного
серебра, нашатыря, сулемы), методы выплавки металлов, окраски
тканей и т. п.
Однако при всей важности открытий этих и других ученых Востока»
они все же еще не могли привести к созданию естествознания как
систематической, опытной науки.
* *
*
Итак, в период зарождения и зрелости феодализма идет дальнейшее
улучшение плавки и обработки металлов, продолжаются распространение
железного плуга и ткацкого станка, развитие земледелия,
огородничества, виноделия. Наряду с ремесленными мастерскими в этот период
начинают появляться мануфактурные предприятия. Широкое применение
получают крупнейшие изобретения: порох, бумага, книгопечатание,
компас. Наука в этот период вырождается в псевдонаучный придаток
теологии и схоластики. Однако на Востоке народами Средней Азии и арабами
было сделано много важных естественнонаучных открытий. Только со
второй половины XV в. закладываются основы систематического
изучения природы, т. е. естествознания как науки.
Основное место в общественном производстве в этот период
занимало сельское хозяйство, которое дополнялось домашним кустарным
ремеслом. При феодальном способе производства происходит дальнейшее
развитие техники. Однако рост техники шел медленно и основывался
главным образом на использовании ручных орудий труда

ГЛАВА IV
ТЕХНИКА В ПЕРИОД УПАДКА ФЕОДАЛИЗМА И
ЗАРОЖДЕНИЯ КАПИТАЛИСТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ
(Мануфактура. Возникновение предпосылок для создания
машинной техники)
п
щ Щ оказывая причины разложения и гибели феодализма и замены
Н ¦ его капиталистическим способом производства, Маркс и Энгельс
писали, что «средства производства и обмена, на основе которых
сложилась буржуазия, были созданы в феодальном обществе. На
известной ступени развития этих средств производства и обмена отношения,
в которых происходили производство и обмен феодального общества,
феодальная организация земледелия и промышленности, одним словом,
феодальные отношения собственности, уже перестали соответствовать
развившимся производительным силам. Они тормозили производство,
вместо того чтобы его развивать. Они превратились в его оковы. Их
необходимо было разбить, и они были разбиты.
Место их заняла свободная конкуренция, с соответствующим ей
общественным и политическим строем, с экономическим и политическим
господством класса буржуазии»1.
Рост ремесла, особенно в городах, и расширение товарного
производства, начавшееся в период развитого феодализма, требовали новых форм
производства и подготовили необходимые предпосылки для
возникновения капиталистического способа производства. К началу XVI в. во всех
основных отраслях промышленного производства были радикально
усовершенствованы ручные ремесленные орудия труда и введены
многочисленные улучшения в технологические процессы. В наиболее
экономически развитых странах Западной Европы производительные силы
все сильнее и сильнее испытывали тормозящее влияние узких рамок
феодальных производственных отношений. Крестьянство, находясь под.
ярмом феодальной эксплуатации, уже не могло в соответствии с потреб-
востями общества повышать производительность труда.
Процесс разложения мелкого производства, происходивший в
Западной Европе, привел к зарождению капиталистических отношений в
промышленности. Этому способствовало расширение и углубление
общественного разделения труда, что в свою очередь приводило к увеличению общей
массы товаров, производимых на рынок.
Развитие товарного производства, увеличение спроса на продукцию
ремесла сопровождались обострением конкурентной борьбы между
ремесленниками. Цеховые ограничения, ставшие препятствием на пути роста
производства, были сняты. Из числа наиболее имущих мастеров вырастали
капиталисты. Ученикам и подмастерьям все труднее было становиться
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 4, стр. 429.
79

самостоятельными мастерами, собственниками мастерских. Вместе с
разорившимися мастерами они навсегда превращались в наемных рабочих.
Важную роль в развитии капиталистических отношений сыграли
великие географические открытия конца XV — начала XVI в.,
расширившие поле деятельности европейского купечества, положившие начало
созданию мирового капиталистического рынка.
Исторический процесс зарождения и развития капиталистических
отношений был связан с так называемым первоначальным накоплением
капитала. Капиталистический способ производства требует, во-первых,
наличия большого количества неимущих людей, юридически свободных,
но лишенных средств производства и существования и поэтому
вынужденных наниматься работать на капиталистов, и, во-вторых, накопления
в немногих руках денежных богатств, необходимых для создания
капиталистических предприятий.
Отделение непосредственных производителей от средств
производства происходило в течение XVI—XVIII вв., а в ряде стран и в XIX в.
Мелкие производители, прежде всего крестьяне, разорялись,
насильственно лишались собственности на средства производства, превращаясь
в наемную рабочую силу. «...Первоначальное накопление есть не что
иное,— писал Маркс,— как исторический процесс отделения производителя
от средств производства. Он представляется «первоначальным», так как
образует предисторию капитала и соответствующего ему способа
производства»1. Отделение непосредственных производителей от средств
производства было прежде всего следствием перехода от натурального хозяйства
к товарному производству и расслоения крестьянства. При продуктовом
и особенно денежном оброке семьи, в которых было относительно больше
рабочих рук, выделялись в верхушечную прослойку крестьян. Расширяя
свои хозяйства за счет разоряемых крестьян, такие семьи освобождались
от крепостной зависимости и сами начинали эксплуатировать наемных
рабочих. Так постепенно возникали, с одной стороны, сельская
буржуазия, а с другой — массы разорившихся крестьян, вынужденных
продавать свою рабочую силу.
В Англии уже в XIII в. начинается процесс обезземеливания крестьян.
Отнятые у крестьян земли превращались в пастбища для скота,
отдавались в аренду крупным предпринимателям для организации производств,
основанных уже на капиталистических началах.
Одновременно с экспроприированием крестьянских масс происходит
процесс возникновения капиталистических предпринимателей,
сосредоточивающих в своих руках большие денежные суммы, необходимые
для создания крупных предприятий. Ограбление, порабощение,
уничтожение отсталых народов Америки, Азии и Африки, создание колоний,
использование государственных займов, махинации с налогами,
протекционизм позволили купцам и ростовщикам накопить крупные капиталы.
Период зарождения капиталистического способа производства был
временем обострения классовой борьбы. Крестьяне ожесточенно боролись
за освобождение от феодальной зависимости; нарождающийся рабочий
класс отстаивал минимально необходимые условия труда и жизни.
Расправляясь с трудящимися, еще более жестоко эксплуатируя
крестьянскую бедноту, городских ремесленников и наемных рабочих, молодая
буржуазия закрепляла свое господство в хозяйственной деятельности
стран, вступивших на путь капиталистического развития.
Капитализм вначале подчиняет себе производство таким, каким
он застает его, т. е. с отсталой техникой ремесленного и мелкокрестьяв-
1 К. Маркс, Капитал, т. Т, стр. 719.
80

ского хозяйства, и лишь в результате длительного процесса преобразует
его на новой экономической и технической основе.
В ремесленном производстве и в крестьянских промыслах
постепенно образуются сравнительно крупные мастерские. Рамки
производства при этом расширяются, хотя ни орудия, ни методы труда на этих
предприятиях не изменяются. Но и эта форма организации производства
позволяла экономить труд и повышать его производительность. Этот
начальный период в развитии капиталистического производства получил
название капиталистической простой кооперации.
Развитие капиталистической простой кооперации в дальнейшем
привело к возникновению капиталистических мануфактур, основанных
на разделении труда внутри предприятия. Мануфактура явилась ведущей
формой капиталистического производства в первый период развития
капитализма — с XVI в, и вплоть до промышленной революции,
происшедшей в Англии во второй половине XVIII в., а в других
европейских странах — в XIX в.
Впервые мануфактуры возникают в Италии еще в XIV в. В этой
стране раньше всего сложились условия, способствовавшие зарождению
капитализма в промышленности. В конце XV и начале XVI в.
мануфактуры стали создаваться в Германии, Англии, Нидерландах, Франции.
В XVI—XVIII вв. суконные, шелковые, оружейные, стекольные и др.
мануфактуры распространились во всех европейских странах.
Появление первых мануфактур в России относится к XVII в.
Наиболее быстрыми темпами они стали развиваться с начала XVIII в. В
России были распространены оружейные, суконные, шелковые и др.
мануфактуры. Следует заметить, что хотя мануфактура в России по своему
происхождению и сущности и была капиталистической формой
производства, но она была опутана элементами крепостничества. В связи с тем, что
в России еще не было в достаточной мере развито городское ремесло,
возникшие мануфактуры в большей мере были связаны с крестьянской
промышленностью. Наряду с капиталистической мануфактурой в
России существовали казенные, посессионные и вотчинные мануфактуры.
Сосредоточение в руках капиталистических предпринимателей
большого количества рабочих, орудий труда и сырых материалов положило
начало созданию крупных производственных сооружений и складов.
В эту эпоху происходило и увеличение размеров применяемых в
производстве орудий и аппаратов, например дробилок в
горнометаллургическом деле, чанов в красильном производстве и т. п.
Простая кооперация, оставшаяся в наследство от рабовладельческого
общества, но сохранившаяся в период феодализма лишь в некоторых
формах принудительного труда, например королевские галеры, рудники,
превратилась в кооперацию частичных, т. е. специализированных,
рабочих, вооруженных частичными орудиями труда.
Потребность целого ряда производственных процессов в большом
количестве людей и в большой затрате энергии вызвала необходимость
создания машин. Так обстояло дело, например, в бумажном производстве,
в процессе измельчения тряпок. Ручную толчею и ручную бумажную
мельницу в этой операции заменили водяная бумажная мельница и водо-
действующая толчея. Аналогичные нововведения были сделаны в
горном, пороховом, мукомольном, лесопильном и металлургическом
производствах.
Применение машин, пока еще частичное и спорадическое, сделало
водяное колесо основным двигателем промышленности в эпоху
мануфактуры. Водяное колесо, «привязывая» промышленное производство к рекам,
распыляло его, препятствовало промышленности концентрироваться
81

в городах. Водяное колесо в свою очередь вызвало большие сдвиги в
технике. Особенно велики они были в горном деле и металлургии. В горном
деле оно стимулировало и обеспечило широкое применение
водоподъемных, грузоподъемных и вентиляционных машин. В металлургии —
механизацию ковки при помощи хвостового молота и интенсификацию дутья,
позволившую увеличить высоту, а тем самым объем металлургических
печей и температуру плавки. С появлением доменной печи чугун
превратился в основной продукт, из которого в кричном горне стали
изготовлять ковкое железо.
Большое влияние на технический прогресс оказало развитие военного
дела. Увеличение пробойной силы пушек вызвало необходимость
разработки новой системы фортификационных сооружений. Были произведены
усовершенствования в ружейном замке, обеспечивавшие быстроту
и надежность воспламенения заряда. На смену фитильному пришел
колесный, а затем кремневый ружейный замок. Усовершенствование пороха
также повысило эффективность огнестрельного оружия.
Мануфактура выявила непригодность средств транспорта,
оставленных в наследство эпохой ремесла. Успехи в строительной технике
позволили создавать вместительные корабли с глубокой осадкой и сложным
такелажем. В колесном транспорте вместо одной оси были введены две,
создан поворотный передок. В пассажирском экипаже появились рессоры,
металлические шины, крытый верх.
Несмотря на все эти достижения, мануфактура оказалась
неспособной удовлетворить ею самой порожденные потребности. Только в
результате промышленной революции капитализм создал необходимую ему
материально-техническую базу.
Мануфактура, дифференциация и усовершенствование
рабочих инструментов
Мануфактура возникла двумя путями. Первый путь — это
объединение капиталистическим предпринимателем в одной мастерской
ремесленников разных специальностей. Так, например, возникла каретная
мануфактура, объединившая каретников, шорников, медников,
работавших раньше самостоятельно. Второй путь — это объединение в одной
мастерской ремесленников одной специальности1, что было характерно
для производства иголок.
Говоря о разделении труда в мануфактуре, следует иметь в виду, что
оно отличается от общественного разделения труда, которое возникло еще
на последней стадии первобытнообщинного способа производства. Между
тем разделение труда внутри предприятия является характерной
особенностью именно мануфактуры.
Уже одно разделение труда при наличии даже простых орудий
производства, применявшихся еще в ремесленных мастерских, обеспечило
значительный рост производительности труда. В XVIII в. небольшая
мануфактура, производящая иголки, в которой было занято всего 10 рабочих,
при разделении труда производила в день 48 тыс. иголок, т. е. на одного
рабочего приходилось 4,8 тыс. иголок. Один же ремесленник, выполняя
все операции процесса производства иголок (до 92 операций), мог
изготовить в день не больше 20 иголок. Он тянул проволоку при помощи
клещей через волочильную доску, выпрямлял ее молотком на наковальне,
1 Первый принцип организации производства получил название гетерогенной
мануфактуры, второй—органической мануфактуры.
82

рубил зубилом, отпускал, выпрямлял катком, затачивая на точильном
камне, штамповал под молотком ушки и шлифовал их на круглом камне,
пробивал дырки пуансоном, закаливал, еще раз выпрямлял катком, опять
закаливал на противнях, отпускал в специальном барабане, полировал
на полотне, посыпанном трепелом, еще раз полировал в бочонках с
опилками и в ящике с опилками и песком, укладывал в одну сторону ушками,
сортировал по размеру и толщине, полировал тонким наждачным
порошком и т. д. В результате в день 10 рабочих вырабатывали всего лишь окола
200 иголок.
В мануфактуре производственные операции были разделены между
всеми рабочими, что давало им возможность специализироваться на
выполнении одной или нескольких операций. Это привело к появлению ряда
специализированных частичных орудий. Для выпрямления проволоки
применяли сдвоенные ролики, для обрезки — ножницы, для
выпрямления — роликовую вилку, для штамповки — ручной пресс, для укладки —
плоские ящики и т. п.
Рабочие мануфактур подвергались жестокой эксплуатации. Рабочий
день доходил до 18 часов. Постоянное повторение одних и тех же
несложных движений позволяло повышать производительность труда. Вместе
с тем такая специализация приносила большой вред рабочему:
искривлялся позвоночник, сдавливалась грудная клетка и т. д.
Таким образом, первой особенностью мануфактурного производства
является разделение труда внутри предприятия.
Вторая особенность мануфактуры — это использование во всех
отраслях производства простых орудий труда и их дальнейшее
совершенствование, специализация и дифференциация.
К. Маркс указывал, что рост производительности труда во многом
зависит не только от мастерства рабочего, но и от совершенства
применяемых орудий. В мануфактурах происходило постоянное совершенствование
орудий труда, чему способствовало разделение процесса труда на мелкие
операции, выполнявшиеся отдельными рабочими, которые, стремясь
облегчить свой труд и повысить заработок за счет повышения выработки,
изменяли орудия труда, дифференцируя и специализируя их. На
некоторых английских железоделательных мануфактурах XVIII в.
применялось свыше 500 молотков разнообразной формы, причем каждым из них
производилась только одна операция.
Изменение орудий труда шло очень медленно, так как производство
все еще основывалось на ручной технике, не способствовавшей крупным
техническим сдвигам,
В этом отношении очень важным является указание К. Марксаг
что «время от времени происходят изменения, которые вызываются
кроме нового материала труда, доставляемого торговлей, постепенным
изменением инструмента труда. Но раз соответственная форма
инструмента эмпирически найдена, застывает и рабочий инструмент, как это
показывает переход его в течение иногда тысячелетия из рук одного
поколения в руки другого»1. Поэтому неудивительно, что многие типы
инструментов, созданных еще в мануфактурном периоде, дошли до нашего
времени и с успехом применяются в ряде производств.
Таким образом, развитие мануфактур привело к значительному росту
производительности труда и расширению производства, способствовало
накоплению денежных богатств в руках капиталистов.
Возникновение и распространение мануфактур подготовило
необходимые условия для перехода к машинному производству.
1 К, Маркс, Капитал, т. I, стр. 491.
83

Водяное колесо — основной двигатель
мануфактурного периода
Характерной особенностью развития техники мануфактурного
периода является распространение орудий труда, приводимых в действие
силами природы. Основным двигателем становится водяное
(гидравлическое) колесо, которое применяется
во всех видах производства. Все
орудия, которые раньше приводились в
действие вручную или силой животных,
например ручные мельницы, насосы,
мехи и т. п., в мануфактурный период
начинают приводиться в движение при
помощи гидравлического колеса.
Гидравлические колеса
применялись уже в странах Древнего Востока:
в Египте, Китае и Индии, водяные
мельницы использовались в Древней
Греции и в Риме, но только в
мануфактурный период водяное колесо стало
главным двигателем в промышленности.
Обычно мощность водяного колеса
не превышала нескольких десятков
киловатт, число оборотов водяного колеса
было так же незначительно, примерно
от 1 до 10 об/мин. В зависимости от
конструкции водяного колеса
коэффициент полезного действия его
колебался в пределах от 0,3 до 0,75.
В зависимости от высоты напора
воды различаются три типа водяных
колес: нижнебойные, среднебойные и
наливные, или верхнебойные колеса
(рис. 36). В XVII —XVIII вв. водяное
колесо развивалось в следующих трех
направлениях. Осуществлялся переход
от нижнебойных колес к верхнебой-
ным, как более производительным,
постепенно начинали применять металл
для валов и других деталей колеса;
увеличивался его диаметр.
Стремление повысить мощность
двигателя заставляло строить
гидравлические установки больших размеров. Во Франции мастер Р. Салем
под руководством А. де Виля соорудил в 1682 г. крупнейшую
гидросиловую установку из 13 колес, диаметр которых достигал 8 ж. Колеса,
установленные на реке Сене, приводили в действие 235 насосов, поднимавших
^воду на высоту 163 м. Эта система, снабжавшая водой фонтаны
королевских парков в Версале и Марли, получила у современников название
«чудо Марли».
Больших успехов в области строительства гидротехнических
сооружений добился русский изобретатель К. Д. Фролов (1726—1800) на Колы-
вано-Воскресенских рудниках Алтая. В 70-х годах XVIII в. на Алтае
перешли к разработке серебряных руд, залегавших на более глубоких
горизонтах. Использовавшиеся ранее водоотливные подъемные машины,
Рис. 36. Гидравлические колеса:
а — нижнебойное, б — среднебойноеж
в — верхнебойное.
84

приводимые в движение вручную или конным двигателем, уже не могли
обеспечить откачку воды и подъем руды на поверхность. Для увеличения
количества добываемой руды Фролов разработал проект строительства
комплекса вододействующих установок. После длительной борьбы с
чиновниками Горного ведомства К. Д. Фролову удалось добиться утверждения
своих предложений. В течение 1783—1789 гг. он со своими помощниками
Рис. 37. Схема гидротехнических сооружений К. Д. Фролова на Алтае
в конце XVIII в.
1 — плотина, 2 — штольня, 3 — канал, 4 — водяное колесо, 5 — лесопилка, 6 — отвод воды
к Преображенскому руднику, 7 — подземный канал, 8 — водяное колесо, 9 — рудоподъемник,
10—подземный канал, 11—водяное колесо, 12—передача к насосам, is—насосы
Екатерининского рудника, 14 — подземный канал, 15 — водяное колесо, 16 — подземный
канал, 17 —насосы Вознесенского рудника, 18 —рудоподъемник.
осуществил свой проект. Это было самое крупное гидротехническое
сооружение XVIII в. (рис. 37).
К. Д. Фролов построил плотину высотой 17,5 м, шириной по верху
14,5 ж, в основании — 92 м, длиной 128 ж, создававшую необходимый
напор воды. По специальной штольне в 443 ж и каналу длиной 96 ж вода
поступала на первое гидравлическое колесо диаметром 4,3 м,
приводившее в движение пилу для распиловки древесины. Затем вода
разделялась на два потока: один шел к Преображенскому руднику, а другой по
цодземной выработке длиной 128 ж подавался к рудоподъемному колесу
Екатерининского рудника. Это колесо обеспечивало подъем руды с
горизонтов 45 м, 77 ж и 102 ж. В течение одного часа с глубины 102 ж
поднимались 12 бадей весом 30 пудов каждая. Подъемная машина
обслуживалась 12 рабочими.
85

От колеса вода по выработке длиной 64 м направлялась к двигателю
водоотливной установки. Диаметр колеса достигал 17 ж. Передача
движения насосам осуществлялась с помощью штанги, помещенной в
специальной выработке длиной 45 м. Вода насосами откачивалась с глубины
213 м. Для установки колеса Фролову пришлось
под землей создать специальную камеру.
После водоотливной установки вода шла по
выработке к гидравлическому колесу
Вознесенского рудника, которое приводило в движение
как рудоподъемную, так и водоотливную
установки. Диаметр колеса Вознесенского рудника
превышал 15,6 м. Для подъема руды Фролов
построил четковый рудоподъемник (именуемый
в документах «патерностер»), обеспечивавший
подъем руды с глубины 60 м.
Для осуществления своего замысла Фролов
вынужден был соорудить большое число горных
выработок, которые проходились в очень крепких
породах.
При создании своей установки К. Д. Фролов
основывался на мировом опыте, накопленном к
тому времени в области гидротехнических
сооружений. Эта установка работала долгое время и
после смерти изобретателя. Горный инженер А.
Карпинский наблюдал ее работу на Змеиногорских
рудниках в 1827 г. «Кто посещал Змеиногорский
рудник, — писал он, — тот, конечно, с
удовольствием осматривал производимые на оном работы,
превышающие, кажется, силы человеческие, и
механические устройства, облегчающие труды рудо-
копателей при извлечении сокровищ из недр
земных. Удивленный путешественник спросит
невольно: кем устроены в глубоких храминах
земли сии огромные колеса, каких не существует
ни в одном из российских рудников, приводимые
в движение водою, протекающей через длинные
каналы, высеченные в камне? Изобретатель сего
механизма есть берггауптман 6 класса Козма
Дмитриевич Фролов».
Однако даже такие колоссальные
гидравлические двигатели не обладали достаточной
мощностью. Самые большие колеса имели мощность
не более 200 л. с. Мощность обычных водяных колес не превышала
десятка лошадиных сил.
Стремясь усовершенствовать гидравлический двигатель, изобретатели
и ученые пытались видоизменить конструкцию водяных колес. Еще
в XV в. было сконструировано горизонтальное водяное колесо, а в начале
XVII в. появилось горизонтальное колесо с ковшеобразными лопатками.
Развитие водяного колеса и широкое применение его в производстве
привело к другим изобретениям, которые в дальнейшем послужили
основой для решения целого ряда важных задач. В частности, в 30—40-х годах
XVIII в. словацкий изобретатель И. Гелл сконструировал водяной
двигатель, получивший название водостолбовой машины (рис. 38).
Принцип работы этого двигателя заключается в следующем. Вода,
поступая по трубопроводу, оказывала давление на поршень. Так как
Рис. 38. Схема
водостолбовой машины.
86

давление воды больше атмосферного давления, то поршень двигался
вверх и поднимал груз. Для того чтобы опустить поршень, было
необходимо повернуть кран и выпустить воду в нижний бьеф.
В некоторых водостолбовых машинах переключением крана воду
заставляли поочередно оказывать давление то на одну сторону поршня,
то на другую. В результате поршень двигался то в одном, то в другом
направлении1.
В дальнейшем водостолбовые машины были значительно
усовершенствованы. Например, механик Меджер, работавший в России, в 1820 г.
разработал простую и оригинальную водостолбовую машину, которая
была установлена на Березовских рудниках.
Эффект, полученный от применения водяного колеса, можно
оценить, сопоставив работу, производимую человеком, животными и
водяными двигателями (см. табл. 2).
Таблица 2
Параметры применения силы человека, животного и
водяного колеса
Скорость
в м/сек

Производительность
в 7ггм/сек
Суточная
работа в кгм
Человек на рычаге
Человек на рукояти
Человек на вертикальном колесе
Осел на приводе
Бык па приводе
Лошадь на приводе
Нижнебойное колесо
Верхнебойное колесо
1,1
0,8
0,15
0,8
0,6
0,9
3,0
2,5
5,5
8
9,6
11,2
39,0
40,0
131,0
175,0
158400
230 400
276480
322 560
1123 200
1166 400
11328 400
15120 000
Из таблицы видно, что гидравлическое колесо явилось более мощным
и производительным двигателем чем другие. Оно, основываясь на
использовании энергии водяных потоков, позволило увеличить размеры
орудий труда. На его основе создавались различные молоты, жернова,
мехи, которые приводились в движение гидравлическими колесами.
Развитие горной техники
В мануфактурный период гидравлические двигатели наибольшее
применение получили в горной промьппленности, где они использовались
для привода подъемных, водоотливных, вентиляционных установок,
дробильных и транспортных механизмов.
Развитие производительных сил настоятельно требовало увеличения
добычи железной руды, каменного угля и других полезных ископаемых.
Расширение торговых связей в мануфактурный период увеличивало спрос
на драгоценные металлы—золото и серебро, добыча которых в связи с этим
значительно возросла.
Большой производственный опыт в области горного дела,
накопленный к началу XVI в. в странах Западной Европы, был впервые обобщен
выдающимся немецким ученым Г. Агриколой (1494—1555) в труде «О
горном деле и металлургии» (1550 г.). Эта книга являлась в течение более 200 лет
1 Этот принцип сейчас положен в основу гидравлического пресса и ряда других
машин.
87

основным руководством по горному делу во многих странах, где
развивалась горная промышленность.
В это время, как и в других странах, на Руси добыча полезных
ископаемых и выплавка металлов принимает все большие размеры.
Вопросами разведки месторождений руд начинает интересоваться московское
правительство. В 1489 г. князь Иван III направил первую крупную
экспедицию на Печору для поисков серебряной руды.
В течение XVI—XVII вв. на Руси было открыто большое число
месторождений медных, серебряных,
железных и других руд, начата
систематическая их разработка. В ряде
районов страны были построены
железоделательные заводы. Во второй
половине XVII в. создается
металлургический центр в районе Тулы,
снабжавший страну железом.
Особенно бурно горное дело в России стало
развиваться после петровских
реформ.
Горное дело в этот период стояло
уже на довольно высоком уровне. Так,
при выборе места заложения рудника
рекомендовалось принимать во
внимание характер местности, растительный
покров, климат, наличие воды,
состояние дорог и т. п. Наиболее
сложную задачу представляли поиски
месторождений. Однако уже в этот
период многовековая практика горного
дела знала целый ряд поисковых приз-
„ „ А наков. Но, как правило, они имели
Георгии Агрикола. ' ^ '
г лишь частичное значение для
определения особо благоприятных условий
залегания месторождений. В большинстве же случаев результаты
поисков зависели от случайных обстоятельств.
Для вскрытия месторождения применялось три способа: а) штольней,
б) штольней и вертикальным шахтным стволом и в) штольней и
наклонным шахтным стволом. Крепление горизонтальных горных выработок
осуществлялось неполным дверным окладом.
Очистные работы велись при помощи ручных железных горных
орудий (кайл, кирок, молотков, лопат и т. п.). В исключительно твердых
породах разрешалось применять огневой метод. В XVII в. стали
производить первые опыты по применению пороха для разрушения
горной породы при добыче полезных ископаемых. Еще в 1548—1572 гг.
взрывные работы были применены при расчистке фарватера реки Немана.
Для подземных работ порох впервые был использован в 1627 г. на
руднике в Банской-Штявнице в Словакии. Опыты проводил Кашпар Вейндл,
применивший обычный черный порох. Использование нового метода
позволило заменить 40—50 горняков, работающих вручную. С этого времени
взрывные работы становятся постепенно одним из основных методов
разрушения горных пород.
Добытую руду доставляли по горным выработкам в тачках или
четырехколесных тележках. В случае необходимости подъема полезного
ископаемого по вертикальному или наклонному шахтному стволу
применяли различного вида вороты (ручные, с конным приводом или гидра-
88

влическим колесом). Из глубоких вертикальных шахтных стволов руду
поднимали конным воротом, получившим в то время очень большое
распространение. Для спуска и подъема людей применялись лестницы,
устанавливавшиеся в вертикальном шахтном стволе, канаты подъемной
установки и другие способы.
Особенно остро стояла проблема водоотлива. Для откачки воды из
рудников изобретались самые разнообразные средства (чашечные и
ковшовые элеваторы, нории, простые и
сложные поршневые насосы). Наиболее
широкое распространение получили
нории (рис. 39), приводившиеся в
движение либо конным, либо гидравлическим
приводом. Эти установки откачивали
воду с глубины 70—190 м.
Вентиляция рудников
производилась путем естественного
проветривания, а также при помощи усиливавших
его различных приспособлений
(диффузоры, флюгеры, заслоны); применялось
также искусственное проветривание
(примитивные вентиляторы,
металлургические мехи).
Еще Агрикола впервые заметил
изменение направления движения
воздуха в горных выработках в
зависимости от времени года. Однако
он не смог объяснить это явление.
Только в XVIII в. М. В. Ломоносов
в своей диссертации «О движении
воздуха, в рудниках примеченном»,
опубликованной в 1750 г., предложил
правильную и научно обоснованную
теорию, дающую объяснение явлениям,
которые происходят при
естественном проветривании подземных
выработок.
Опыт добычи полезных ископаемых
требовал создания определенных
методов измерения горных выработок, то есть
выделения маркшейдерских работ в
самостоятельную область горного дела.
Такие методы к началу XVI в. уже
были разработаны и широко
применялись в ряде стран. Агрикола впервые
подробно описал применявшиеся маркшейдерские инструменты, а также
маркшейдерские работы и наиболее простые методы решения важнейших
задач по изменениям в рудниках, в основу которых было положено
подобие треугольников.
М. В. Ломоносов в своих трудах по горному делу также стремился
дать такие общие правила ведения работ, знание которых позволяло бы
решать все практические задачи. Следует отметить, что если Агрикола
в своей книге дал решение всех возможных для своего времени
маркшейдерских задач, то Ломоносов свел их только к четырем задачам, так как
«по сим правилам можно во всяких случаях и обстоятельствах рудники
вымеривать тому, кто положенные правила вкратце выразумеет».
Рис.
39. Схема водоотливной
машияы-яории.
89

В связи с ростом потребления металлов исключительное развитие
получило обогащение руд. В мануфактурный период стали широко
применяться главные процессы обогащения: обжиг, дробление, сортировка,
грохочение, размалывание, промывка и амальгамация, известные с
древних времен. Уже с конца XV и до XVIII в. широко употреблялись
сортировка, породоотборка и рудоразборка (по цвету и блеску), обогащение
по крупности, гравитационные методы (по удельному весу),
амальгамация (смачивание ртутью благородных металлов), а также другие методы
обогащения, основанные на специфических свойствах минералов.
Изменения в технике металлургии
Переход от одноступенчатого (сыродутного) способа получения
железа к двухступенчатому (доменный и кричный) позволил значительно
поднять производительность металлургического процесса и обеспечить
все возрастающий спрос на металл.
В мануфактурный период двухступенчатый процесс получения железа
подвергся дальнейшему усовершенствованию. Изменения техники
доменного производства, имевшие место в дутьевом хозяйстве, увеличение
размеров доменных печей привели к повышению суточной
производительности, сокращению удельных норм расхода руды и древесного угля.
Металлурги, стремясь увеличить количество воздуха, подаваемого
в домны, стали применять для привода мехов гидравлические колеса.
Однако применявшиеся ранее с таким двигателем обычные кожаные мехи
из-за непрочности не могли обеспечить нормальную работу печей. Поэтому
в 1620 г. в Германии на металлургических заводах Гарца были
сконструированы деревянные мехи, приводившиеся в действие водяным колесом.
Крупным нововведением в доменном производстве явилось применение
в 60-х годах XVIII в. цилиндрических воздуходувок, обеспечивших
значительное увеличение производительности печей1. Достаточно сказать,
что в Англии сразу же после внедрения этих устройств
производительность домны поднялась с 10—12 т до 40 т в неделю.
Характерным для черной металлургии мануфактурного периода
является непрерывное увеличение размеров доменных печей. Если высота
первых домен XVI в. составляла всего 4,5 ж, то домны XVII в. уже
достигали 7—8,5 м, а древесно-угольные печи конца XVIII в. сооружались
высотой в 10—13 м, иногда 14 м. Увеличение размеров печей, а также
более интенсивное дутье позволяли значительно повысить
производительность доменных печей. Так, суточная производительность домны
увеличилась с 1,6 т чугуна в XVI в. до 6—17 т в конце XVIII в. Для того
чтобы выплавить один пуд чугуна, в конце XVIII в. было необходимо
затратить не менее 2 пудов руды и 1,6 пуда древесного угля2 (рис. 41).
Технические изменения в доменном производстве, а также
значительный рост числа металлургических заводов в различных странах привели
к увеличению мировой выплавки чугуна. Если в 1500 г. было
выплавлено всего 66 тыс. т чугуна, то в 1700 г. выплавка чугуна
1 Есть сведения о том, что в 1762 г. русский теплотехник И. И. Ползунов (1729—
1766 гг.) предложил применять цилиндрические воздуходувки к плавильным печам,
используемым для выплавки цветных металлов. Такие воздуходувки для доменных
печей начали использоваться в 1769 г. по предложению английского изобретателя
Д. Смитона (1724—1792 гг.).
2 Это средние удельные нормы расхода руды и угля на единицу выплавляемого
металла, сильно колебались на разных металлургических заводах как в сторону
увеличения, так и в сторону уменьшения.
90

Рис. 40. Богословский металлургический завод. Урал.

достигла 104 тыс. т. В конце рассматриваемого периода (1790 *.)
выплавлялось уже 278 тыс. т чугуна.
Следует подчеркнуть, что особенно быстро выплавка чугуна росла
в России. Если в 1700 г. в России было выплавлено всего 2,5 тыс. т
чугуна, то в 1800 г. годовая выплавка чугуна составляла уже 162 тыс. ттг.
Россия вела большую торговлю металлом со многими странами Европы.
Однако металлургия XVIII в.
все еще основывалась на
применении древесного топлива.
Развитие металлургии привело
к так называемому
топливному голоду, когда все лесные
массивы, расположенные
вблизи заводов, были
уничтожены. Англия, Швеция,
Франция, а в середине XVIII в. и
Россия переживали
настоящий топливный голод. Эти
государства были вынуждены
принять ряд законов, запрещавших
рубку леса и строительство
железоделательных заводов.
Например, в России в 1754 г. был
издан указ, который запрещал
строительство
железоделательных заводов вокруг Москвы на
расстоянии 200 верст, что
позволило предотвратить
уничтожение лесов в этом районе.
В связи с катастрофическим
истреблением леса уже в
середине XVII в. были начаты поиски
заменителей древесного угля,
что в конце концов привело
к переводу черной металлургии
на минеральное топливо — кокс,
получаемый из каменного угля.
В мануфактурный период
на более высокую ступень
становится и литейное
производство, т. е. изготовление
фасонных изделий (отливок) путем
заливки литейных форм жидким
методах литейного дела были
связаны с широким применением огнестрельного оружия, литьем
колоколов и художественных изделий. Наряду с ранее уже
применявшейся для литья бронзой начали использовать и чугун, получаемый
в больших количествах. Вековой опыт литейщиков многих стран
позволил уже в этот период освоить производство отливок по разъемным
формам, а также тонкостенных и пустотелых отливок.
До нас дошли замечательные памятники литейного дела того
времени. Достаточно, например, указать на «Царь-колокол»1, отлитый
1 Вес колокола около 200 т, высота — 6,3 м, диаметр — 6,9 ж, толщина стенок:
вверху — 0,4 м, внизу — 0,27 м.
Рис. 41. Схема доменной печи конца XVIII в.
1 — шахта, 2 — лётка, 3 — фурма, 4 —
воздуходувные мехи, 5 — гидравлическое колесо, 6 —
лоток для воды.
металлом или сплавом. Изменения в
92

в ноябре 1735 г. русскими мастерами — отцом и сыном Моториными —
и находящийся ныне в Московском Кремле.
Наибольшее значение литейное дело имело для артиллерии.
Изменение в военной технике в связи с применением
огнестрельного оружия
Изобретение пороха и распространение его в Европе, а также успехи
литейного дела привели к настоящей революции в военной технике —
к широкому применению огнестрельного оружия.
Рис. 42. Огнестрельная артиллерия XIV в.
Вначале стволы орудий изготовлялись из железных полос,
скрепленных обручами. Затем их стали делать цельнокованными из железа. Такой
ствол вкладывался в деревянную колоду, к которой он прикреплялся
специальными крюками. Для лучшего использования пороховых газов
стволы орудий обычно делались большой длины. Стремление увеличить
подвижность орудия уже в XVI в. приводит к изобретению и широкому
применению колесных лафетов.
Однако все увеличивающиеся масштабы применения артиллерии
вскоре потребовали организации массового производства орудий. Поэтому
орудийные стволы стали отливать из бронзы. Развитие чугунолитейного
дела в мануфактурный период дало возможность перейти к
производству артиллерийских орудий из чугуна. Благодаря сравнительной
дешевизне и простоте отливки чугунных стволов по сравнению с
бронзовыми в ряде стран удалось быстро увеличить боевую мощь артиллерии.
Это имело большое значение, так как строительство крепостей и рост
морского флота настоятельно требовали большого числа орудий.
Орудия в это время изготовлялись гладкоствольными и заряжались,
как правило, С дула.
Снарядами для первых орудий служили ядра, представлявшие собой
сплошные тела из камня, свинца, железа, зажигательной массы и т. п.
Они были сферической формы, при которой, как тогда считалось,
можно получить необходимую дальность и кучность стрельбы, а также
увеличить длительность службы стволов орудий. Однако уже в XV в.
стали применять чугунные ядра, постепенно вытеснившие ядра, изгото-
93

вленные из других материалов. Переход к применению чугунных ядер
привел к уменьшению калибра снарядов при сохранении их веса, что
в свою очередь позволило уменьшить вес ствола, а следовательно, и вес
орудия. Это повысило подвижность орудий, а в результате применения
сильных боевых зарядов увеличилась их мощность.
Необходимость увеличения площади, поражаемой снарядом, привела
к изобретению специальных ядер (цельные и раздвижные книпели) и кар-
Рис. 43. «Единорог». XVIII в.
течи. Крупным нововведением в артиллерии явилось изобретение во
второй половине XVI в. разрывных снарядов. Стремление повысить
эффективность их действия навело на мысль увеличить поражающее действие
картечи путем замены сплошных пуль разрывными. В XVII в. появилась
так называемая гранатная картечь. Уже в XVIII в. стали различать
снаряды фугасного и осколочного действия.
К концу XVII в. были достигнуты большие успехи в развитии
артиллерии. Так, например, дальность полета снаряда из мортир составляла
500 м, из пушки малого калибра — 600 м, а из пушек большого
калибра — до 1000 м.
Иван IV организовал в Москве на реке Неглинке так называемый
«Пушечный двор», в котором русские литейщики, умело используя
зарубежный опыт, применяли передовые для того времени способы
производства орудий. Помимо Москвы пушки отливались также в Пскове и других
городах страны.
Примером мастерства отливки пушек является деятельность
знаменитого русского литейщика Андрея Чохова. Одной из наиболее выдающихся
работ Чохова является так называемая «Царь-пушка» (1586 г.)1,
находящаяся в Московском Кремле.
Наибольших успехов русская артиллерия достигла при Петре I.
который ввел определенную систему измерения калибров орудий и
снарядов, создал артиллерию как самостоятельный род войск. Он обратил
особое внимание на отливку орудий по чертежам, установил нормы боевого
комплекта снарядов на каждый вид орудий и т. п. Во времена Петра I
1 Вес ствола этой пушки — около 4 т\ длина ствола — 5,5 м, внутрешшй
диаметр ствола (калибр) — 900 мм, вес ядра — около 2 т, вес заряда — 480 кг. По своей
отделке «Царь-пушка» является подлинно художественным произведением.
94

русская артиллерия значительно возросла как в количественном, так и
в качественном отношении. Только в одном 1701 г. было отлито
273 орудия.
Большую роль в деле организации русской артиллерии в XVIII в.
сыграл П. И. Шувалов (1710—1762). При нем был принят новый образец
орудия — единорог1, созданный талантливыми русскими мастерами —
Нартовым, Даниловым и Мартыновым (рис. 43).
Выдающийся русский механик и изобретатель .А. К. Нартов (1694—
1756), работая в Артиллерийском ведомстве, изобрел станки для
сверления канала и обточки цапф пушек, оригинальные запалы, оптический
прицел и др. Он предложил новые способы отливки пушек и заделки
раковин в канале ствола орудия. В 1741 г. Нартов создал скорострельную
батарею из 44 трехфунтовых мортирок. В этой батарее впервые в
истории артиллерии был применен винтовой подъемный механизм,
позволивший придавать стволу желаемый угол возвышения.
В целях упорядочения организации использования артиллерии в ряде
стран были созданы специальные руководства. В России в 1621 г. был
опубликован «Устав ратных, пушечных и других дел, касающихся до
военной науки», составленный Онисимом Михайловым.
Гладкоствольная артиллерия существовала более 500 лет (до
середины XIX в.). За это время из примитивных орудий, вначале уступавших
даже метательным машинам древности, орудия гладкоствольной
артиллерии превратились в могучее средство обороны и нападения. Орудия
стали устанавливать на парусных судах и использовать для ведения
морского боя.
Техника текстильного производства
Первые капиталистические мануфактуры возникли в текстильном
производстве, что способствовало в рассматриваемый период
определенному техническому прогрессу в этой отрасли промышленности.
Прежде всего необходимо указать на внедрение на полотняных
мануфактурах самопрялки2 (рис. 44), позволившей значительно поднять
производительность труда прядильщика. В XVI в. к самопрялке был
присоединен ножной педальный механизм, в результате чего
освободилась правая рука прядильщика, которой раньше он вращал рукоятку
колеса. Это значительно улучшило качество ткани, так как прядильщик
мог теперь двумя руками осуществлять операции крутки и намотки
пряжи.
Работая на самопрялке, прядильщик левой рукой вытягивал из
пучка несколько волокон, слегка ссучивал их и направлял в боковое
отверстие веретена, откуда нить шла по каналу веретена и затем по крылу
рогульки до одного из крючков или отверстий, направлявших нить на
катушку под прямым углом к ее оси3. Нажимая ногой на педаль,
прядильщик приводил в движение большое колесо, которое вращало
катушку, наматывавшую на себя нить.
1 Единорог имел длину до 10 калибров и представлял собою гаубицу с конической
каморой, пригодной для стрельбы всеми видами снарядов: ядрами, бомбами,
зажигательными снарядами, картечью и т. п. По своим боевым качествам он намного
превосходил артиллерийские орудия других стран.
2 Первое описание самопрялки содержится в одной немецкой рукописи (1480 г.).
3 Применение рогульки, производившей скручивание нити, и свободная насадка
на ось веретена катушки, осуществлявшей намотку нити, были важнейшими
изобретениями в прядильном производстве того времени.
95

Illlltlill
1
1=
Рис. 44. Схема самопрялки.
Для увеличения производительности самопрялки пытались
применить двойную передачу (одну для веретена, а другую для катушки), а также
снабдить самопрялку двумя веретенами. Однако работа на таких
самопрялках требовала очень высокой квалификации, и поэтому они не
получили широкого распространения. Самопрялка с одним веретеном
и одной передачей длительное время оставалась основным механизмом
при прядении.
В технике ткачества полотняных изделий особых изменений в течение
XVI—XVIII вв. не произошло. Во многих европейских странах
широкое распространение получил так называемый
фламандский ткацкий станок. Все остальные
операции текстильного производства
выполнялись вручную простыми орудиями труда.
В суконной мануфактуре применялись почти
исключительно ручные орудия труда. Поэтому
весь технологический процесс зависел
исключительно от личного мастерства рабочих.
Суконные изделия вырабатывались двух видов: сукна
из короткой и рыхлой шерсти и камвольные
материи из жестких, длинных и извилистых
волокон.
Наиболее сложным был процесс
производства первого вида сукон. Для их получения
было необходимо црежде всего отделить тонкую
шерсть от грубой. Это выполнял специальный
рабочий — разборщик. После этого шерсть
окрашивали, затем рабочий-мотальщик пропитывал
ее маслом. Химически обработав шерсть, ее расчесывали кардами,
представлявшими собой доски с поверхностью, усеянной мелкими зубьями
разной формы. Надо отметить, что кардование являлось наиболее
трудной ручной операцией, требовавшей большого числа рабочих.
Расчесанную шерсть пряли на обычных ручных прялках, а полученную нить
наматывали на шпульки и отправляли к ткачу.
Полученное ткачом на ткацком станке простое или узорчатое сукно
очищалось от масла и соринок рабочим красильщиком-растиралыциком.
Узелки на поверхности сукна выщипывались другим рабочим — щипаль-
щиком. Вручную производились и такие операции, как поднятие
материи (ворса), стрижка ворса и др.
В мануфактурный период машины при изготовлении сукна начинают
применять лишь в двух операциях: для валяния сукон (гидравлическая
сукновальня) и ворсования материи.
Особенностью производства шелковых тканей являлось то, что в нем
отсутствовала операция прядения, а для получения материи было
необходимо лишь соединять и скручивать тонкие коконовые нити. Это
позволило здесь раньше, чем в других отраслях текстильного производства,
применить машины. Имеются сведения, что первые шелкокрутильные
машины применялись в Италии уже в XIII в. Постепенно эти машины
совершенствовались. В XVIII в. они приводились в движение водяным
колесом.
Особый интерес представляет станок для выделки шелковых лент,
изобретенный (по-видимому, в Голландии) в конце XVI или в начале
XVII в. Вначале применение этого станка встретило сильное
сопротивление ремесленников и цеховых объединений, но впоследствии он нашел
самое широкое распространение почти во всех странах. В конце XVIII в.
только во Франции действовало больше 3000 ленточных станков.
96

Как известно, хлопок для изготовления тканей применялся в Индии
и Египте еще в древности. В средние века хлопчатобумажные материи
доставлялись в Европу с Востока. Первые попытки выделки смешанных
бумажно-полотняных изделий делались в Европе еще в XIV—XV вв.,
но только в конце XVII в., когда большой ввоз дешевых и красивых
индийских хлопчатобумажных тканей стал серьезно угрожать сбыту
суконных и полотняных изделий, производство полубумажных тканей
и набойка белых бумажных материй получает в европейских странах
широкое распространение.
В середине XVIII в. хлопчатобумажная промышленность получает
сильное развитие во многих странах, и в особенности в Англии.
Крупнейшим изобретением в текстильном производстве явился
вязальный станок, сконструированный в 1589 г. английским студентом
В. Ли. Эта сложная машина, состоящая из сотни спиц, позволила
приступить к производству чулок машинной вязки. Изобретатель, однако,
не смог организовать чулочное производство у себя на родине и
вынужден был переселиться во Францию, где в начале XVII в. он вместе со
своим братом построил первые чулочные мастерские. После этого
машинная вязка чулок распространилась и в других странах: в Англии,
Голландии, Австрии, Саксонии.
В течение XVI и XVII вв. произошли значительные изменения в
технике красильного дела. Уже в середине XVI в. в Европе начали применять
индиго. В 1630 г. был изобретен способ окраски тканей в ярко-красный
цвет.
Часы и мельница как основа для создания машин.
Первые машины и изобретательство
Большую роль в развитии техникив XVII в., и в особенности в XVIII в.,
сыграли часы и мельница, о значении которых К. Маркс писал: «...две
материальные основы, на которых внутри мануфактуры строилась
подготовительная работа для перехода к машинной индустрии, это—часы
и мельница...»1 К. Маркс подчеркивал: «Часы—это первый автомат
употребленный для практических целей. На их основе развилась вся
теория производства равномерных движений»2.
Еще в древности, примерно за 3000 лет до н. э., в Египте, Индии,
Китае пользовались для измерения времени солнечными часами.
Солнечные часы более совершенной формы применялись в XVII—XVIII вв.
Изобретение водяных часов, в которых время измерялось
вытекающей из сосуда водой, тоже относится к глубокой древности. Водяные часы
получили распространение в Греции, Риме и других странах. Они
сохранили свое значение и в средние века. В XIII в. появились механические
часы башенного типа с одной стрелкой. Эти первые механические часы
приводились в движение грузом, подвешенным на канате к барабану.
В конце XV в. были изобретены пружинные переносные часы,
приводившиеся в движение свернутой упругой пружиной.
Однако все эти часы давали весьма, приблизительные показания
времени. Полный переворот в этой области был произведен лишь в XVII в.
выдающимся голландским механиком, физиком и математиком X.
Гюйгенсом (1629—1695). Проводимые им астрономические наблюдения
требовали точного и удобного способа исчисления времени, чего не могли дать
существовавшие в то время часы.
1 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные письма стр. 137.
2 Там же.
97

Правда, первый шаг в усовершенствовании измерения времени был
сделан Галилеем, однако Гюйгенс впервые в 1657 г. применил в
качестве регулятора в стационарных часах маятник, а в переносных часах —
упругую спираль. Для регулятора хода часов с упругой спиралью он
применил балансир, т. е. изобрел специальный спуск для передачи
маятнику и пружинам импульсов. Свое изобретение Гюйгенс описал в
небольшой работе «Маятниковые часы». Эта книжка вошла в историю науки
как пример сочетания теории с конструктивным решением проблем.
В конце XVII в. и на всем
протяжении XVIII в. изобретатели всех
стран уделяли большое внимание
созданию различных конструкций часов.
Большой интерес в этом отношении
имеют работы русского изобретателя
И. П. Кулибина (1735—1818).
Восемнадцатилетним юношей Кулибин не
только разбирал и собирал сложные
часы, но и сделал из дерева точную
копию часов, ходивших удивительно
точно. Вскоре Кулибин создал часы
очень оригинальной конструкции, в
настоящее время хранящиеся в
ленинградском Эрмитаже. Эти часы, немногим
больше утиного яйца, заключены в
тонкую золотую оправу. В небольшом
корпусе был скрыт секрет крошечного
автоматического театра. Часы играли
различные мелодии, а когда минутная
стрелка подходила к 12, раскрывались
золотые воротца, появлялись фигурки
Христиан Гюйгенс. людей и перед зрителями
разыгрывалось маленькое представление. В часах
имелось 427 деталей. В дальнейшем Кулибин не раз возвращался к
работе над часами и создал интересные планетные часы, показывавшие не
только часы и минуты, но и месяцы, а также фазы Луны и Солнца.
Второй материальной основой для создания машинного
производства являлись мельницы. К. Маркс писал: «Вся история развития машин
может быть прослежена на истории развития мукомольных мельниц»1.
С самого зарождения мукомольных мельниц рука человека с предметом
труда во время его обработки не соприкасалась. В качестве
двигательной силы для привода в движение мельниц стало возможным использовать
животных, ветер и воду.
Известно, что в первобытнообщинном обществе орудиями размола
зерна были зернотерка и ступка, а затем и жернов, которые приводились в
движение вручную. Уже в рабовладельческом обществе орудия размола
зерна стали приводиться в движение водяными колесами. Примерно в
X в. в Западной Европе появились ветряные мельницы.
Таким образом, изобретение, а затем широкое применение
механических часов, с одной стороны, позволило изучить равномерное
движение, а с другой—натолкнуло на мысль применить принцип автоматизма
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 356, прим. 43. Здесь же Маркс отмечает, что
слово мельница (по-английски «mill») в ряде стран еще долгое время применялось
«для обозначения не только машин, приводимых в движение силами природы, но и
всякой вообще мануфактуры, применяющей механические аппараты».
98

для производственных целей. Развитие мельниц способствовало тому,
что принцип освобождения руки человека от соприкосновения с
предметом труда был перенесен на другие трудовые процессы.
В течение мануфактурного периода были созданы необходимые
условия для перехода к машинной индустрии, сделаны первые попытки
применения машин.
Машина как механизм или сочетание механизмов, осуществляющих
определенные целесообразные движения для преобразования энергии
при производстве работы, появилась
еще в древности. Как известно, в
зависимости от основного назначения
различают машины-двигатели, с помощью
которых один вид энергии
преобразуется в другой, удобный для
эксплуатации, и рабочие машины (машины-
орудия), с помощью которых
производится изменение формы, свойств,
состояния и положения объекта труда.
В мануфактурный период особенно
быстро развивался первый вид машин.
Рабочие машины, также появившиеся
в мануфактурный период, применялись
спорадически и в основном в
подготовительных и вспомогательных
процессах. Поэтому они в эту эпоху не имели
того революционного значения, которое
получили в конце XVIII в., когда
началась промышленная революция,
связанная с переходом от мануфактуры к
крупной машинной индустрии.
Кроме того, применение машин в Иван Петрович Кулибии.
мануфактурный период наталкивалось
на сопротивление рабочих, не понимавших еще сущности
капиталистической эксплуатации и видевших в машинах главную причину своего
тяжелого положения. Уничтожая машины, они рассчитывали сохранить
свой прежний заработок, улучшить условия труда.
Внедрению машин препятствовали также ремесленники, игравшие
большую роль в хозяйственной жизни. Они видели в машинах одну из
причин своего разорения и поэтому добивались специальных законов,
запрещавших их внедрение.
Характерным примером является внедрение ленточной машины
в текстильном производстве, изобретателя которой подвергли
пожизненному тюремному заключению. В Голландии законами, принятыми в 1623,
1639 и 1648 гг., применение ленточного станка и пользование всеми
предметами, вырабатываемыми на этом станке, было категорически запрещено.
Аналогичные законы были приняты в Германии и в других странах.
Однако, несмотря на эти запреты, ленточная машина все больше и
больше внедрялась в производство, так как позволяла значительно
поднять производительность труда (машина заменяла до 18—20
рабочих), улучшить качество продукции и во много раз сократить ее
стоимость. В середине XVIII в. в ряде стран были не только отменены
все законы, запрещавшие применение ленточной машины, но даже
назначены премии за ее установку.
Мануфактурный период характеризовался резким увеличением
числа изобретений и усовершенствований, которые требовались для заро-
99

ждающихся капиталистических предприятий. Среди изобретателей
встречались представители самых различных слоев населения. Наряду с
изобретателями-профессионалами (часовщиками, красильщиками, ткачами
и т. п.), изобретавшими новые часовые механизмы, новые способы
окрашивания, совершенствовавшими машины и механизмы, было много
священников, парикмахеров, дворян и купцов, которые или покупали
изобретения и выдавали их за свои, или иной раз вносили самые
фантастические предложения.
Использование открытий и применение изобретений и
усовершенствований значительно увеличивали прибыли владельцев мануфактур.
Поэтому, стремясь оградить себя от конкуренции, они требовали
законов, ограждающих права владельцев предприятий на монопольное
применение введенных ими изобретений и усовершенствований.
Установление привилегий на изобретения явилось новым
источником дохода государства — патенты и привилегии облагались большими
налогами. Привилегии, охраняющие права изобретателей, были введены
в Англии (1623 г.), США (1787 г.), во Франции (1791 г.) и позднее в
других странах Европы: в России (1812 г.), Голландии (1817 г.), Испании
(1820 г.), Австрии (1820 г.).
Состояние естествознания
Во второй половине XV в. возникло современное естествознание,
«единственное, о котором может итти речь как о науке, в
противоположность гениальным догадкам греков и спорадическим, не имеющим между
собою связи исследованиям арабов...»1 В это время ряд стран Западной
и Центральной Европы переживал так называемую эпоху Возрождения,
характеризовавшуюся стремительным подъемом в области техники, науки
и культуры.
«Это был,— писал Ф. Энгельс,— величайший прогрессивный
переворот из всех пережитых до того времени человечеством, эпоха, которая
нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли, страсти
и характеру, по многосторонности и учености»2. Такими титанами эпохи
Возрождения были Леонардо да Винчи, Николай Коперник, Георгий
Агрикола и другие ученые, которые своими трудами заложили основы
современного естествознания, базирующегося на систематическом
исследовании явлений и законов природы.
Большое значение для формирования естествознания как науки
имели открытия гениального итальянского художника, ученого,
инженера, одного из виднейших представителей искусства и науки эпохи
Возрождения — Леонардо да Винчи (1452—1519). Леонардо да Винчи
считал, что практика невозможна без теории. Он говорил: «Влюбленный
в практику без науки — словно кормчий, ступающий на корабль без
руля или компаса; он никогда не уверен, куда плывет». В то же время
он указывал, что теория без практики бессильна. Он писал, что железо
ржавеет, не находя себе применения, а ум человека, не находя себе
применения, чахнет.
Леонардо да Винчи занимался математикой, механикой, физикой,
астрономией, геологией, ботаникой, анатомией и физиологией как
человека, так и животных. Он обогатил все эти области знания глубокими
наблюдениями и проницательными догадками, которые подтвердились
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, М., 1955, стр. 152.
2 Там же, стр. 4.
100

через много лет и даже спустя несколько веков. В области механики он
ставил эксперименты и стремился определить, например, коэффициент
трения, скольжения. Он исследовал явления удара, сопротивления
различных материалов, изучал падение тел и т. д. Леонардо да Винчи
принадлежат первые попытки в области воздухоплавания и конструирования
летательных аппаратов. Основываясь на эксперименте и наблюдении
полета птиц, он, кроме рисунков летательных аппаратов, приводимых
в движение мускульной силой человека, набросал схемы парашюта,
вертолета и других интересных
конструкций. Ему принадлежат
многочисленные конструкции токарных, ткацких
станков и печатных машин, прибора
для шлифования стекла и т. д.
(рис. 45). Однако, конечно,
большинство его изобретений в то время не
могло иметь практического значения,
так как не были еще созданы
условия для их применения.
Период развития естествознания
как науки начался со второй
половины XV в. и продолжался до конца
XVIII в. В этот период
естествознание стало обслуживать потребности
развивающегося промышленного
производства. Энергетической базой для
промышленности в то время служило
механическое движение — энергия
человека, животных и воды, поэтому
естествознание ставило перед собой
задачу изучения механического
движения и познания его законов.
Мореплавание нуждалось в помощи аст- Леонардо да Винчи,
рономии—«небесной механики», как
ее тогда называли. Военное дело,
в котором широко применялся порох, выдвигало в качестве
центральной задачи изучение баллистики, т. е. движения тяжелого брошенного
тела, что также связано с механикой.
Развитию механики способствовали также особенности научного
процесса познания явлений. Энгельс писал: «...изучение природы
движения должно было исходить от низших, простейших форм его и должно
было научиться понимать их прежде, чем могло дать что-нибудь для
объяснения высших и более сложных форм его»1. В связи с этим вначале
были созданы основы механики, затем физики, химии и биологии, т. е.
началось изучение более сложных форм движения материи.
Рассматриваемый период развития естествознания характеризовался
созданием основ механики.
Большое значение для развития механики имело учение Николая
Коперника (1473—1543). Его гелиоцентрическая система мира была
величайшим открытием, положившим начало освобождению естествознания
от богословия.
Гелиоцентрическая система мира — это учение, которое признает
и доказывает, что Земля — это одна из планет, вращающихся вокруг
Солнца, и что она, помимо этого, вращается вокруг своей оси. Это учение
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 44.
101

утвердилось лишь после длительной, упорной и полной глубокого
трагизма борьбы с учением противоположного направления, с
геоцентрической системой мира, т. е. с учением, согласно которому считалось, что
Земля находится в центре всей Вселенной. Возражения против
геоцентрической системы мира вплоть до эпохи Возрождения были еди-
Рис. 45. Гидравлические машины.
Рисунки Леонардо да Винчи.
ничными и случайными. Только основываясь на новом уровне науки
и техники, стало возможным доказать ошибочность геоцентрической
системы мира.
Сочинение Н. Коперника «Об обращении небесных сфер», изданное
в 1543 г.,— одно из выдающихся произведений в истории науки. Эта
книга, революционная по содержанию, на протяжении последующих
столетий играла огромную роль в развитии науки и стала символом
борьбы за передовую прогрессивную науку.
Первым, кто оценил значение работы Коперника, был великий
итальянский мыслитель, материалист и атеист, смелый критик схоластики
и борец против церкви Джордано Бруно (1548—-1600). Он был страстным
противником схоластики, которая преподносит «скорлупу слов вместо
зерна вещей». Вся жизнь этого ученого протекала в острой борьбе с
врагами науки, с поповщиной и средневековым мракобесием.
Центральное место в борьбе за передовую науку занимает
выдающийся итальянский физик и астроном Галилео Галилей (1564—1642),
являющийся основоположником механики. Он сделал ряд открытий в
области астрономии и показал, что наблюдаемые при помощи телескопов
явления соответствуют гелиоцентрической системе мира.
102

Галилей провел большую работу по созданию принципов
механики и впервые точно сформулировал основные кинематические понятия
(скорость, ускорение). Он экспериментально установил количественный
закон падения тел в пустоте, согласно которому расстояния,
проходимые падающим телом в одинаковые промежутки времени, относятся
как последовательные нечетные числа. Ему же принадлежит
формулировка исходного закона динамики — принципа инерции. Он открыл
законы колебания маятника и первый
выдвинул идею относительности
движения.
Галилей много занимался
важнейшими проблемами практики:
изучением простых машин, атмосферного
давления, движения в
сопротивляющейся среде, вопросов гидро- и
аэростатики.
Окончательное признание
гелиоцентрическая система мира получила
в трудах выдающегося немецкого
астронома Иоганна Кеплера (1571—1630),
открывшего законы движения планет.
Великий английский математик,
астроном и физик Исаак Ньютон (1643—1727)
сформулировал эти законы под углом
зрения общих законов движения
материи. Можно сказать, что работами
Ньютона и был завершен этот период
естествознания.
В этот период в естествознании ело- Николай Коперник,
жились метафизические взгляды, в
основу которых было положено
представление об абсолютной неизменности природы. В соответствии с этими
взглядами возникли различные учения о «невесомых материях», которые
воплощали идею абсолютности, неизменности сил природы.
Такие взгляды наиболее широко были развиты в химии, которая
в рассматриваемый период еще не стала на твердую почву научных
воззрений. К XVIII в. интерес к алхимии значительно ослабел и достижения
химии все больше и больше стали использовать в производстве. Для
объяснения ряда процессов, например металлургических, немецким ученым
Г. Э. Сталем (1660—1734) была создана так называемая теория
«флогистона».
«Флогистон», по его мнению,— это гипотетическая материя, «горючее
начало». Именно существованием этой материи и объясняли химики
XVII—XVIII вв. процессы горения, окисления и дыхания. Что же
касается тепловых явлений, то, согласно этим метафизическим
представлениям, они объяснялись существованием гипотетической «невесомой
жидкости», получившей название «теплорода», или «теплотвора».
В этот период происходит сближение химии с медициной. Большую
роль при этом сыграл немецкий врач и естествоиспытатель Филипп Пара-
цельс(1493—1541). Он стремился создать медицинскую науку,
основанную на опыте и наблюдениях. Отвергая учения древних* он утверждал,
что явления, происходящие в организме, представляют собой химические
процессы. Парацельс является одним из основоположников ятрохимии
(врачебной химии). Значительный вклад он сделал также и в науку о
лекарствах.
103

Говоря о развитии медицины, следует упомянуть о работах Андрея
Везалия (1514—1564) и Уильяма Гарвея (1578—1657).
В своем труде «О строении человеческого тела» (1543 г.) Везалий
впервые в истории естествознания дал вполне научное, строго
соответствующее природе описание строения человеческого тела, основанное
на экспериментальных исследованиях.
Английский ученый Гарвей является одним из основоположников
научной физиологии. Ему принадлежит открытие кровообращения. О
значении этого открытия великий русский
ученый И. П. Павлов писал: «...среди
глубокого мрака и трудновообразимой
сейчас путаницы, царивших в
представлениях о деятельности животного и
человеческого организмов, но освященных
неприкосновенным авторитетом
научного классического наследия, врач
Вильям Гарвей подсмотрел одну из
важнейших функций организма —
кровообращение и тем заложил фундамент
новому отделу точного человеческого
знания — физиологии животных».
Большую историческую роль в
развитии медицины и смежных с ней
отраслей знания сыграло на рубеже
XVI—XVII вв. введение микроскопиро-
вания. Первые достоверные сведения о
микроскопе относятся к 1609—1610 гг.,
когда Г. Галилей сконструировал свой
первый микроскоп. Правда, сочетание
линз, образующих оптическую систему
„ микроскопа, было известно голландским
Галилео Галилеи. и итальянским шлифовальщикам
очковых стекол уже в конце XVI в.
Первые микроскопы давали хорошее, неискаженное изображение
с увеличением до 300 раз. Такие микроскопы (вернее, одиночные линзы)
позволили голландскому биологу Антони ван Левенгуку (1632—1723)
сделать точные наблюдения над различными мельчайшими объектами.
Он впервые наблюдал мир инфузорий, в том числе и бактерий,
наблюдал движение крови в капиллярах, описал эритроциты, изучал
строение насекомых и т. д.
В тесной связи с химией развивались минералогия и отчасти геология.
Минералогия, как и другие естественные науки, возникла в
результате практической деятельности человека, использовавшего природные
ресурсы для удовлетворения своих потребностей. В мануфактурный
период в связи с развитием добычи минерального сырья для выплавки
металлов и для нужд медицины были накоплены обширные сведения о
минералах и рудах. Минералогия в это время начала выделяться в
самостоятельную отрасль науки, изучающую природные химические соединения —
минералы, их внутреннее строение, свойства и условия их образования и
изменения.
Говоря о минералогии, прежде всего следует указать на труд
немецкого ученого Георгия Агриколы, в котором была сделана одна из первых
попыток провести определенную систематизацию минералов и горных
пород. До этого было известно только около 60 минералов. Агрикола
описал еще 20 минералов и высказал предположение о существовании
104

множества других, еще не открытых минералов. Классификация
«минеральных тел» Агриколы, хотя и не была вполне последовательной, широко
использовалась в течение 200 лет.
В процессе изучения свойств минералов уже в XVII в. датские ученые
Э. Бертолин (1625—1698) и Н. Стено (1638—1686), голландский ученый
А. Левенгук, английские ученые Р. Бойль и Р. Гук (1635—1703) и др.
установили некоторые характерные
физические, и в частности оптические,
свойства кристаллов, а также первые
геометрические законы их строения.
Таким образом, для этого периода было
характерным возникновение нового
кристаллографического направления.
Это направление в дальнейшем
выделилось в самостоятельную
дисциплину — кристаллографию.
В это же время начала
складываться как самостоятельная область науки
и геология, изучающая строение,
минеральный состав и историю развития
Земли и земной коры. Правда, в этот
период все еще господствовала церковь,
строго следившая за тем, чтобы в
вопросах о происхождении Земли и ее
поверхности все следовали библейской
легенде. Поэтому, естественно, ученые
того времени не могли полностью
отрешиться от вековой традиции. Однако
уже Леонардо да Винчи высказал ряд Ньютон
интересных геологических гипотез,
которые категорически отвергли
библейскую легенду о «всемирном потопе» и церковные представления о
продолжительности существования мира.
В этом отношении большой интерес представляют высказывания
Г. Агриколы, который в своих трудах высмеивал существовавшие в то
время взгляды, противоречившие, по его мнению, всякому опыту, будто не
только горные породы, но и содержащиеся в них минералы созданы богом
при сотворении мира такими, какими мы находим их сейчас, и что они
не подвергались воздействию ни времени, ни сил природы.
Следует упомянуть о появлении в XVII в. умозрительных
космогонических гипотез Декарта и Лейбница, согласно которым Земля
первоначально находилась в расплавленном состоянии, а затем на протяжении
длительного периода времени остывала, покрываясь корой.
Крупнейшие сдвиги в области геологии произошли в XVIII в., когда
великий русский ученый М. В. Ломоносов положил начало эволюционному
направлению и сравнительно-историческому методу в геологии. Однако
этот метод получил развитие только в XIX в., в связи с работами Ч. Лайе-
ля (1797—1875).
М. В. Ломоносов смело отверг существовавшее в то время ненаучное
объяснение наличия в слоях земли различных насекомых, животных
и растений и библейскую догму о возрасте Земли. Он первым высказал
идею о геологическом времени.
Известную прогрессивную роль в борьбе против библейского мифа
и идей о неизменности природы сыграли высказанные в середине
XVIII в. космогонические гипотезы немецкого ученого Иммануила Канта
105

{1724—1804) и французского естествоиспытателя Жоржа Бюффона (1707—
1788). Уже в первой своей работе «Теория Земли» (1749 г.) Бюффон писал,
что Земля образовалась из осколка, который оторвался от Солнца во время
падения на него космического тела (кометы) и постепенно остывал до
самого центра.
Рис. 46. Опыты Отто Герике.
Гравюра из книги Герике «Новые, так называемые Магдебургские,
опыты с пустым пространством», 1672 г.
Конец рассматриваемого периода ознаменовался острой борьбой
в геологии между двумя противоположными направлениями —
нептунизмом и плутонизмом. Основоположником нептунизма является шведский
химик и минералог Т. Бергман (1735—1784), который в 1769 г. впервые
высказал мысль, что кристаллические породы образовались путем
химической кристаллизации из вод «первозданного» океана, а слоистая порода
представляет собой продукт разрушения кристаллических пород и
отложилась якобы при «всемирном потопе». Крупнейшим
представителем этого направления был профессор Фрейбергской горной академии
А. Г. Вернер (1750—1817).
Господство нептунистического направления было подорвано
появлением в 1788 г. книги шотландского натуралиста-геолога Дж. Геттона
(1726—1797), где были заложены начала плутонизма, согласно которому
происхождение всех горных пород объяснялось действием «подземного
жара». Учение Геттона представляло в то время прогрессивное
направление в геологии, несмотря на односторонность и ограниченность его
гипотезы относительно развития Земли.
Перелом в развитии физики наступил несколько позже, чем в других
отраслях науки. Ученик Галилея Э. Торричелли (1608—1647) разработал
106

ряд вопросов гидродинамики — открыл существование атмосферного
давления и создал ртутный барометр. Знаменитый французский математик,
философ и физик Б. Паскаль (1623—1662) продолжил изучение
атмосферного давления и доказал, что столб жидкости в барометре поддерживается
именно атмосферным давлением. Кроме того, он открыл названный его
именем закон о передаче давления в жидкостях и газах.
Исследуя свойства воздуха, немецкий физик Отто фон Герике (1602—
1686) на простых и убедительных опытах доказал существование давления
воздуха (опыт с «магдебургскими
полушариями»), установил его упругость,
весомость, способность поддерживать
горение, постоянное наличие в нем паров
воды, а также то, что воздух является
проводником звука. Для этих опытов им
был изобретен (1650 г.) воздушный насос
(рис. 46).
В 1662 г. знаменитый английский
физик и химик Роберт Бойль (1627—
1691) вместе со своим учеником Р. То-
унлеем впервые установил
существование зависимости объема воздуха от
давления. Через 14 лет французский физик
Э. Мариотт (1620—1684), независимо от
Бойля, открыл тот же закон, изложив
его в своем сочинении «Опыт о природе
воздуха» (1676 г.). Именно опыты Мари-
отта позволили убедительно доказать
этот закон1.
Естествоиспытатели стремились
объяснить и электрические явления.
Первые наблюдения над действием электри- _ _
ческих сил (притяжение легких предме- Вениамин Франклин,
тов натертым янтарем) были сделаны еще
Фалесом Милетским в Греции за 600 лет до н. э. Однако в дальнейшем
учение об электричестве не развивалось вплоть до появления в 1600 г.
труда английского физика Уильяма Джильберта (1540—1603) «О магните,
магнитных телах и о большом магните — Земле». У. Джильберт
установил, что многие тела, подобно янтарю, обладают способностью
притягивать легкие предметы после натирания. Сравнивая свойства
этих тел со свойствами янтаря, он назвал их «электрическими» и тем
самым ввел этот термин в науку. Электрические свойства тел Джильберт
объяснил тем, что в телах имеется некоторая специфическая
электрическая субстанция (вещество), выходящая из них при трении и
обусловливающая притяжение и отталкивание2.
В середине XVII в. свойства электричества изучал немецкий физик
Герике, создавший для своих наблюдений одну из первых
электростатических машин — вращающийся шар из серы, натиравшийся руками.
Проводя эксперименты с этим шаром, он обнаружил явление
электрического отталкивания. Им обнаружено также явление электрического
свечения.
1 Закон Бойля—Мариотта гласит: «При постоянной температуре объем данной
массы газа обратно пропорционален давлению, под которым он находится».
2 Эта точка зрения нашла подтверждение в работах Стефана Грея, показавшего
в 1729 г., что заряд можно переносить с одного тела на другое.
107

В 1733—1737 гг. в мемуарах Парижской Академии наук был
опубликован ряд исследований об электричестве французского физика Шарля
Франсуа Дюфе (1698—1739). Дюфе сконструировал прибор для
обнаруживания и примитивного измерения электричества — прототип современного-
электроскопа. Он высказал предположение, что существуют два
различных рода электричества: «стеклянное», возникающее при натирании
стекла, и «смоляное», образующееся при натирании смолы. В результате своих
опытов он установил, что однородные электричества отталкиваются, а
разнородные взаимно притягиваются.
Американский ученый Вениамин Франклин (1706—1790) в 1747 г.
создал другую, так называемую унитарную теорию, согласно которой
существует только один род электричества, соответствующий «стеклянному»
электричеству Дюфе. Франклин сформулировал закон сохранения заряда,
сущность которого заключается в том, что избыток электричества в теле
по сравнению с нормальным количеством означает положительный заряд,
а недостаток его указывает на отрицательный заряд («смоляное»
электричество Дюфе). При электризации тел электричество переходит с одного*
тела на другое, общее же его количество остается неизменным.
Запуская воздушный змей во время грозы, Франклин получил
электрические искры и тем самым доказал, что молния представляет собою
электрическое явление (1752 г.). Он также изобрел громоотвод и
плоский конденсатор.
Над созданием громоотвода работал и чешский священник Прокоп
Дивиш (1696—1765), построивший так называемую «метеорологическую
машину» для улавливания атмосферного электричества и получения
искры. Дивиш пытался применить электричество для лечения болезней
и изучал его влияние на рост растений.
Обширные исследования в области учения об электричестве
проводил М. В. Ломоносов, а также Г. В. Рихман (1711—1753),
который ввел в науку об электричестве количественные измерения, для чего
изобрел электроизмерительный прибор «электрический указатель» (1745 г.).
В течение 1746—1752 гг. Рихман произвел большое число экспериментов
по изучению электризации и электропроводности тел, по выяснению
зависимости электроемкости тел от их массы и формы. Ему принадлежит также-
открытие явления электростатической индукции.
В 1752—1753 гг. Ломоносов и Рихман провели исследования
атмосферного электричества с помощью специальных установок — «громовых
машин». 26 июля 1753 г. во время одного из таких опытов Рихман был убит
ударом молнии.
В конце 1753 г. Ломоносов выступил с работой «Слово о явлениях
воздушных, от электрической силы происходящих», в которой изложил теорию
атмосферного электричества и высказал свои воззрения на природу
электричества. Он считал, что возникновение атмосферного электричества
обусловлено конвекцией воздушных масс. По его мнению, электричество
связано с вращением частиц эфира вокруг своих осей. Теория
электричества, предложенная Ломоносовым, коренным образом отличалась от
существовавших в то время теорий тем, что исключала наличие особой
«электрической материи» и сводила электрические явления к движению эфира.
В 1767 г. английский химик Джозеф Пристли (или Пристлей) (1733—
1804) впервые высказал мысль о том, что существует определенное
количественное взаимодействие двух электрических зарядов. Независимо от него
эту же идею высказал английский физик и химик Генри Кавендиш (1731—
1810), начавший свои исследования в области электричества в 1771 г.
Он открыл влияние среды на емкость конденсаторов и нашел значение
диэлектрических постоянных для некоторых веществ.
108

В 1785 г. французский физик Шарль Огюстен Кулон (1736—1806)
опытным путем с помощью изобретенных им крутильных весов установил
зависимость силы взаимодействия между двумя покоящимися
электрическими зарядами от их величины и от расстояния между ними1.
На основании установленного закона, получившего название закона
Кулона, он вывел заключение об отсутствии электризации внутри
проводника. Эти работы Кулона подготовили
основу для последующих теоретических
исследований в области электро- и
магнитостатики.
Таким образом, к началу XIX в.
уже были созданы основные
представления об электричестве; были изучены
важнейшие явления электростатики и
дана ее математическая разработка.
Потребности производства, а также
успехи, достигнутые в астрономии,
механике и других отраслях знаний,
привели к развитию математики. Прежде
всего в это время разрабатываются
основные положения алгебры. Еще в
XVI в. итальянскими математиками
С. Ферро, Н. Тартальей и Л. Феррари
были найдены алгебраические способы
решения уравнений третьей и
четвертой степеней, которые в течение
столетий считались неразрешимыми.
Дальнейшее развитие алгебра получила в трудах
итальянского ученого Дж. Кардано _. _ _
v. rf\ т> Михаил Васильевич Ломоносов,
и французского математика Ф. Виета.
В XVII в. крупнейшим
достижением в математике явилось открытие логарифмов, которое сделали почти
одновременно и независимо друг от друга шотландский математик Джон
Непер (1550—1617) и швейцарский математик Иобст Бюрги (1552—1632).
«Арифметические и геометрические таблицы прогрессии» Бюрги и
особенно «Описание удивительной таблицы логарифмов» и «Построение
удивительной таблицы логарифмов» Непера содействовали развитию
техники вычислений.
Выдающийся французский философ, физик и математик Рене Декарт
(1596—1650) опубликовал в 1637 г. работу «Геометрия», содержащую
основы метода координат в геометрии. В этом труде он впервые в науке
ввел понятие переменной величины и функции. Говоря об этом, Ф.
Энгельс писал: «Поворотным пунктом в математике была декартова
переменная величина. Благодаря этому в математику вошли движение и
диалектика и благодаря этому же стало немедленно необходимым
дифференциальное и интегральное исчисление..л2.
Разработав отдельные вопросы исчисления бесконечно малых
величин, математики первой половины XVII в. (французские ученые П. Ферма
и Р. Декарт, итальянские — Б. Кавальери и Э. Торричелли и др.)
подготовили почву для создания дифференциального и интегрального исчисления.
Возникновение новых разделов математики связано с работами английского
1 На существование этого закона указывал в 1759 г. русский физик Ф. Эпияус
в своем труде «Опыт теории электричества и магнетизма».
2 Ф, Энгельс, Диалектика природы, стр. 206.
109

ученого Исаака Ньютона и немецкого ученого Готфрида Вильгельма
Лейбница (1646—1716).
В XVIII в. наблюдается дальнейшее развитие математики.
Происходит овладение математическими знаниями и применение их в различных
областях науки. В этом отношении показательны работы Леонарда Эйлера
(1707—1783) и Жозефа Луи Лагранжа (1736—1813). В это время были
заложены основы новых направлений в математике (теория вероятности
и т. п.).
Во второй половине XVIII в. началось крушение метафизических
представлений о природе. Большую роль в этом сыграли работы
М. В. Ломоносова в области кинетической теории в химии и физике, его
закон сохранения материи и движения. Труды Канта и Лапласа также
подготовили почву для дальнейшей борьбы с метафизическими
воззрениями.
* *
*
Итак, историческая роль мануфактуры состояла в том, что она
подготовила необходимые условия для перехода к машинному
капиталистическому производству. Мануфактура, доведя до высшей степени разделение-
труда внутри производства, упростила многие операции, которые
свелись к таким простым движениям, что стала возможной замена руки
рабочего машиной.
Развитие мануфактуры привело к специализации орудий трудаг
к их значительному совершенствованию, вследствие чего оказался
возможным переход от ручных орудий к машинам. Мануфактура подготовила
кадры искусных рабочих для крупной машинной индустрии. В
мануфактурный период появляются первые машины, которые, однако, получают
спорадическое применение.
Основным двигателем мануфактур становится гидравлическое колесо
(водяной гидравлический двигатель). Большое значение для развития
крупной машинной индустрии имели часы, которые явились первым
автоматом, созданным для практических целей. В этот период получают
дальнейшее развитие горное дело и металлургия. В военной технике
происходят изменения в связи с широким применением огнестрельного оружия.
В это время возникает естествознание как наука.
Развитие производительных сил подготовило переход к
капиталистическим отношениям. В этот период происходит формирование двух
классов буржуазного общества: с одной стороны, наемных рабочих,
а с другой — капиталистов. В недрах феодального общества выросли и
созрели более или менее готовые формы капиталистического уклада.

ТЕХНИКА В ПЕРИОД ПОБЕДЫ
И УТВЕРЖДЕНИЯ КАПИТАЛИЗМА.
Конец XYIII—70-е годы XIX в.
(Распространение рабочих машин
на базе парового двигателя)

ГЛАВА V
ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVIII—XIX вв.
И ОБЩЕСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ С КОНЦА XVIII в.
ПО 70-е ГОДЫ XIX в.
П... _ ._
¦ ¦ и утверждения капитализма в передовых странах мира. В эту
эпоху в результате буржуазных революций в Англии, Франции,
Германии и других странах был ликвидирован феодально-абсолютистский
строй и тем самым устранено главнейшее препятствие для развития
капиталистических отношений. Буржуазия низвергла феодальный строй
и тем самым создала условия для дальнейшего развития
производительных сил.
Вслед за изменениями экономики последовали и крупнейшие
общественные перемены. Феодальное государство превратилось в буржуазное.
Класс буржуазии начал насаждать порядки и диктовать законы, угодные
и выгодные ему, но вместе с буржуазией развивался и креп класс
пролетариата, исторической миссией которого является свержение
капитализма. Это время насыщено непрекращающимися выступлениями
пролетариата против буржуазии.
После крушения феодализма во всех европейских странах стала
быстро развиваться крупная машинная капиталистическая промышленность.
В XIX в. буржуазия создала более грандиозные производительные силы,
чем все предшествующие поколения, вместе взятые.
Период победы и утверждения капитализма есть время
возникновения и развития крупной машинной индустрии. Основой новой формы
организации общественного производства стала капиталистическая
фабрика.
Характернейшей чертой техники этого периода являлось изобретение
и распространение в основных отраслях промышленности рабочих машин,
которые являются качественно новым явлением в истории техники.
К. Маркс о машинах и машинной индустрии
Человек издавна употреблял машину в трудовых процессах. Однако
большинство машин докапиталистических формаций существенно
отличалось от машин эпохи капитализма. При докапиталистических способах
производства применялись преимущественно машины-двигатели, которые
употреблялись при второстепенных, подготовительных процессах
производства, требующих большого количества людей и большой затраты силы.
Исходным пунктом перехода от мануфактурного производства к
машинному явилось изобретение и применение рабочих машин.
ИЗ

Если в ремесленном производстве человек при помощи простых
орудий непосредственно воздействовал на предмет труда, то теперь за
него это стала делать рабочая машина. Внедрение рабочих машин
позволило во много раз поднять производительность труда. Они заменили
руку рабочего, державшую инструмент, создали возможность почти
неограниченного расширения количества инструментов, одновременно
воздействующих на предмет труда. «Таким образом,— писал К. Маркс,—
количество орудий, которыми одновременно действует одна и та же-
рабочая машина, с самого начала эмансипируется от тех органических
ограничений, которым подчинено ручное орудие рабочего»1.
Рабочая машина является главной частью развитой совокупности
машины, которая непосредственно воздействует на предмет труда
и целесообразно изменяет его форму. Обе другие части машины —
двигатель и передаточный механизм — существуют лишь затем, чтобы привести
в движение рабочую машину.
К. Маркс писал: «Всякая развитая совокупность машин [entwickelte
Maschinerie] состоит из трех существенно различных частей:
машины-двигателя, передаточного механизма, наконец машины-орудия, или рабочей
машины»2.
Машина-двигатель действует как движущая сила всего механизма.
Она или сама порождает свою двигательную силу, как паровая машина,
или же получает двигательную энергию извне, от какой-либо готовой силы
природы, как водяное колесо от падающей воды, крыло ветряной
мельницы от ветра и т. д.
Передаточный механизм передает силу, развиваемую двигателем,
рабочей машине. Он регулирует движение, изменяет, если необходимо,
его форму, распределяет его и переносит на рабочий механизм.
Передаточный механизм состоит из маховых колес, подвижных валов, зубчатых колес,
эксцентриков, передаточных лент, ремней, промежуточных
приспособлений самого разного рода.
«...Рабочая машина — это такой механизм, который, получив
соответственное движение, совершает своими орудиями те самые операции, которые
раньше рабочий совершал подобными же орудиями»3.
Все три части совокупности машин в своем развитии связаны между
собой. Одна машина-двигатель может одновременно приводить в
движение много рабочих машин. С увеличением количества одновременно
приводимых в действие машин возрастает и мощность машины-двигателя,
а вместе с ней передаточный механизм разрастается в широко
разветвленную трансмиссию. Когда машина-двигатель одновременно приводит к
движение несколько однородных или разнородных машин, то возникает
кооперация машин.
К. Маркс различает два вида кооперации машин: простую кооперацию
однородных машин и кооперацию разнородных машин, т. е. систему машии.
Примером простой кооперации машин может служить ткацкая или
швейная фабрика. Она состоит из множества однородных машин —
механических ткацких станков или швейных машин, помещенных в одном здании
и выполняющих одинаковые производственные операции. Система машин
представляет собой кооперацию разнородных машин, при которой
совокупность рабочих машин (разнородных, но взаимно дополняющих друг
друга) последовательно обрабатывает предмет труда.
«В расчлененной системе рабочих машин, получающих свое движение
посредством передаточных механизмов от одного центрального автомата.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 380.
2 Там же, стр. 378—379.
3 Там же, стр. 379—380.
114

машинное производство приобретает свой наиболее развитый вид. На место
отдельной машины выступает это механическое чудовище, тело которого
занимает целые фабричные здания и демоническая сила которого, сначала
скрытая в почти торжественно-размеренных движениях его исполинских
членов, прорывается в лихорадочно-бешеной пляске его бесчисленных
рабочих органов в собственном смысле слова»1.
Еще более усовершенствованной кооперацией машин является
автоматическая система, при помощи которой машинами выполняются все
необходимые операции по обработке сырого материала, без какого-либо
вмешательства человека. Рабочий осуществляет лишь общий контроль за
механизмами. Но эта форма организации труда в рассматриваемый нами
исторический отрезок времени была еще в зародыше.
С конца XVIII в. машинное производство, основанное на простой
кооперации, постепенно занимает господствующие позиции в
промышленности. Хотя в это время начинает появляться и система машин, но она
еще не получает широкого распространения. Внедрение в производство
системы машин становится характерным для семидесятых годов XIX в.
Кооперация машин того или иного вида служит технической основой
капиталистической фабрики. Капиталистическая фабрика—это крупное
промышленное предприятие, основанное на эксплуатации наемных
рабочих, применяющее простую кооперацию машин \\л\* систему машин для
производства товаров. Именно употребление в процессе производства
кооперации машин является главнейшим признаком всякой
капиталистической фабрики, резко отличающим ее от мануфактуры.
В период победы и утверждения капитализма фабричная система
постепенно охватила почти все отрасли промышленного производства.
Историческая последовательность возникновения
машинного капитализма
Крупная машинная индустрия исторически сменила мануфактуру
не сразу, а в течение определенного периода времени, различного в разных
странах по длительности, так как капитализм победил во всех странах
не одновременно.
Англия является родиной машинного капитализма. Буржуазная
революция в Англии, свершившаяся еще в XVII в., расчистила путь для
развития капиталистических отношений и явилась прологом к промышленно-
техническому перевороту в конце XVIII в. Придя к власти, английская
буржуазия создала условия, обеспечивающие ей экономическое и
политическое господство в стране.
В середине XVIII в. были заложены основы британской колониальной
империи. Очень скоро у английской буржуазии появились и «свободные
капиталы», необходимые для вложения в промышленность, накопленные
в результате или прямого ограбления колониальных стран, или
посреднической сверхприбыльной «заморской» торговли.
В середине XVIII в. английская буржуазия располагала также и
дешевой рабочей силой. Обезземеливание крестьянства создало огромную
армию лишенных всякой собственности пролетариев, единственным
источником существования которых была продажа своей рабочей силы.
В Англии в XVIII в. были широко распространены
капиталистические мануфактуры, создающие прямые предпосылки для развития
машинной техники.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 387—388.
115

Итак, «свободные капиталы», дешевая рабочая сила и предпосылки
для развития машинного производства, заложенные в мануфактуре,
создали в начале XVIII в. чрезвычайно благоприятные условия для развития
английского капитализма. В Англии ранее других стран возникла
экономическая необходимость в новой организационной форме
промышленности, основой которой должна была быть новая, более совершенная,
машинная техника.
Процесс перехода мануфактурного производства на рельсы машинной
техники и мануфактурной организации труда к фабричной системе
называется промышленным переворотом, или промышленной революцией.
Для развития капитализма промышленная революция имеет
исключительно важное значение. Именно во время промышленного переворота
закладываются важнейшие основы технико-экономического прогресса
позднейшего времени.
Первый этап промышленной революции был связан с появлением
рабочих машин в текстильном производстве. Изобретение и
распространение рабочих машин создали неограниченные возможности для
расширения производства и его технического усовершенствования. «Промышленная
революция в XVIII веке,— писал К. Маркс,— исходит как раз от этой
части машин — от рабочей машины. И теперь каждый раз, когда
ремесленное или мануфактурное производство превращается в машинное,
исходным пунктом служит рабочая машина»1.
Второй этап промышленной революции начался с изобретения
универсального теплового двигателя, т. е. паровой машины. К. Маркс называл
паровой двигатель двигателем крупной промышленности, ибо он не только
удовлетворял нужды развивающейся фабричной системы, но и сам
послужил мощным стимулом для введения рабочих машин во все отрасли
производства, и в первую очередь в машиностроение.
Третий этап промышленной революции был связан с созданием
рабочих машин в машиностроении, т. е. с изобретением суппорта, или
резцедержателя.
Машиностроение, снабженное мощной энергетической базой и
оснащенное рабочими машинами, позволило наладить бесперебойный массовый
выпуск самых разнообразных машин и снабдить ими все отрасли
производства. Только тогда, когда машины стали производиться машинами,
крупная промышленность, по выражению К. Маркса, «создала адэкват-
ный ей технический базис и стала на свои собственные ноги»2.
Применение машин в производстве привело к возникновению большого
числа промышленных предприятий, образованию промышленных центров
и скоплению в них населения. Эпоха промышленного переворота является,
таким образом, временем возникновения и развития фабричного
производства, хотя на первых фабриках система машин выступает еще в своей
самой примитивной форме.
Велики были и общественные сдвиги во время промышленного
переворота. Это был не только переход от ручного производства к машинному,
это был вместе с тем период окончательного раскола общества на два
основных класса — на буржуазию и пролетариат.
«Переход от мануфактуры к фабрике знаменует полный технический
переворот, ниспровергающий веками нажитое ручное искусство мастера,
а за этим техническим переворотом неизбежно идет самая крутая ломка
общественных отношений производства, окончательный раскол между
различными группами участвующих в производстве лиц, полный разрыв
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 379.
2 Там же, стр. 390.
116

с традицией, обострение и расширение всех мрачных сторон капитализма,
а вместе с тем и массовое обобществление труда капитализмом»1.
Трудно переоценить значение технического переворота в английской
промышленности для промышленного развития всего капиталистического
мира. Каждая страна по мере своего продвижения по пути капитализма
переживала период промышленной революции. В каждой стране
промышленный переворот имел свои особые, специфические черты, но техника,
созданная в Англии в эпоху промышленного переворота, являлась
новаторской, ведущей и оказывала влияние на техническое развитие
других стран.
Промышленный переворот в Англии был в основном завершен в первой
четверти XIX в. К этому времени было ликвидировано противоречие
между прогрессивной формой разделения труда в мануфактуре и ее узким
техническим базисом. В результате произошла замена ручного труда
машинным трудом. Фабричная система, возникшая, развившаяся и
укрепившаяся в Англии во время промышленного переворота, превратила ее
к 40-м годам XIX в. в передовую промышленную державу. В результате
промышленного переворота Англия стала промышленной мастерской мира.
Вслед за Англией на капиталистический путь развития вступила
и Франция. Революционная гроза здесь разразилась в 1789 г. Сражение
с феодализмом во Франции было ожесточеннее и упорнее, чем в Англии,
ибо тормозящее влияние феодальных отношений на развитие
зарождающегося капиталистического производства и техники здесь сказывалось
особенно остро. «Материальное, производственное, обновление
Франции, в конце XVIII века, было связано с политическим и духовным,
с диктатурой революционной демократии и революционного
пролетариата (от которого демократия не обособлялась и который был еще
почти слит с нею),— с беспощадной войной, объявленной всему
реакционному»2,— писал В. И. Ленин.
Начало промышленного переворота во Франции совпало с периодом
наполеоновской империи (1805—1814 гг.). Во французской текстильной
промышленности значительное распространение получили рабочие
машины «дженни» и мюль-машины. На отдельных предприятиях
насчитывались сотни мюль-машин с десятками тысяч веретен. В этот период
появляются и чисто французские изобретения — станок Жаккара для
производства шелковых узорчатых тканей (1805) и льнопрядильная
машина Жирара (1810).
Полного развития промышленный переворот во Франции достиг
в период реставрации Бурбонов (1815—1830 гг.). В это время наметились
огромные технические сдвиги в промышленности, выражавшиеся в
широком внедрении машин во все области производства. Фабричная индустрия,
основанная на машинной технике, пришла на смену предприятиям
мануфактурного типа. Завершение промышленного переворота произошло
во Франции после революции 1848 г., уже в середине XIX в. В это время
Франция по размеру выпускаемой продукции занимала второе (после
Англии) место в мире и первое в Европе. «Французская промышленность,—
писал Маркс об этом времени,— самая развитая... на всем континенте».
Развитие капитализма в Северной Америке привело к национально-
освободительной войне Северо-Американских Соединенных Штатов против
английского колониального господства (1775—1783).
В середине XVIII в. Америка являлась колонией Англии.
Колониальные порядки в Северной Америке мешали процессу формирования местной
1 В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 455.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 25, стр. 336.
117

буржуазии, развитию производства и техники. Война за независимость,
начавшаяся в Северной Америке во второй половине XVIII в.,
закончилась уничтожением колониального господства Англии и образованием
Соединенных Штатов Америки. Война за независимость была по своей
сути буржуазной революцией, свергшей власть земельной английской
аристократии и приведшей к власти американскую буржуазию в союзе с
рабовладельцами.
Начало промышленного переворота в США относится к концу XVIII в.
Как и в Англии, он начался с введения рабочих машин в текстильное
производство. Здесь уже в 80-х годах XVIII в. в широких масштабах стали
применяться английские «дженни», «мюль» и ватермашины.
В этот период появляется целый ряд американских рабочих машин,
а также усовершенствованных машин английских конструкций. Наиболее
ценным изобретением в США было изобретение хлопкоочистительной
машины, повысившей производительность труда в 150 раз.
Однако, несмотря на раннее вступление на путь промышленного
переворота, машинная техника в промышленном производстве США стала
доминировать лишь после окончания гражданской войны (1861—1865).
Медленное внедрение новой техники в производство объяснялось целым
рядом специфических особенностей развития капитализма в США (рабский,
а следовательно, чрезвычайно дешевый труд негров в Южных Штатах,
нехватка рабочих рук, как и населения вообще, медленное создание
внутреннего рынка и т. д. и т. п.). И только в 60-х годах XIX в.
промышленный переворот в США был завершен.
В Германии вследствие ее феодальной раздробленности и длительного
сохранения крепостнических отношений промышленный переворот
совершился позже, чем в Англии и Франции.
В первой половине XIX в. Германия продолжала оставаться
аграрной страной с мелким промышленным производством. Капиталистическое
развитие Германии начинается лишь после знаменитого 1848 г., когда
вся Центральная Европа, в том числе и Германия, были до
основания потрясены буржуазными революциями. С конца 40-х годов
промышленная революция в Германии начинает быстро захватывать одну
отрасль производства за другой и к концу 60-х годов XIX века
завершается.
К началу 70-х годов Германия настолько оснастила свое хозяйство
первоклассной машинной техникой, что вышла на первое место в Европе
по многим видам промышленной продукции.
Позже всех европейских стран на путь капиталистического развития
вступила Россия. Феодально-крепостнические отношения в России
мешали развитию производства и техники.
Начало промышленного переворота в России относится к 30-м годам
XIX в. Однако его развитие шло чрезвычайно медленно, по темпам далеко
отставая от передовых стран Европы. Решающую роль в становлении
капитализма в России сыграла отмена крепостного права. Царское
правительство, ослабленное поражением в Крымской войне, напуганное
крестьянскими выступлениями против помещиков, оказадось вынужденным в 1861 г.
отменить крепостное право.
После отмены крепостного права промышленный переворот в России
пошел чрезвычайно быстро. Ленин писал: «...После 61-го года развитие
капитализма в России пошло с такой быстротой, что в несколько
десятилетий совершались превращения, занявшие в некоторых старых странах
Европы целые века»1.
1 В, И. Ленин, Соч., т. 17, стр. 95—96.
118

Особенно бурно в пореформенный период развивалась
горнозаводская промышленность на Юге России, которая по темпам своего роста
оставила позади как Западную Европу, так и Соединенные Штаты
Америки. За десять лет (1886—1896) выплавка чугуна в России, главным
образом за счет продукции южных металлургических заводов, утроилась.
Франция сделала подобный шаг за 28 лет, Соединенные штаты—за 23
года, Англия—за 22 года, Германия—за 12 лет.
Быстрыми темпами шло техническое оснащение промышленности,
резко увеличилось число рабочих. В. И. Ленин, анализируя статистику
развития горнозаводской промышленности на Юге России в конце XIX в.,
писал: «Из этих цифр ясно видно, какая техническая революция
происходит в настоящее время в России и какой громадной способностью
развития производительных сил обладает крупная капиталистическая
индустрия»1. Однако и после падения крепостного права многочисленные
остатки феодально-крепостнических отношений в стране тормозили переход
промышленности от ручного производства к машинному. Особенно сильно это
сказалось в горной промышленности Урала. Здесь остатки крепостных
отношений—сильное развитие отработков, прикрепление рабочих к
заводам, низкая производительность труда, низкая заработная плата,
примитивная, хищническая эксплуатация природных богатств, замкнутость и
оторванность от других районов страны и т. п.—надолго замедлили
темпы внедрения машинной техники в промышленное производство.
В первой половине XIX в. машинное производство распространяется
в Европе и Северной Америке, достигая кульминационного пункта
развития к началу 70-х годов прошлого столетия.
1 В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 489—490.

ГЛАВА VI
ПЕРВЫЕ РАБОЧИЕ МАШИНЫ В ТЕКСТИЛЬНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
М Экономические предпосылки изобретения
первых рабочих машин в английской
текстильной промышленности
ашины нового типа — рабочие машины стали внедряться
прежде всего в текстильном производстве Англии.
Текстильная промышленность была ведущей отраслью этой эпохи.
Капиталистическая индустриализация начинается обычно с развития
легкой промышленности. В легкой промышленности требуется меньше
капитала, капитал оборачивается быстрее, чем в тяжелой, и,
следовательно, скорее приносит прибыль. Только после накопления прибыли
в легкой промышленности и сосредоточения ее в банках капиталисты
начинают вкладывать капиталы в тяжелую промышленность.
В конце XVII и начале XVIII в. в Англии наряду со старой шерстяной
промышленностью начинает интенсивно расти сравнительно новая отрасль
текстильного производства — хлопчатобумажная. До XVIII в.
хлопчатобумажные ткани поступали в Англию из Индии, откуда они широко
вывозились на кораблях Ост-Индской компании. Однако быстрый рост
внутреннего рынка Англии чрезвычайно повысил спрос на дешевые
хлопчатобумажные ткани, который уже не мог быть удовлетворен
только за счет импорта. Это стимулировало обработку хлопка в самой-
Англии.
Быстрое развитие хлопчатобумажной промышленности объясняется
тем, что она развивалась на вполне капиталистических началах. Здесь
не было тех исторически сложившихся цеховых традиций и
правительственных регламентации, которыми, как паутиной, было опутано старое
английское сукноделие. В хлопчатобумажной промышленности Англии
в середине XVIII в. в полной мере господствовала свободная
конкуренция. Английская промышленная буржуазия в 1719 г. провела через
парламент специальный закон, запрещающий ввоз индийских
хлопчатобумажных тканей, что крайне благотворно отразилось на развитии
производства этих тканей в самой Англии.
Однако техника текстильного производства в первой трети XVIII в.
все еще оставалась на уровне мануфактурного периода. В прядении
господствовала самопрялка конца XVII в., в ткачестве — еще более
древний ручной ткацкий станок. Развивающаяся текстильная
промышленность постоянно испытывала острую необходимость в технических
усовершенствованиях, которые помогли бы увеличить выпуск дешевых
тканей, а также удешевили бы сам процесс их изготовления.
И в ответ на эту экономическую необходимость с начала 30-х годов
XVIII в. начинают появляться первые значительные, хотя практически
120

еще не совсем удобные для эксплуатации, изобретения в области
прядения и ткачества.
В 1733 г. английский рабочий-суконщик Джон Кей (1704—1774)
изобрел механический (самолетный) челнок (рис. 48), применение которого
намного подвинуло вперед технику ручного ткачества.
Кей предложил челнок-самолет для выработки широких тканей на
ткацком станке, обслуживавшемся одним человеком. В патенте, выданном
Кею, указывалось, что челнок был изобретен «для лучшего и более акку-
Рис. 47. Ручной ткацкий станок.
ратного тканья широкого сукна, саржи, парусного полотна и вообще
широких материй». Предложение Кея дало возможность
усовершенствовать очень трудоемкую операцию при ткачестве — ручную прокидку
челнока. Эта операция требовала много времени и быстро утомляла руки
ткача, замедляя при этом процесс ткачества.
Однако, несмотря на целый ряд преимуществ, челнок-самолет
внедрялся в производство очень медленно. Его применение встречало сильное
сопротивление ткачей, так как новый аппарат грозил резко сократить число
рабочих этой профессии. Челнок-самолет применялся до 60-х годов XVIII в.
почти исключительно в шерстяной (сукноделательной) промышленности.
В хлопчатобумажной промышленности челнок Кея стал вводиться лишь
к концу 60-х годов XVIII в.
Весьма типична для тех времен и судьба самого изобретателя. Джон
Кей ничего не получил от своего изобретения, кроме невзгод.
Предприниматели охотно воспользовались выгодным техническим
усовершенствованием; однако они абсолютно не считались с правами безвестного
изобретателя-рабочего. В 1747 г. во время бунта ткачей против машин в г. Бэри
его дом и мастерская, где он конструировал машины, были разгромлены.
Сам изобретатель едва успел бежать. В конце концов совершенно
разоренный и надломленный Джон Кей навсегда покинул Англию. Умер Кей
бедняком, в полной безвестности.
121

Первые рабочие машины
Процесс прядения, так же как и ткачество, насчитывает несколько
крупных технических усовершенствований. Важнейшим из них было
изобретение первой рабочей машины. Честь ее изобретения принадлежит
английскому плотнику и механику-самоучке Джону Уайатту (иногда
Уайет) (1700 — год смерти неизвестен).
»^*\»
jy^VW
Рис. 48. Схема устройства челнока-самолета Кея
(по патенту 1733 г.).
J — направляющие, 2 — блоки, 3 — пружина, 4 — рукоятка, 5 — челнок.
В 1733 г. Уайатт построил модель прядильной машины, на которой
«была выпрядена первая «хлопчатобумажная нить без помощи человеческих
пальцев».
У Уайатта не было денежных средств для постройки настоящей
машины. Поэтому он заключил соглашение с мелким предпринимателем Люисом
Паулем на эксплуатацию своего изобретения. В 1738 г. Паулем был взят
патент на первую прядильную рабочую машину.
Сущность нового изобретения в тексте патента была изложена
следующим образом: конец расчесанной ленты хлопка помещают «между двумя
валиками, или цилиндрами, которые вследствие своего вращательного
движения и пропорциональной скорости этого движения увлекают
подвергаемый прядению хлопок или шерсть. В то время как этот хлопок или
шерсть правильно проходят между обоими цилиндрами,
последовательный ряд других цилиндров, вращающихся со все большей скоростью,
вытягивает их в нить какой угодно тонины».
О первоначальной конструкции машины сохранилось очень мало
сведений, так как в патенте 1738 г. чертежи отсутствовали. Модель машины
также не сохранилась. Однако ясно, что машина Уайатта состояла уже,
как и всякая современная прядильная машина, из трех основных
частей: вытяжного, крутильного и наматывающего механизмов. Принции
вытягивания волокна цилиндрами, а не пальцами прядильщика,
предложенный Уайаттом, является тем качественно новым изобретением, которое
и совершило революцию в текстильной технике.
Вытяжной аппарат Уайатта состоял из нескольких пар валиков,
вращавшихся с различными скоростями и служивших для вытягивания
и утончения поступающего в механизм волокна, обеспечивая одновременно
выделку нескольких нитей на станке.
Изобретение вытяжного аппарата имело решающее значение при
переходе от ручной техники прядения к машинной. Вытяжной аппарат
заменил руку рабочего там, где она раньше непосредственно соприкасалась
«с предметом труда. Функцию руки человека стали исполнять механически
122

Однако,
действующие органы самой машины. Уайатт называл свое изобретение
машиной для того, «чтобы прясть без помощи пальцев».
Таким образом, он создал рабочую машину. В качестве
двигательной силы для своей машины Уайатт применил силу животного.
В последующие годы Уайатт и Пауль вместе работали над
улучшением своей прядильной машины. В 1758 г. они взяли новый патент на
усовершенствованную рабочую прядильную машину (рис. 49).
несмотря на огромные преимущества
прядильной машины Уайатта, в 30—40-х
годах XVIII в. она почти не оказала
влияния на технику текстильного производства.
В 1740 г. Пауль и Уайатт
организовали небольшую прядильню в Бирмингеме,
которая имела одну прядильную машину,
но вскоре принуждены были ее закрыть
из-за нехватки денежных средств. Затем
в 50-х годах в Нортгемптоне появилось
довольно обширное предприятие с пятью
рабочими прядильными машинами по 80
веретен каждая. Оно было организовано
родственником Пауля, которому он
продал право на эксплуатацию изобретения
Уайатта. Однако и эта прядильня также
довольно скоро закрылась.
Первая рабочая машина медленно
внедрялась в производство. Это происходило
главным образом потому, что она
требовала уже механического двигателя, тогда
•как мелкие мануфактурные и кустарные
мастерские, занимавшиеся прядением, не были приспособлены для
громоздкой двигательной установки.
Однако неудача, постигшая первые опыты применения изобретения
Уайатта, отнюдь не умаляет заслуг ее талантливого изобретателя.
К. Маркс считал, что, когда Уайатт возвестил о своей прядильной
машине, он вместе с тем возвестил и о промышленной революции XVIII в.
В 60-х годах XVIII в. в прядильном деле осуществляется целый ряд
новых блестящих технических изобретений.
Толчком к этим изобретениям послужил так называемый
«прядильный голод», который был вызван усовершенствованием ручного
ткацкого станка. С начала 60-х годов в хлопчатобумажной промышленности
стал применяться челнок-самолет Кея. Производительность ручного
станка, снабженного челноком-самолетом, увеличилась в два раза. Широкое
внедрение его в производство создало огромную диспропорцию между
ткачеством и прядением, где всецело господствовала старинная само-
арялка. Прядильщики не успевали обслуживать ткачей. Выпуск
хлопчатобумажных тканей замедлился.
«Прядильный голод» побудил капиталистов спешно искать технические
усовершенствования в прядильном деле. В 1761 г. «Общество поощрения
ремесел и мануфактур» объявило о назначении двух премий лицам, которые
сумеют усовершенствовать конструкции самопрялок таким образом, чтобы
новые машины ликвидировали острый недостаток пряжи и
происходящий отсюда «великий ущерб торговцу, фабриканту и нации вообще».
Одним из первых задачу машинного прядения в 60-х годах XVIII в.
решил ткач Джемс Харгривс (1720—1778). Он принадлежал к тем
одаренным людям, которых народ называет «мастерами на все руки». Кроме своей
Рис. 49. Прядильная машина
Пауля (по патенту 1785 г.).
123

основной профессии ткача он занимался еще плотничьим, кузнечным,
инструментальным делом, хорошо был знаком с механикой. В начале
60-х годов Харгривс работал на одной из крупных по тем временам
хлопчатобумажных мануфактур. Здесь, вероятно, ему и пришла мысль заняться
усовершенствованием самопрялки, так как в качестве ткача он, конечног
сталкивался непосредственно с затруднениями, которые возникали на
Рис. 50. Машина Харгривса «дженни».
производстве из-за нехватки пряжи. Харгривс создал в 1764 г. вторую
рабочую прядильную машину, назвав ее в честь дочери «дженни». Патент на
нее он получил в 1770 г. (рис. 50, 51).
Харгривс, так же как и Уайатт, разрешил задачу прядения на
нескольких веретенах без помощи человеческих пальцев. Однако по
технологическому процессу прядения машина Харгривса принципиально
отличалась от машины Уайатта и Пауля. Машина Харгривса была
ручной самопрялкой, но она имела рабочую часть — вытяжной аппарат.
На своем станке Харгривс расположил ряд катушек с намотанными
на них расчесанными лентами хлопка и соединил их с рядом веретен,
приводимых в действие от общего ручного привода. Между катушками с
волокнами (ровницами) и веретенами он поместил зажим. При помощи зажима
вытягивалась ровница. Затем она скручивалась вращающимися
веретенами. Число оборотов веретен было меньше, чем число оборотов катушек.
В результате нить не только скручивалась, но и наматывалась на катушки.
Руку прядильщика Харгривс в своей машине заменил зажимом, или
прессом, в котором одновременно можно было зажать не одну, а несколько
ровничных нитей. Сначала «дженни» имела 8 веретен, но вскоре их было
уже 18 .
Прядильная машина Харгривса благодаря простоте своей
конструкции, дешевизне изготовления и отсутствию механического двигателя
получила широкое распространение в мелкой промышленности того времени.
В 1788 г. в Англии уже насчитывалось 20 тыс. машин Харгривса,
рассеянных по мелким прядильным мастерским и домам деревенских
прядильщиков.
124

Вначале первые машины изготовлял на продажу сам изобретатель.
Однако в 1767 г. прядильщики, которым введение машин грозило потерей
заработка, ворвались в его дом и уничтожили все станки. Харгривс
переехал в другой город, где снова занялся производством и продажей
своих машин. Действительно, машины бойко распродавались по
предприятиям, но владельцы их вовсе не думали отчислять процент
со своих барышей в пользу
изобретателя «дженни». Судебный процесс,
который вел Харгривс против
хищнической эксплуатации его изобретения, не
привел ни к чему. В конце концов
изобретатель «дженни» совершенно
разорился, впал в нищету и умер в
работном доме в Ноттингеме.
Машина Харгривса имела
колоссальное значение для развития
техники капиталистического производства.
К. Маркс в «Капитале»
рассматривает прядильные машины, и в первую
очередь «дженни» Харгривса, как
классический тип рабочей машины. На
примере «дженни» он доказал, что
применение рабочих машин освободило
производственный процесс от узких
рамок, обусловленных ограниченностью
органов человека.
Однако машина «дженни» не могла
полностью удовлетворить всем
требованиям, предъявлявшимся технике
прядения. «Дженни» имела существенные
недостатки, причем главный из них
заключался в том, что на машине
Харгривса можно было производить
только тонкое прядение, т. е.
вырабатываемая на «дженни» пряжа не
обладала большой крепостью.
Механик Вуд, стремясь устранить
эти недостатки, внес некоторые
видоизменения в машину Харгривса. Он
перенес зажимный пресс с каретки на
неподвижную раму и установил
веретена на двигающуюся каретку. Таким
образом, лента (предмет труда) заняла
пассивное положение, а роль веретена
(рабочего инструмента) в машине была
активизирована. Вуд назвал свою
машину «билли». Она имела уже от 80 до
120 веретен (рис. 52).
В 1769 г. на прядильную машину особой конструкции взял свой
первый патент Ричард Аркрайт (1732—1792), вошедший в официальную
историю Англии как основатель хлопчатобумажной фабричной
промышленности. Он является одним из первых создателей
капиталистической фабричной системы.
Аркрайт создал новый тип прядильной машины, однако он не был ее
изобретателем. Это обстоятельство еще при жизни Аркрайта установило
Рис. 51. Схема действия машины
«дженни».
1—катушка, 2—зажим, з —
вертикальное веретено, 4 —шкив (а—д —
различные положения веретена).
125

даже буржуазное правосудие. Аркрайт занялся усовершенствованием?
прядильной машины лишь потому, что это в те времена сулило весьма
быстрый способ обогащения. Говоря об Аркрайте, К. Маркс писал: «Из всех
великих изобретателей XVIII века это был бесспорно величайший вор
чужих изобретений и самый низкий субъект»1.
Истинным творцом машины был механик Томас Хайс. Аркрайт,
случайно узнав принцип изобретенного Хайсом механизма, построил с
помощью наемных лиц машину и весьма успешно занялся ее практической/
Рис. 52. Машина Вуда «билли».
эксплуатацией. Получив патент, Аркрайт сумел добиться от правительства*
и некоторых богатых лиц материальной помощи для развития своего
дела. Он не только не потерпел краха в своих начинаниях, но повел дело
так, что оставил после себя наследство в 500 тыс. фунтов стерлингов.
Собственно говоря, ничего принципиально нового в конструкции
машины Хайса—Аркрайта не было. Это изобретение явилось лишь
удачным сочетанием вытяжного механизма машины Пауля—Уайатта с крутиль-
но-наматывающим аппаратом обыкновенной самопрялки. Однако именно
возрождение забытого метода вытяжки пряжи при помощи вращающихся
цилиндров, приводимых в движение механической силой, обеспечило
мажиые в 60-х годах XVIII в. ведущую роль в хлопчатобумажном
производстве.
С самого начала машина Аркрайта (так же как и машины Пауля
и Уайатта) была рассчитана на механическую движущую силу. Такой
механической силой явилось в данном случае водяное колесо, поэтому
машина получила название водяной машины, или ватермашины.
Применявшиеся с успехом в промышленности ватермашина Аркрайта
и «дженни» Харгривса нуждались в усовершенствованиях. Ватерная
машина давала пряжу, пригодную лишь для изготовления грубых
хлопчатобумажных материй, а «дженни» — весьма тонкую, но очень
непрочную пряжу.
Дальнейшее очень значительное усовершенствование прядильной
машины связано с именем ткача Самуэля Кромптона (1753—1827). В период
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 429 (примечание).
126

с 1774 по 1779 г. Кромптон сконструировал станок, в котором соединил
вытягивающие валики машины Аркрайта и веретенную каретку машины
«билли». В станке было вначале 400, а впоследствии 900 веретен. Свою
машину Кромптон назвал «мюль-машиной» (рис. 53). Усовершенствование
Кромптона дало возможность вырабатывать чрезвычайно тонкую и
арочную пряжу.
В России в 60-х годах XVIII в. также наблюдался прогресс в области
техники прядения. В 1760 г. русский механик Родион Глинков построил
Рис. 53. Схема устройства прядильной машины
Кромптона.
1 — ведущий шкив, 2, 3 — ведомые шкивы, 4 — каретка,
о — система канатов и блоков, 6 — барабан, 7 — веретена^
8 — валик, 9 — рычаг, ю — катушки, и — нить.
30-веретенную машину для прядения льна, приводимую в действие
водяным колесом (рис. 54). Несмотря на то что машина Глинков а не
была рабочей машиной, т. е. в ней не было механизма, способного заменить
руку прядильщика, все же она имела ряд весьма ценных технических
усовершенствований. Например, Глинков механизировал мотальный
аппарат, благодаря которому осуществлялся принцип непрерывной перемотки,
отсутствовавший даже в машине Харгривса.
Производительность прядильной машины Глинкова в 5 раз превышала
производительность самопрялок, применявшихся тогда в России. Однако
изобретения Глинкова не нашли себе применения в России XVIII в. В
условиях царской России, при господстве крепостнических отношений, очень
часто даже важные изобретения не играли никакой роли в развитии
техники.
Значение работ Родиона Глинкова, создавшего машину для прядения
п чесания льна, станет ясным, если вспомнить, что механизация льнопряде-
127

ния в то время сильно отставала от механизации прядения хлопка
в силу специфических особенностей льняного волокна. Важность
изобретения способов прядения льна подчеркнута французским правительством,
которое в 1810 г. назначило большую премию за изобретение машины
для механического прядения льна. В Европе такая машина была
создана французом Жираром лишь в 1811—1818 гг.
Завершающим моментом развития рабочих прядильных машин в
эпоху промышленного переворота является изобретение английским механи-
Ы Ш бй -Щ Ы Ш
Рис. 54. Машина Р. Глиякова.
Чертеж из привилегии)
ком Ричардом Робертсом в 1825—1830 гг. так называемого сельфактора,
пли автоматической мюль-машины.
Машина Кромптона требовала значительного искусства рабочего-
прядильщика, так как регулировка скорости вращения веретена при
намотке пряжи производилась в ней вручную. Роберте снабдил машину
Кромптона самодействующим прибором-квадрантом, который
автоматически регулировал скорость вращения веретеца при намотке спряденной
нити. Таким образом, сельфактор, т. е. автоматически действующая
рабочая машина, заменил труд высококвалифицированных прядильщиков.
В течение 30-х годов XIX в. сельфактор Робертса был
усовершенствован. Особенно существенные изменения в автоматическую прядильную
машину внес Джемс Смит (1834 г.). В машине Смита все операции, за
исключением некоторых второстепенных, производились совершенно
автоматически. Основные технологические принципы этой машины использовались
вплоть до начала XX в.
Вместе с механизацией основных процессов в прядильном деле шла
механизация и подготовительных процессов. В 1775 г. Аркрайт получил
патент на приспособления, при помощи которых механизировались почти
все подготовительные процессы прядения хлопка. Главнейшими из них
были кардочесальная машина, питающий прибор для подвода материала
к рабочим органам машины, съемный гребень, а также воронка для снятия
прочесанной ватки хлопка. Проблема очистки хлопка-сырца от семян была
разрешена американцем ЭлиУитни (1765—1825), который изобрел в 1793 г.
специальную хлопкоочистительную машину, названную «хлопковым
джином». Эта машина быстро получила большое распространение как
в Америке, так и в Европе, почти совершенно вытеснив в начале XIX в.
ручной труд при очистке хлопка.
128

Шй Ножная прялка
ст~оо 1
Машина Билли -Вуда
Ч^8-8-$
1773г.
|3f Ватерная машина
<ш Дрираита
Мнльмашин а Крамптона
Иолъцедой Ватер
Дженкса
Сельфактор РоВертса
Рис, 55, Схема развития прядильной машины.

Переход к механическому ткачеству как результат
революционизирующего влияния рабочих прядильных машин
В результате широкого применения прядильных машин
«прядильный голод» был ликвидирован. Однако теперь в текстильной
промышленности возникло несоответствие между механическим прядением
и примитивными средствами ручного
ткачества. Ткачи не успевали
перерабатывать пряжу, которая готовилась на
прядильных машинах. По выражению
Маркса, «...машинное прядение
выдвинуло необходимость машинного
ткачества...»1
Еще в период мануфактуры
француз де-Женн в 1678 г. изобрел первый
механический ткацкий станок,
приводившийся в действие гидравлическим
двигателем. В 1745 г. французский
механик Вокансон сконструировал один
из первых механических ткацких
станков, также приводившийся в движение
гидравлическим двигателем. Однако эти
механические ткацкие станки были еще
Рис. 56. Первый механический очень несовершенны, а двигательная
ткацкий станок Картрайта. сила их была слишком неудобна для
(Чертеж из патента 1785 г.) ПрИМИТИВНОЙ ТвХНИКИ ТвКСТИЛЬНОЙ Про-
мышленности XVIII в. Поэтому к
моменту промышленной революции в Англии был широко распространен
только ручной ткацкий станок, который после внедрения прядильных
рабочих машин уже не удовлетворял нужды развивающейся текстильной
промышленности.
В 1785 г. англичанин Эдмунд Картрайт (1743—1823) изобрел
механический ткацкий станок. Вначале его конструкция была весьма
примитивна, поэтому над усовершенствованием своего станка Картрайт работал до
конца XVIII в. Только в 1792 г. был создан легко управляемый
механический ткацкий станок, удовлетворяюший требованиям, предъявлявшимся
в то время к ткачеству (рис. 56—57). Картрайт в своем станке достиг
полной механизации всех основных операций ручного ткачества: прокидкй
челнока, подъема ремизного аппарата, пробоя бердом уточной нити,
сматывания запасных нитей основы, удаления готовой ткани и шлихтования
основы.
В первой четверти XIX в. над усовершенствованием ткацкого станка
работали и многие другие изобретатели. Во Франции в 1804 г. Жаккар
(1752—-1834) изобрел ткацкую машину для узорчатого тканья. Станок
Жаккара давал ткань с разнообразными красочными узорами; станок имел
набор ниток различных цветов.
В начале XIX в. в связи с усложнявшейся конструкцией ткацких
станков некоторые их части начали делать из металла. С 1803 по 1813 г.
англичанин Хоррокс получает ряд патентов на ткацкие станки с железной
станиной. Эти станки имели преимущества по сравнению с деревянными:
меньше изнашивались при работе и занимали немного места. В начале
XIX в. были механизированы и некоторые вспомогательные операции
ткачества, появились шлихтовальные и другие машины.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 389.
130

С конца 80-х годов XVIII в. распространение ткацких машин идет
быстрыми темпами. В 1787 г. Картрайт основал первую механическую
ткацкую фабрику с двадцатью станками. К 20-м годам XIX в. в Англии
и Шотландии уже насчитывалось 14 150 паровых ткацких станков.
К 1829 г. число их дошло до 55 500, а в 1834 г. в Англии и Шотландии
было уже около 100 000 ткацких станков.
Рис. 57. Второй механический ткацкий станок Картрайта.
(Чертеж из патента 1786 г.)
С внедрением ткацких машин в производство ткацкие фабрики стали
успешно справляться с переработкой пряжи, которую поставляли им
машинизированные прядильни. Отставание ткачества от прядения, таким
образом, в начале XIX в. было полностью преодолено. Переворот в способе
изготовления тканей сделал необходимым развитие таких смежных с
текстильной промышленностью отраслей, как белильное, ситцепечатное и
красильное производство. Прежде всего изменилась техника отбелки и
крашения. Здесь стали применяться искусственные красители, бьыш открыты
новые вещества для отбелки тканей. В конце XVIII в. химия дала ряд
рецептов красителей для тканей с использованием преимущественно еще
естественных красителей.
В 1785 г. известный французский химик Бертолле (1748—1822)
предложил способ беления тканей незадолго перед тем открытым веществом —
хлором. В 1798 г. английский химик С. Теннант (1761—1815) открыл новый
способ приготовления белильной извести, который в начале XIX в. стал
господствующим в практике обработки тканей.
Под непосредственным влиянием развития технологии обработки
тканей начали развиваться такие отрасли химической промышленности,
как производство соды, серной и соляной кислот.
Создание фабричной системы. Борьба рабочих
против машин
Приблизительно к 40-м годам XIX в. техническое перевооружение
текстильной промышленности в Англии было в основном завершено.
Прямым следствием промышленной революции явилось почти полное
131

вытесненде ручного труда машинным. На смену мануфактуре как
господствующей форме организации производства пришла фабрика. Дальнейшее
техническое развитие текстильной промышленности шло, с одной стороны,
по линии усовершенствования главных рабочих машин и вспомогательных
механизмов, с другой — по линии роста и усложнения всей совокупности
Рис. 58. Прядильный цех.
машин. Простая кооперация машин с половины XIX в. начинает
переходить в расчлененную систему машин.
Применение механической, а не мускульной двигательной силы при
работе на новых прядильных машинах стимулировало развитие фабричной
системы. В то время она уже существовала в эмбриональной форме —
сразу же после изобретения Харгривса «некоторые капиталисты стали
устанавливать дженни в больших зданиях и приводить их в движение силой
воды»1.
Первой английской фабрикой в собственном смысле слова была
прядильня, организованная Аркрайтом в 1771 г. в Кромфорде на берегу реки
Дервент. Прядильня превосходила своими размерами все предприятия
этого типа. В ней был установлен мощный двигатель — водяное колесо,
способное работать круглый год, так как река не замерзала. Кромфорд-
ская фабрика, таким образом, имела уже полную совокупность машин,
состоящую из машины-двигателя, передаточного механизма и орудий
машин. Затем Аркрайт начал организовывать предприятия типа Кромфорд-
ской фабрики по всему Ланкаширу. Фабричная система распространилась
по всей стране, переходя и в другие области производства. В 1788 г. в
Ланкашире насчитывалось свыше 40 прядилен с механическим оборудованием.
Фабрики обычно размещались у рек, водная энергия которых
использовалась в качестве дешевой двигательной силы, а также вблизи торговых
портов.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 2, стр. 247.
132

К концу 80-х годов XVIII в. хлопчатобумажное производство Англии
прочно вступило на путь машинной индустрии. Большинство фабрик
возникло в период 1775—1780 гг.
Изобретение первых рабочих машин и создание фабричной системы
вызвали резкое ухудшение положения трудящихся, и в первую очередь
английского рабочего класса. Машина в условиях капитализма
становится одним из средств эксплуатации и угнетения, усиливает
безработицу, сопровождающуюся резким снижением уровня жизни рабочего
класса.
Прялка «дженни», приводимая в движение одним рабочим,
производила примерно в 6 раз больше пряжи, чем обычная прялка, и,
следовательно, каждая новая «дженни» оставляла без работы 5 прядильщиков.
Ватер-машина, на которой работал только один человек, производила
еще больше, чем прялка «дженни». Поэтому она лишала заработка
еще большее число рабочих. Мюль-машина требовала еще меньше рабочих
сравнительно с количеством производимого продукта, и поэтому ее
введение намного уменьшало число занятых рабочих рук.
Введение паровых ткацких машин сопровождалось исчезновением
огромного слоя рабочих, работавших на ручных ткацких станках. Из
800 тыс. ткачей, работавших в Англии в начале XIX в. на ручных станках,
в 1834 г. оставалось лишь около 200 тыс. «Всемирная история,— говорил
К. Маркс,—не дает более ужасающего зрелища, чем медленная,
затянувшаяся на десятилетия и завершившаяся, наконец, в 1838 г. гибель
английских хлопчатобумажных ткачей. Многие из них умерли голодной
смертью, многие долго влачили существование со своими семьями на
21/2 п. в день»1.
Начало фабричного производства в Англии сопровождалось
массовыми движениями рабочих против машин. «Средство труда, выступив как
машина, тотчас же становится конкурентом самого рабочего»,—
указывает К. Маркс. Поэтому с введением машин рабочий начинает бороться
против самого средства труда, т. е. машин, этой материальной формы
существования капитала.
В 80-х годах XVIII в. и всю первую четверть XIX в. развернулось
массовое движение против машин — луддитское движение (его
организатором был рабочий Джон Лудд). Рабочие жгли и громили фабрики,
ломали и портили машины, избивали и убивали инженеров и
изобретателей, вводивших на предприятиях машинную технику. Сам Аркрайт
вынужден был неоднократно защищать от луддитов ту или иную свою
фабрику с оружием в руках. В конце концов капиталисты начали
безоговорочно применять проведенный через парламент еще в 1769 г. закон,
каравший смертной казнью всякое выступление против машин.
Движение против машин было выражением протеста еще незрелого рабочего
движения против пагубных последствий капиталистического применения
машинной техники. Рабочему классу понадобились известное время
и опыт для осознания того, что его угнетение и нищета происходят
не от самих машин, а от их капиталистического применения.
Однако машина в капиталистических условиях действует не только
как непреодолимый конкурент, постоянно готовый сделать наемного
рабочего «излишним». Капиталисты использовали машины и для прямого
наступления на рабочий класс. Машина становится самым мощным
орудием для подавления периодических возмущений рабочих, забастовок
и т. п., направленных против власти капитала. Значительное
количество изобретений было вызвано к жизни непосредственно интересами
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 436.
133

классовой борьбы капиталистов против рабочих, стремлением
капиталистов путем сокращения числа рабочих и применения менее
квалифицированной рабочей силы сломить сопротивление рабочих гнету
капитала. Так, например, автоматические прядильные машины
(сельфакторы) стали внедряться в результате борьбы предпринимателей с
прядильщиками, требовавшими улучшения условий труда. Изобретение
машин для многокрасочного печатания тканей было также связано с
наступлением капиталистов на рабочий класс. «Можно было бы
написать целую историю таких изобретений с 1830 г., которые были
вызваны к жизни исключительно как боевые средства капитала против
возмущений рабочих»,— отмечал К. Маркс1.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 441.

ГЛАВА VII
СОЗДАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО
ДВИГАТЕЛЯ
II Ш Технико-экономические предпосылки изобретения
Н^ универсального теплового двигателя
И Ш торой этап промышленной революции связан с изобретением
ШтЖ и широким применением универсального теплового двигателя —
паровой машины. К. Маркс писал, что «именно создание рабочих машин
сделало необходимой революцию в паровой машине»1.
Действительно, после того как инструмент перешел из рук рабочего
к машине, создалась возможность неограниченно увеличить количество
одновременно действующих механизмов. Увеличение же размеров рабочей
машины потребовало более мощного двигателя.
Еще в мануфактурный период мускульная сила человека была не
единственной, применявшейся в производстве. Наряду с ней
использовалась сила животных, а также сила ветра и воды. Однако все эти
виды энергии не могли удовлетворить фабричное производство.
Животные использовались лишь на некоторых работах. Ветер в качестве
двигательной силы был неудобен из-за непостоянства и
невозможности строгого контроля за ним. Наиболее широко в фабричном
производстве использовалась сила воды, имевшая также ряд
существенных недостатков. Источники водной энергии не всегда были
расположены в нужных местах, они зависели от времени года, погоды и других
условий.
На первых хлопчатобумажных фабриках применялся гидравлический
двигатель. Машины прядильни Аркрайта с самого начала приводились
в движение водой. Но скоро стало ясно, что гидравлический двигатель,
несмотря на все попытки его усовершенствовать, оказался непригодным
для фабричной промышленности.
Между тем с конца 60-х годов XVIII в. зарождающаяся фабричная
система настоятельно требовала создания совершенно нового по своему
типу мощного двигателя, универсального по техническому применению
и находящегося всецело под контролем человека. Такой двигатель должен
был освободить промышленность от обязательной привязанности к
природным источникам энергии, т. е. дать возможность концентрировать
производство в любом месте.
Двигателем, удовлетворяющим всем этим условиям, и явилась
паровая машина двойного действия, изобретение и распространение
которой составило основное содержание второго этапа промышленной
революции.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 381.
135

Пароатмосферные машины как последняя ступень перехода
к универсальному тепловому двигателю
Способность пара производить механическую работу давно была
известна человеку. Начиная с глубокой древности появляется целый ряд
механизмов, основанных на использовании силы пара. Известно, что еще
Герон Александрийский применил пар для движения аппарата специальной
Рис. 69. Схема пароатмо- Рис. 60. Схема парового
сферяой машины Папеяа. насоса Сэвери.
конструкции. Леонардо да Винчи оставил описание паровой машины,
которая, по его словам, была изобретена Архимедом.
Атмосферное давление как источник двигательной силы обращало на
себя внимание многих ученых и изобретателей, особенно после опытов
немецкого физика Отто фон Герике с так называемыми «магдебургскими
полушариями», из которых был выкачан воздух (1650 г.).
Большое значение имело творчество французского физика Дени
Папена (1647—1714 или 1712), изобретателя парового котла и
предохранительного клапана1. Он первым в 1690 г. правильно описал пароатмосфер-
ный цикл, в котором использовалось атмосферное давление (рис. 59).
Сущность нароатмосферного цикла заключалась в следующем. В цилиндр
(1) наливалась вода, до уровня которой опускался поршень (4). Подогревая
воду, получали пар, поднимавший поршень до верхнего положения. Затем
упоркой (3) заклинивался шток (2); огонь убирался и цилиндр поливался
водой. В результате создавались конденсация пара и безвоздушное
пространство. Когда убиралась упорка, то поршень под давлением
атмосферы опускался, что и позволяло поднимать груз на определенную
высоту.
Впервые практически решил эту проблему англичанин Т. Сэвери
(1650—1715), создав машину, предназначенную для откачки воды из шахт.
Паровой насос «Друг рудокопов» (рис. 60) — так называлась машина
Д. Папен работал главным образом в Англии.
136

Сэвери (патент на нее был получен изобретателем в 1698 г.) — состоял
из котла (2) и сосуда (1). Они соединялись между собой трубой (3),
имевшей кран (4). Пар, поступая из котла в сосуд, вытеснял оттуда
воздух через всасывающую трубу. Затем закрывался кран (4), а сосуд
обливался холодной водой из бачка, в результате чего пар
конденсировался. Под давлением атмосферы вода по всасывающей трубе поднималась
в сосуд (1). Открывая опять кран (4), подавали в сосуд пар, который
выталкивал воду по
нагнетающей трубе (5) на
поверхность. Затем все
операции повторяли вновь.
Новое в машине Сэвери
по сравнению с паровым
котлом Папена
заключалось в том, что у Сэвери
паровой котел был отделен
от рабочего пространства.
Но работа пара и его
конденсация по-преяшему
происходили в одном и том же
сосуде. Машина Сэвери
была крайне неэкономична,
ибо попеременное
нагревание и охлаждение одного
и того же сосуда требовали
большого количества
топлива. Она расходовала до
80 кг угля на 1 л. с. в час.
Эта машина
обладала рядом серьезных
недостатков. Глубина
всасывания в ней не превышала
10 м, т. е. высоты,
соответствующей
атмосферному давлению. Высота подачи воды в машине достигала 30 м, что
определялось давлением пара, которое по условиям прочности котла не
могло превышать 3 атмосфер. Для откачивания воды с большей глубины
нужно было ставить несколько машин одну над другой. Насос был
опасен в работе из-за частых взрывов.
Но машины Сэвери все же довольно широко применялись на
протяжении всего XVIII в. как в Англии, так и в других странах. В 1707 г. одна
из машин Сэвери была приобретена Петром I и установлена в Петербурге
в Летнем саду для приведения в действие фонтанов.
Дальнейший шаг вперед в деле совершенствования паровых машин
сделал английский кузнец Томас Ныокомен (1663—1729), который в 1711 г.
для привода шахтных насосов предложил использовать свою конструкцию
пароатмосферной машины.
Принцип работы машины Ньюкомена состоял в следующем (рис. 61).
Внутри цилиндра (2) двигался поршень (3), связанный с одним концом
балансира (8). Другой конец балансира был соединен со штангами
водоотливного насоса (И). Поступающий из котла (1) в цилиндр пар, для чего
открывали кран (4), поднимал поршень, который уравновешивался
собственным весом насосной штанги и добавочного груза (10). Затем для
конденсации пара в цилиндр из резервуара (5) через кран (6) впрыскивалась
холодная вода. Атмосферное давление обеспечивало движение поршня
Рис. 61. Схема пароатмосферной машины Ныокомеяа.
137

вниз и, соответственно, подъем насосных штанг (откачку воды).
Сконденсировавшийся пар вместе с охлаждающей его водой удалялись из цилиндра
по трубе (7). Излишний пар из котла выходил через
предохранительный клапан (9).
Мощность пароатмосферной машины Ньюкомена составляла 8 л. с.
Она обеспечивала подъем воды с глубины 80 м. Хотя в насосе Ньюкомена
котел был отделен от парового цилиндра, однако он нес все же
двойную функцию, т. е. рабочий цилиндр был в то же время и конденсатором.
Чередование охлаждения цилиндра холодной водой и нагревание его
горячим паром по-прежнему требовали огромного количества топлива. Машина
расходовала в час на 1 л. с. около 25 кг угля1.
Много важных усовершенствований в пароатмосферную машину
примерно в 1772 г. внес инженер Смитон. Не меняя основного принципа ее
действия, он рассчитал правильное соотношение между размерами частей
машины. Это способствовало лучшему изготовлению машины. Кроме того,
Смитон сделал более целесообразной конструкцию отдельных частей
машины.
Машины Ньюкомена получили в XVIII в. довольно широкое
распространение в Англии, Франции, Германии. Они работали главным образом
в горной промышленности; иногда применялись в качестве машин для
снабжения водой водопроводов больших городов. В 1722 г. шесть таких машин
были установлены на рудниках Банской Штявницы в Словакии. В 1728 г.
шведский механик М. Тривальд построил пароатмосферную машину
в Швеции. В 1750 г. машины Ньюкомена появились в Америке и были там
усов ершенств ов аны.
В России первая пароатмосферная машина Ньюкомена была
установлена в 1772 г. в Кронштадте для откачки воды из дока.
Несмотря на довольно широкое практическое применение, машина
Ньюкомена, как и вообще всякая пароатмосферная машина, не могла
удовлетворить потребность промышленности в мощном универсальном
двигателе. Она была громоздка, имела неравномерный ход, потребляла
слишком много топлива. О пароатмосферных машинах не без
основания говорили, что для их изготовления нужен железный рудник, а для
обслуживания — угольная копь. Поэтому они служили лишь
узкоспециальным целям (например, для подъема воды или соляного раствора)
и совершенно не годились для роли универсального двигателя машинной
индустрии.
Между тем к 60-м годам XVIII в. в интересах развития промышленного
производства отчетливо вырисовывалась потребность в более совершенном
двигателе.
Первый тепловой двигатель универсального
назначения И. И, Ползунова
Первый универсальный тепловой двигатель был изобретен в России
в 60-х годах XVIII в. выдающимся русским теплотехником Иваном
Ивановичем Ползу новым (1729—1766).
Ползунов был знаком с описанием машин Сэвери и Ньюкомена, а также
с работами М. В. Ломоносова по теплотехнике. В результате своих иссле-
1 Ныокомеи не смог получить на свое изобретение патента, так как ранее
выданный патент Сэвери был составлен таким образом, что закрепил за собой любые
возможности использования водяного пара. Поэтому Ныокомен и его помощник Д. Коули
вынуждены были войти в компанию с Сэвери.
138

дований И. И. Ползунов в 1763 г. разработал проект создания «огнедей-
ствующей машины для заводских нужд». Он предполагал построить
двухцилиндровую пароатмосферную машину (рис. 62). По проекту Ползунова
пар из котла (1) подавался в один, скажем, левый цилиндр (2), где
поднимал поршень (3) до крайнего верхнего положения. Затем из резервуара
в цилиндр впрыскивалась струя холодной воды (4), что приводило к
конденсации пара. В результате
давления атмосферы на поршень он
опускался, в то время как в правом
цилиндре в результате давления пара
поршень поднимался. Водо-парорас-
пределение в машине Ползунова
осуществлялось специальным
автоматическим устройством (5).
Непрерывное рабочее усилие от поршней
машины передавалось на шкив (6),
насаженный на вал, с которого
движение передавалось водо-парораспре-
делительному устройству,
питательному насосу, а также рабочему
валу, от которого приводились в
движение воздуходувные меха.
И. И. Ползунов уже в первом
проекте паровой машины (1763 г.)
четко сформулировал задачу
создания именно универсального
теплового двигателя. В своей докладной
записке об «огнедействующей
машине» от 26 апреля 1763 г. Ползунов,
по собственным его словам, хотел
«...сложением огненной машины во-
Рис 62. Схема теплового двигателя
И. И. Ползунова (по проекту 1763 г.).
дяное руководство пресечь и его, для
сих случаев, вовсе уничтожить, а вместо плотин за движимое основание
завода ее учредить так, чтобы она была в состоянии все наложенные
на себя тягости, каковы к раздуванию огня обычно к заводам бывают
потребны, носить и, по воле нашей, что будет потребно, исправлять».
И далее он писал: «Дабы сей славы (если силы допустят) Отечеству
достигнуть и чтоб то во всенародную пользу, по причине большого
познания о употреблении вещей, поныне не весьма знакомых (по примеру
наук прочих), в обычай ввести».
С большими трудностями, так как средств для сооружения машины
было отпущено недостаточно, Ползунов с помощью нескольких учеников
приступил в 1764 г. к созданию своей машины, и в 1765 г. она была
построена. Следует отметить, что эта машина существенно отличалась от первого
проекта Ползунова. Построенная машина решала лишь частную задачу:
был сконструирован привод для нескольких печей и обеспечен малый
расход топлива.
Ползунову не удалось дожить до пуска машины. Надорванный
непосильной работой, он в мае 1766 г. умер от скоротечной чахотки.
Пуск машины был осуществлен лишь в августе 1766 г. Машина
проработала около двух месяцев, показав свою эффективность: за 43 дня работы
она принесла около 12 тыс. руб. прибыли. Но в ноябре 1766 г. котел
дал течь. Машину остановили, а через несколько лет она была сломана
и забыта.
139

Изобретение практически пригодного универсального
теплового двигателя. Работы Джемса Уатта
Универсальный паровой двигатель, пригодный для практической
эксплуатации, был изобретен английским теплотехником Джемсом Уаттом
(1736—1819). Работу над паровыми машинами Уатт начал с 1764 г., когда
ему поручили исправить модель пароатмосферной машины Ньюкомена.
Он обратил внимание на большой непроизводительный расход пара, а
следовательно, и топлива в машине. Исследуя причину этого явления, Уатт
пришел к выводу, что хорошая
работа атмосферной машины зависит от
выполнения двух условий: во-первых,
для получения сильного разряжения
под поршнем надо производить в
цилиндре возможно более полную
конденсацию пара, а для этого как можно
сильнее охлаждать цилиндр; во-вторых,
чтобы избежать непроизводительных
потерь пара, надо его впускать для
последующего хода поршня из котла в
неохлажденный, горячий цилиндр.
Выполнить эти два условия одновременно
вначале представлялось технически
невозможным.
Проведя целый ряд глубоких
исследований и опытов, Уатт наконец
разрешил эту сложную техническую
задачу: он предложил производить
конденсацию пара в отдельном
резервуаре—конденсаторе, сообщающемся с
цилиндром.
тг Л. Изобретение конденсатора — важ-
Джемс Уатт. г Л7 г
^ неишее открытие Уатта первого
периода его творчества. Патент на это
изобретение Уатт получил в 1769 г. В заявке на патент он определил
свое изобретение как «новый метод уменьшения расхода пара, а
следовательно, и топлива в огненных машинах».
Таким образом, была найдена правильная идея усовершенствования
паровой машины. Но надо было перейти к практическому осуществлению
этой идеи. На это Уатту пришлось потратить много лет упорного труда
и тяжелой борьбы с бесконечным множеством препятствий и затруднений.
Изготовление крупных машин стоило больших средств, а собственные
средства Уатта были совершенно ничтожны. Приходилось прибегать к
фабрикантам и промышленникам с унизительными просьбами о
финансировании постройки новой машины.
В поисках средств для сооружения своего двигателя Уатт стал мечтать
о выгодной работе за пределами Англии. В начале 70-х годовой заявил
друзьям, что «ему надоело отечество», и серьезно повел разговоры о
переезде в Россию. Русское правительство предложило английскому
инженеру «занятие, сообразное с его вкусом и познаниями» и с ежегодным
жалованьем в 1000 фунтов стерлингов.
Отъезду Уатта в Россию помешал контракт, который он заключил
в 1772 г. с капиталистом Болтоном, владельцем машиностроительного
предприятия в г. Сохо близ Бирмингема. Болтон давно знал об изобретении
новой, «огненной», машины, но колебался субсидировать ее постройку,
140

сомневаясь в практической ценности машины. Заключить договор с Уаттом
он поторопился лишь тогда, когда возникла реальная угроза отъезда
изобретателя в Россию.
Договор, связавший Уатта с Болтоном, оказался весьма
действенным. Болтон показал себя умным и дальновидным человеком. Он не
поскупился на расходы по сооружению машины. Болтон понял, что
гений Уатта,
освобожденный от мелочной,
изнурительной заботы о куске
хлеба, развернется в
полную мощь и обогатит
предприимчивого
капиталиста. Кроме того, сам
Болтон был крупным
инженером-механиком.
Технические идеи Уатта
увлекли и его.
Завод в Сохо славился
первоклассным по тем
временам оборудованием,
имел кв а л ифицир ов анные
рабочие кадры. Поэтому
Уатт с восторгом принял
предложение Болтона
наладить на заводе
производство паровых машин
новой конструкции. С
начала 70-х годов и до конца
своей жизни Уатт
оставался главным механиком
завода. На заводе в Сохо
в конце 1774 г. была
построена первая машина
двойного действия.
Уатт был
неудовлетворен своей первой паровой
машиной и сразу начал
работать над ее
усовершенствованием. В 1777 г. Уатт для дальнейшего повышения
экономичности машины предложил применять отсечку и расширение пара.
Машина Уатта первоначальной конструкции значительно удешевила
получение механической энергии преимущественно для нужд горной
промышленности. Она очень быстро нашла себе применение в рудниках
и шахтах, совершенно вытеснив машину Ныокомена. Введение новых
паровых машин на три четверти сокращало расход угля. Особенно
большой интерес к машинам Уатта был проявлен со стороны хозяев медных
рудников в Корнваллисе. Завод в Сохо к 1780 г. изготовил 40
паровых машин, половина из которых предназначалась для копей в
Корнваллисе.
Однако, как и ранее изобретенные пароатмосферные машины, паровая
машина двойного действия не была пригодна для роли универсального
двигателя, она была применима лишь для подъема воды из шахт. Машину
можно было использовать на водокачках в городах, а также для
дриведения в движение воздуходувных машин, так как в этих случаях
движение рабочих органов машины было прямолинейно-качательным.
Рис. 63. Схема машины Д. Уатта,
построенной в 1775 г.
141

Для ее использования на промышленных предприятиях нужно
было иметь вал с насаженным на него колесом, вращающимся
непрерывно, от которого можно было бы передать работу машинам-орудиям
посредством ременной передачи. Необходимость именно в двигателях
универсального применения чувствовалась в английской промышленности
все больше и больше. На завод в Сохо приходили письма от
предпринимателей самых различных отраслей промышленности с просьбами изго-
Рис. 64. Схема машины двойного действия Д. Уатта.
товить паровые машины новой системы, предназначенные не только для
откачки воды, но и для приведения в движение станков в мастерских.
С 1778 г. Уатт начинает работать над изобретением машин с
непрерывным вращательным движением. В результате была создана машина
двойного действия, которая и явилась универсальным тепловым
двигателем. Патент на эту машину он получил в 1784 г. (рис. 64).
Принцип действия машины заключался в том, что пар из котла
поступал через золотник в цилиндр. Золотник позволял подавать пар то с одной
стороны поршня, то с другой, создавая тем самым необходимое давление
на поршень.
Таким образом, основные элементы универсальной паровой машины
складывались постепенно. Важнейшие нововведения, которые внес Уатт
в машину двойного действия, сводятся к следующему:
1. В отличие от первой пароатмосферной машины 1769 г. в машине,
запатентованной в 1784 г., был применен принцип двойного действия,,
т. е. пар попеременно действовал то на одну, то на другую сторону поршня.
Ш

2. Для подачи пара в разные полости цилиндра он использовал
специальное приспособление — золотник.
3. Для выравнивания вращательного движения Уатт применил
маховое колесо.
4. Для преобразования в балансирной машине качательного
движения поршня в непрерывное Уатт изобрел специальный механизм,
обеспечивающий прямолинейность движения штока поршня, связанного с одним
концом балансира (так называемый параллелограмм Уатта), а также
несколько способов преобразования прямолинейного движения во
вращательное движение.
Поскольку Уатт для получения вращательного движения не мог
в своей машине применить шатунно-кривошипный механизм (на такую
передачу был взят охранный патент французским изобретателем Пикаром),
он в 1781 г. взял патент на пять способов преобразования качательного
движения в непрерывновращательное. Вначале для этой цели он применял
планетарное, или солнечное, колесо.
Одним из важных механизмов в паровой машине двойного действия
был механический центробежный регулятор, который при помощи
специальной дроссельной заслонки в паропроводящей трубе регулировал
поступление пара в машину.
В середине 80-х годов XVIII в. конструкция паровой машины была
окончательно разработана, и паровая машина двойного действия стала
универсальным тепловым двигателем, нашедшим широкое применение
почти во всех отраслях хозяйства многих стран.
Революционизирующее влияние парового двигателя
двойного действия на развитие техники
К. Маркс придавал исключительно большое значение тепловому
двигателю Уатта. Он видел в нем основную причину дальнейшего прогресса
машинной индустрии.
«Только с изобретением второй машины Уатта,— писал К. Маркс,—
так называемой паровой машины двойного действия, был найден
первичный двигатель, который, потребляя уголь и воду, сам производит
двигательную силу и мощность которого находится всецело под контролем
человека; двигатель, который подвижен и сам является средством
передвижения, который, будучи городским, а не сельским, как водяное колесо,
позволяет концентрировать производство в городах, вместо того чтобы
рассеивать его в деревне; двигатель, универсальный по своему
техническому применению и сравнительно мало зависящий в своем
местопребывании от тех или иных локальных условий. Великий гений Уатта
обнаруживается в том, что патент, взятый им в апреле 1784 г., давая описание
паровой машины, изображает ее не как изобретение лишь для особых
целей, но как универсальный двигатель крупной промышленности. Он
упоминает здесь о применениях, из которых некоторые, как, напр.,
паровой молот, введены лишь более чем через полвека. Однако он сомневался
в применимости паровой машины к морскому судоходству. Его преемники,
Болтон и Уатт, выставили на лондонской промышленной выставке 1851 г.
колоссальнейшую паровую машину для океанских пароходов»1.
Так завершилась многовековая работа ученых, инженеров и
механиков разных стран над задачей использования силы пара. Уатт сделал
большой вклад в историю теплотехники. Однако не следует забывать об
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 383—384.
143

огромной роли других изобретателей и техников, которые своим
кропотливым трудом подготовили успех его изобретения.
В создании универсального парового двигателя принимали участие
изобретатели и ученые Англии, Франции, России, Швеции, Чехии и
других стран. Говоря об изобретении паровой машины, Ф. Эцгельс
Ефим Алексеевич Черепанов. Мирон Ефимович Черепанов.
писал: «Паровая машина была первым действительно
интернациональным изобретением...»1
Изобретение универсального двигателя имело громадное значение
не только для становления новой промышленной техники. Паровая
машина, как и всякое крупное изобретение, оказала большое влияние
на развитие общественных отношений. Ф. Энгельс подчеркивал, что
«люди, которые в XVII и XVIII столетиях работали над созданием
паровой машины, не подозревали, что они создают орудие, которое в
большей мере, чем что-либо другое, будет революционизировать общественные
отношения во всем мире и которое, особенно в Европе, путем
концентрации богатств в руках меньшинства и пролетаризации огромного
большинства, сначала доставит буржуазии социальное и
политическое господство, а затем вызовет классовую борьбу между буржуазией
и пролетариатом, борьбу, которая может закончиться только
низвержением буржуазии и уничтожением всех классовых
противоположностей»2.
Процесс распространения универсальных паровых машин в Англии
к началу XIX в. подтверждает громадное значение нового изобретения.
Если за десятилетие — с 1775 по 1785 г. было построено 66 машин
двойного действия мощностью в 1288 л. с, то с 1785 по 1795 г. было создано
уже 144 машины двойного действия мощностью в 2009 л. с, а в
следующее пятилетие — с 1795 по 1800 г.— 79 машин мощностью в 1296 л. с.
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 81.
2 Там же, стр. 142.
144

В таблице 3 приведены данные, показывающие количество паровых
двигателей, построенных с 1775 по 1800 г. и работавших в разных
отраслях английской промышленности.
Таблица 3
Распределение паровых двигателей
но отдельным отраслям промышленности Англии
Предприятия
Текстильные фабрики ....
Каменноугольные копи . . .
Металлургические заводы . .
Медные рудники
Каналы
Пивоваренные заводы ....
Водопроводы

Количество

двигателей члт.)
93
30
28
22
18
17
13
Мощность

двигателей
(л. с.)
1562
380
618
440
261
147
241
Важно отметить, что паровой двигатель двойного действия особенно
быстро получил распространение в текстильной промышленности, в
которой появились первые рабочие машины.
Универсальный двигатель, вызванный к жизни потребностями
машинного производства, сам оказал колоссальное влияние на машинную
индустрию. Он послужил мощным толчком для развития
машиностроения, транспорта, металлургии и других отраслей капиталистического
хозяйства.
Уже в конце XVIII в. паровой универсальный двигатель перешагнул
границы Англии. В начале XIX в. на завод в Сохо стали поступать заказы
из других стран. Развивается строительство паровых машин во Франции,
Германии, Голландии, США, но Англия до половины XIX в. по
производству паровых машин сохраняла господствующее положение.
В России паровые машины стали строить в начале XIX в.
Строителями первых паровых машин были замечательные уральские новаторы-
техники, горнозаводские механики отец и сын Черепановы. В 1824 г.
Черепановыми была построена на Нижне-Тагильском заводе одна из таких
паровых машин.
Паровые двигатели применялись главным образом в
промышленности и на транспорте.
К 70-м годам XIX в. паровая машина универсального применения
прочно вошла во все сферы хозяйственной жизни капиталистических
стран Европы и Америки.

ГЛАВА VIII
СОЗДАНИЕ РАБОЧИХ МАШИН В МАШИНОСТРОЕНИИ
И Противоречие между ручной техникой
изготовления машин и потребностью
производства в машинах
осле изобретения рабочих машин и создания универсального
теплового двигателя основной задачей дальнейшего
промышленного развития стало техническое перевооружение машиностроения.
Огромные возможности, открывшиеся перед промышленностью с
введением рабочих машин и универсального двигателя, могли реализоваться
лишь постольку, поскольку машиностроение было способно поставлять
всем отраслям промышленности специальные машины и притом в
больших количествах.
Между тем техника изготовления машин, существовавшая в
середине XVIII в., даже в наиболее передовых странах была ручной,
унаследованной еще от мануфактурного периода. К. Маркс указывает, что
«машинное производство первоначально возникло на не
соответствующем ему материальном базисе»1.
При ручном изготовлении машины производились медленно, в
небольших количествах и обходились крайне дорого. Ручной труд не мог
разрешить и многих чисто технических задач, которые стали
возникать в машиностроении. Возрастающая сложность машин требовала
увеличения мощностей, скоростей, надежности и точности работы
механизмов.
Недостаток рабочих машин уже в 80-х годах XVIIIв. испытывали
такие развивающиеся отрасли, как текстильная промышленность и
производство паровых двигателей. Серьезным препятствием для быстрого
распространения прядильных машин была ремесленная техника
изготовления металлических частей к ним, которая затрудняла массовое
производство необходимых деталей и не обеспечивала надлежащей точности
отделки. Изготовление двигателей Уатта чрезвычайно тормозилось из-за
неумения производить хорошо обработанные металлические цилиндры.
Приходилось, например, затрачивать много усилий, чтобы создать
необходимый зазор между стенкой цилиндра и поршнем в паровой машине.
По мере внедрения машин во все новые отрасли промышленности к
машиностроению предъявлялись все более и более повышенные требования.
Применение машин в металлургии, на транспорте, равно как и все
возрастающие размеры паровых двигателей и котлов, диктовало
необходимость обработки чрезвычайно больших масс металла. На основе ручного
труда машины и котлы или вообще не могли быть обработаны, или не
могли быть обработаны достаточно быстро и с необходимой точностью.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 388.
146

« .Все развитие крупной промышленности парализовалось до тех пор,
пока ее характерное средство производства - сама машина была обязана
своим существованием личной силе, личному искусству, т. е. зависела
от мускульной силы, верности глаза и виртуозности рук, с которыми
частичный рабочий внутри мануфактуры или ремесленник вне ее
оперирует своим карликовым инструментом»1.
Чтобы ликвидировать это противоречие, машинное производство
должно было произвести переворот в машиностроении. Иными словами,
«крупная промышленность должна была овладеть характерным для нее
средством производства,
самою машиной, должна была
производить машины
машинами»2.
Коренное изменение
техники изготовления машин
могло быть достигнуто лишь
при условии изобретения
и широкого применения
рабочих машин в собственно
машиностроении. Для
машиностроения
революционизирующее значение могли
иметь только изобретения,
в результате применения
которых инструмент из рук
рабочего перешел бы к
механизму, создавая тем самым
неограниченные возможности
роста производительности
труда.
Третий этап
промышленной революции был связан
с изобретением и
распространением рабочих машин в
машиностроении. Техническое
перевооружение машино-
Рис. 65. Лучковый токарный станок.
строения — этой основы крупной машинной индустрии — в Англии
началось приблизительно с 90-х годов XVIII в. и закончилось к 40-м годам
XIX в.
Следует указать, что машиностроения как отрасли промышленности
в мануфактурном периоде не существовало. В это время развивалась
металлообрабатывающая промышленность, большое место в которой
занимало изготовление изделий из железа. Почти во всех крупных
металлообрабатывающих мануфактурах были мастерские, в которых
изготовлялись инструменты, простейшие станки и т. д. Обычно такие
мастерские удовлетворяли нужды только данного предприятия.
Техника, применяющаяся в них, была весьма примитивна, но довольно
разнообразна. В мастерских сосредоточивалось обычно большое количество
специализированных орудий: сверла, ножницы, клещи, топоры, молотки
и т. п. Имелись сверлильные, точильные, шлифовальные станки. Однако
эти станки, несмотря на довольно большую специализацию, не были
рабочими машинами, так как основной трудовой процесс при их
применении совершала рука человека.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 388.
2 Там же, стр. 390.
147

Наиболее распространен был токарный, так называемый лучковый,
станок (рис. 65). Принцип действия его состоял в следующем. Веревкой,
один конец которой был привязан к
гибкой жерди, обвивали один раз
валик на станке. Другой конец веревки
закрепляли к доске, являющейся
педалью для ноги рабочего. Нажимая на
педаль, рабочий при помощи веревки
и жерди вращал валик, а с ним и
обрабатываемую деталь. Режущий
инструмент, т. е. главнейший механизм
орудия, рабочий держал в руке.
Отсюда видно, что токарный станок
являлся все еще только сложным
орудием, а не рабочей машиной. Для того
чтобы токарный станок превратился в
рабочую машину, был необходим
резцедержатель (суппорт), т. е.
механизм, заменяющий руку человека при
работе на станке.
Изобретателем токарного станка
суппортом был выдающийся русский
механик и изобретатель Андрей
Константинович Нартов. Нартов одним из пер-
Андрей Константинович Нартов Шх П0СТР0ИЛ РЯД токарно-копироваль-
ных станков, имевших механический
суппорт, который он называл «деря^ал-
кой». На этих станках для вращения изделия можно было применить
колесо, которое бы двигалось при помощи воды или силы животных.
Рис. 66. Схема токарного станка А. К. Иартова.
Наиболее отчетливо идея суппорта отражена на большом токарно-
копировальном станке А. К. Нартова, созданном им в 1718—1729 гг.
(рис. 66).
Однако в то время ни в России, ни на Западе не было еще острой
потребности в усовершенствовании техники машиностроения. Поэтому,
148

несмотря на замечательные работы Нартова и высокую оценку, которую
его деятельность и знания получили в ряде стран, изобретенный им
суппорт не оказал большого влияния на практическое развитие техники
токарного дела.
В конце XVIII в. к идее применения суппорта в токарных станках
вернулись во Франции. В знаменитой «Французской энциклопедии»
Дидро в 1779 г. дается описание приспособления для токарных станков,
которое явно напоминает принцип суппорта. Однако станки, о которых
писал Дидро, имели ряд недостатков, совершенно исключавших их
широкое применение на практике.
Изобретение Генри Модели первой рабочей машины
в машиностроении
Возможность изменения техники изготовления разнообразных машин
была создана только в результате первых двух этапов промышленной
революции. Для машинного производства машин был необходим мощный
двигатель. К началу XIX в. такой двигатель был создан в виде
универсальной паровой машины двойного действия. С другой стороны,
развитие производства рабочих машин и паровых двигателей во второй
половине XVIII в. положило начало формированию квалифицированных
кадров для машиностроения — рабочих-механиков. Эти два главнейших
условия и обеспечили техническую революцию в машиностроении.
Начало изменению техники изготовления машин положил
английский механик Генри Модели (1771—1831), создавший механический
суппорт для токарного станка. Сын плотника, Модели с двенадцати лет
пошел работать в арсенал. В течение шести лет работы он получил
хорошие навыки в дерево- и металлообработке и, кроме того, стал одним
из первых мастеров кузнечного дела. Однако Модели мечтал о карьере
механика. В 1789 г. он поступил в Лондонскую механическую
мастерскую Джозефа Брама, специалиста по изготовлению замков.
Механизмы замков, основными деталями которых являлись
пружины, подвижные кольца, задвижки и цилиндры, требовали
исключительно тщательной обработки. На замки Брама был огромный спрос, так
как они отличались необыкновенной прочностью, а секрет их весьма
трудно разгадывался. Один из его замков, выставленный в окне магазина
фирмы в Лондоне с объявлением о награде в 200 ф. ст. тому, кто
его откроет, простоял около семидесяти лет и только в 1851 г. был открыт
одним американцем.
Однако Брам при отсутствии специальных станков и инструментов
не мог наладить массового изготовления замков. Каждый замок
изготовлял один мастер, поэтому количество выпускаемой продукции было
невелико.
В мастерской Брама Генри Модели получил возможность изобретать
и конструировать различные приспособления для изготовления замков.
Широкую известность, например, получил гидравлический пресс,
усовершенствованный Модели.
В 1794 г. он изобрел так называемый крестовый суппорт к токарному
станку (рис. 67), способствовавший превращению станка в рабочую
машину. Сущность изобретения Модели сводилась к следующему. Токари
того времени, обтачивая какой-либо предмет, наглухо укрепляли его
на станке специальными зажимами. Рабочее орудие —
резец—находилось при этом в руках рабочего. При вращении вала резец
обрабатывал заготовку. Рабочий должен был не только создавать необходимое
149

давление резцом на заготовку, но и передвигать его вдоль нее. Это было
возможно только при большом умении и сильном напряжении. Малейшее
смещение резца нарушало точность обточки. Модели решил укрепить
резец на станке. Для укрепления резца Модели создал специальный
металлический зажим — суппорт, который имел две каретки,
передвигающиеся посредством винтов. Одна
каретка позволяла создавать
необходимое давление резца на заготовку,
а другая передвигала резец вдоль
заготовки. Таким образом,
человеческая рука была заменена
специальным механическим приспособлением.
С введением суппорта станок стал
непрерывно действовать с
совершенством, недостижимым даже для самой
искусной человеческой руки. Суппорт
оказался одинаково пригодным для
изготовления как мельчайших деталей,
так и огромных частей различных
машин.
К. Маркс придавал изобретению
суппорта исключительно большое
значение, подчеркивая
революционизирующую роль этого изобретения для
всей техники машиностроения. «Это
механическое приспособление, — писал
он,— заменяет не какое-либо особенное
орудие, а самую человеческую руку,
Генри Модели. которая создает определенную форму,
приближая, прилагая острие режущего
инструмента к материалу труда или направляя его на материал труда,
напр. на железо. Таким образом удалось производить геометрические
формы отдельных частей машин «с такой степенью легкости, точности и
быстроты, которой никакая опытность не могла бы доставить руке
искуснейшего рабочего»»1.
Первый станок с суппортом, правда, крайне несовершенным, был
изготовлен в мастерской Брама в 1794—1795 гг. В 1797 г. Модели
построил первый работоспособный токарный станок на чугунной
станине с самоходным суппортом. Станок служил для нарезки винтов, а
также использовался для обработки деталей замков.
В дальнейшем Модели продолжал усовершенствовать свой токарный
станок с суппортом. В 1797 г. он построил токарно-винторезный станок
со сменным ходовым винтом. Выделка винтов в те времена была работой
исключительно сложной. Винты, нарезаемые ручным способом, имели
совершенно произвольную нарезку. Трудно было найти два одинаковых
винта, а это чрезвычайно усложняло ремонт станков, их сборку и замену
сносившихся деталей новыми. Поэтому Модели в первую очередь
совершенствовал именно токарно-винторезные станки. Своей работой по
усовершенствованию нарезок винтов он добился частичной
стандартизации изготовления винтов, пролагая путь для своего будущего
ученика Витворта, основателя винтовых стандартов в Англии.
Самоходный станок Модели, предлагавшийся для винторезных работ,
вскоре оказался незаменимой машиной в любой токарной работе. Этот
1 /Г. Маркс, Капитал, т. I, стр. 391.
150

станок работал с изумительной точностью, не требуя больших физических
усилий со стороны рабочего.
Интересно отметить, что попытки создать рабочую машину в
машиностроении с конца XVIII в. делались и в других странах. В Германии
немецкий механик Рейхенбах, независимо от Модели, также предложил
приспособление для держания резца (суппорт) на деревянном токарном
станке, предназначенном для обработки точных астрономических инстру-
Рис. 67. Первый токарный станок с суппортом Г. Модели.
ментов. Однако социально-экономические условия феодальной Германии
резко отличались от условий капиталистической Англии. Механический
суппорт для немецкой кустарной промышленности был не нужен, тогда
как внедрение токарно-винторезного станка Модели в Англии вызывалось
.потребностями развивающегося капиталистического производства.
Суппорт вскоре был превращен в совершенный механизм и в
модернизированной форме перенесен с токарного станка, для которого он
первоначально предназначался, на другие станки, применяемые для
изготовления машин. С изготовлением суппорта начинают совершенствоваться
и превращаться в машины все металлообрабатывающие станки. Появляются
механические револьверные, шлифовальные, строгальные, фрезерные
станки. К 30-м годам XIX в. английское машиностроение уже обладало
основными рабочими машинами, позволяющими производить
механическим способом важнейшие в металлообработке операции.
Вскоре после изобретения суппорта Модели ушел от Брама и открыл
свою собственную механическую мастерскую, которая очень скоро
превратилась в довольно большой машиностроительный завод. Завод Модели
сыграл выдающуюся роль в деле развития английской машинной техники.
-Это была школа знаменитых английских механиков. Здесь начинали свою
творческую деятельность такие выдающиеся машиностроители, как Вит-
ворт, Роберте, Несмит, Клемент, Мун и др.
На заводе Модели была применена уже машинная система
производства в форме соединения трансмиссиями большого числа рабочих машин,
приводимых в движение универсальным тепловым двигателем. Завод
Модели в основном изготовлял детали для паровых машин Уатта. Однако
на заводе конструировались и рабочие станки для механических
мастерских. Генри Модели выпускал образцовые токарные, а затем
и строгальные механические станки.
Сам Модели, несмотря на то что был собственником крупного
предприятия, всю жизнь работал наравне со своими рабочими и учениками.
Он обладал поразительной способностью находить и воспитывать
талантливых машиностроителей. Многие выдающиеся английские механики
обязаны Модели своим техническим образованием. Кроме суппорта, он
сделал много изобретений и усовершенствований в самых
разнообразных отраслях техники.
151

В 1807 г. Модели получил патент на различные усовершенствования
паровой машины. В начале XIX в. он изобрел дыропробивную машину
для производства отверстий в листах котельного железа,
сконструировал микрометрический штангенциркуль, названный им «Лордом
канцлером», — важнейший прибор его мастерской. Последней работой
Модели был металлический щит, при помощи которого в Лондоне под
Темзой был прорыт туннель. Необыкновенно изобретательный, Модели
очень мало хлопотал о получении патентов на свои изобретения.
Случалось, что ему грозили судебным процессом люди, укравшие его
изобретения и оформившие на них патенты.
Особенностью техники машиностроения 30-х и 40-х годов XIX в.
является повышение точности производства машин. Этот период был
целиком связан с работами выдающегося английского станкостроителя
Иосифа Витворта (1803—1887), введшего в машиностроение принципы
и методы точной работы.
Витворт изобрел первую измерительную машину, ввел калибры и
добился возможности измерять обрабатываемые плоскости до сотых,
а позже и до тысячных долей миллиметра. Ему принадлежит идея
стандартизации резьбы на винтах, позже нашедшая широчайшее
применение в машиностроении.
В результате происшедших технических изменений
машиностроение к 70-м годам XIX в. превратилось в отрасль крупного
фабрично-заводского производства. По характеру продукции
машиностроительные предприятия того времени делились на два основных типа.
Часть заводов сосредоточивалась на производстве машин одного какого-
либо рода. Это были главным образом предприятия, производившие
текстильные машины, паровые машины и котлы, металлообрабатывающие
станки, спрос на которые был очень велик. Другие заводы производили
машины, предназначенные для самых разнообразных целей. Эти
универсальные машиностроительные заводы наряду с текстильными и
паровыми машинами выпускали и другое специализированное
оборудование, всякого рода точные приборы и т. п.
К 70-м годам XIX в. заводы английского машиностроения были
оснащены мощными и точными станками. Англия в это время по праву
называлась «мастерской мира» и занимала первенствующее положение в
мировом машиностроении. Но уже к 60-м годам XIX в. стала развиваться
машиностроительная промышленность Соединенных Штатов Америки в
Германии. В этих странах, позже вступивших на капиталистический путь
развития, со второй половины XIX в. начинает складываться крупная
машиностроительная промышленность. Слабее была развита
машиностроительная промышленность Франции, Австро-Венгрии, России, Италии и
других стран, запоздавших с капиталистическим развитием.
В результате третьего этапа промышленного переворота
машиностроение овладело техникой производства машин машинами.
Это позволило быстро и в необходимом количестве производить
машины для всех отраслей промышленности и транспорта. Таким
образом, крупное машинное производство получило соответствующую era
природе материально-техническую базу.

ГЛАВА IX
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ МЕТАЛЛУРГИИ
Технический переворот в машиностроении явился основным
стимулом для развития металлургии в эпоху промышленной
революции. С развитием машинной индустрии роль металла как
основного материала для изготовления машин значительно возросла. Все
технические приспособления и элементы машин (исполнительные орудия,
передаточные механизмы и т. п.) стали изготовляться только из
металла.
Существовавшие при мануфактуре способы получения железа уже
не могли удовлетворять возросших потребностей производства. Поэтому
черная металлургия, как основной поставщик железа для производства
машин, должна была перейти на новые методы производства металла.
Технический переворот в металлургии (прежде всего в английской)
заключался в изобретении и широком применении новой технологии
получения чугуна, а также в существенном усовершенствовании способов
передела чугуна в железо.
Изменения в доменном производстве
Известно, что доменное производство в мануфактурный период
базировалось на использовании древесного угля. Увеличение выплавки
чугуна привело к быстрому уничтожению лесов. «Топливный голод»,
наступивший в Англии, Франции и других странах, породил стремление найти
заменитель древесному углю.
Испытывая острую необходимость в металле, но не имея
возможности развивать металлургию из-за отсутствия древесного угля, Англия
в первый период промышленной революции большое количество металла
ввозила из России.
Русский металл вплоть до начала XIX в. играл крупнейшую роль
в промышленном развитии Англии. В 1800 г. Россия производила 10 млн.
пудов чугуна, тогда как Англия — только 8 млн. пудов.
Мысль о замене древесного угля в доменном процессе другим видом
топлива высказывалась неоднократно в Англии еще в XVII в.
Правительство даже издавало специальные постановления, призывавшие
изобретателей решить проблему применения минерального топлива в
металлургии. Однако попытки использовать каменный уголь для получения
чугуна, неоднократно повторявшиеся на протяжении XVII и начала
XVIII в. в Англии и других странах, были заранее обречены на неудачу,
153

так как в то время не были изучены условия и температурные режимы
коксования, а также были неизвестны марки коксующихся углей.
Первых успехов в применении каменного угля для получения чугуна
достиг англичанин Дод Додлей, оформивший в 1619 г. (по другим
сведениям в 1621 г.) патент на производство чугуна.
В патенте указывалось, что «Додлей открыл после долгих трудов
и многих дорогостоящих опытов секрет, способ и средства выплавки
железной руды и производства из нее чугунного литья или брусков путем
применения каменного угля в печах с раздувательными мехами, причем
результаты получились такого же хорошего качества, как и те, что
до сих пор производились при помощи древесного угля,— изобретение,
еще никем до сих пор не совершенное в нашем английском
королевстве...»
Додлею пришлось вести ожесточенную борьбу с предпринимателями,
производящими чугун на древесном топливе и в конце концов
разорившими Додлея, который был вынужден прекратить работу по
усовершенствованию выплавки чугуна.
Только в 1735 г. английский инженер-металлург, владелец
железоделательного завода Кольбрукдель Авраам Дерби-сын (1711—1763),
использовав опыт своих предшественников, разрешил проблему
применения минерального топлива в доменном производстве, использовав для
доменной плавки не просто каменный уголь, а специально
переработанный кокс.
Проблемой плавки чугуна на минеральном топливе Дерби-сын
занимался ряд лет. В течение многих месяцев Дерби добивался удачного
сочетания всех условий, необходимых для выплавки чугуна на минеральном
топливе. Он по неделям не уходил от доменных печей, испытывая все
новые и новые марки углей, меняя температурные режимы коксования,
подбирая наиболее удобные флюсы для отшлакования примесей.
Первые попытки непосредственно использовать каменный уголь
в домне не дали результатов, так как уголь содержал большое количество
золы и других примесей, особенно серы. И лишь после того как Дерби
получил удовлетворительный кокс, ему в 1735 г. удалось наладить
выплавку чугуна на минеральном топливе.
Использование кокса потребовало увеличения количества воздуха,
подаваемого в доменную печь. Уже Дерби произвел на своем заводе
полное переустройство воздуходувного хозяйства, применив для привода
воздуходувок паровую машину. Правда, это была еще машина Ньюко-
мена, а не Уатта. Она приводила в действие насосы, которые дважды
подавали отработанную воду на водяные колеса, являющиеся двигателем
воздуходувных мехов. Но даже и это сравнительно небольшое
усиление притока воды на колеса позволило увеличить количество воздуха,
подаваемого в домну. Вскоре эта система стала применяться и на
других металлургических предприятиях Англии.
В дальнейшем техника подачи воздуха в домну продолжала
совершенствоваться, росла мощность двигателей, приводивших в движение
воздуходувные устройства. Вместо клинчатых мехов стали применяться
цилиндрические меха, а затем центробежные воздуходувки.
Впервые цилиндрические воздуходувные меха применил И. И.
Ползунов. Он же первый использовал пароатмосферную машину в качестве
двигателя для воздуходувных мехов. Однако и эти изобретения не нашли
широкого распространения.
В Англии введение воздуходувных машин для доменных печей
относится к 1782 г. С этого времени усовершенствование воздуходувных
устройств шло непрерывно. Но только с половины XIX в. начали внед-
154

ряться центробежные воздуходувки, обеспечившие доменное
производство необходимым количеством воздуха.
Эффективность новых способов подачи воздуха в доменную печь
во многом зависела от применения паровых машин как двигателя для
воздуходувок. В 1775 г. впервые успешно внедрил паровую машину
в доменное производство английский инженер Вилькинсон (1727—1808),
купивший для этого одну из первых паровых машин, изготовленных
Уаттом.
Благодаря применению новых систем воздуходувок, приводимых в
действие паровыми машинами, появилась возможность значительно
увеличить размеры
доменных печей и ускорить
процесс доменной плавки, что
в свою очередь привело к
резкому повышению выплавки
чугуна.
Дальнейший рост
производительности доменных
печей происходил за счет
подогрева воздуха,
подаваемого в домну. Аппарат для
подогрева воздуха — доменный
воздухонагреватель —
впервые был применен Дж. Нил-
соном (1792—1865) на
шотландском заводе Клайд
(патент ему на это изобретение
был выдан в 1828 г.). Первые
же опыты нагрева воздуха
до 150—300° позволили
значительно (до 40%) снизить
расходы топлива и резко
повысить производительность
доменных печей1.
В России уже в 1829 г.
на Александровском
казенном литейном заводе в Пе- Рис. 68. Схема доменного воздухонагревателя,
тер бурге проводились опыты
«над доменной печкой, раздувая оную теплым воздухом...» Эти опыты
были повторены на Петрозаводском железоделательном заводе в 1835 г.
Даже при устарелом оборудовании, применявшемся на этих
предприятиях, они показали, что горячее дутье может обеспечить рост
выплавки чугуна при одновременном сокращении расхода топлива.
Однако проблема повышения производительности доменной печи
была разрешена только с изобретением специального аппарата для
нагрева воздуха, подаваемого в домну. Такое воздухонагревательное
устройство (рис. 68), работавшее на основе использования отходящих
газов доменной печи, предложил в 1857 г. англичанин Э. Каупер
(1819—1893). По имени изобретателя эти аппараты носят название
кауперов.
Использование отходящих газов доменной печи для подогрева
воздуха в кауперах имело огромное значение для черной металлургии. Оно
1 Следует отметить, что использование отходящих газов для разных целей
осуществлялось уже в самом начале XIX в. Так, в 1804—1805 гг. в Златоусте
применили отходящие газы для обжига руды.
155

привело к важным изменениям в конструкции домен и технологии
доменного процесса.
В результате реализации этих изобретений и усовершенствований
было достигнуто резкое увеличение размеров домны и главное —
увеличение ее производительности. Это привело к резкому росту выплавки
чугуна. Если в 1780 г. Англия выплавила 40 тыс. т чугуна, то в 1856 г.
доменные печи страны дали уже 3,5 млн. т чугуна, т. е. за 76 лет-
выплавка чугуна возросла в 87,5 раза.
Развитие способов передела чугуна в железо
Увеличение выплавки чугуна привело к несоответствию между
количеством чугуна, получаемого из домны, и возмояшостью передела чугуна
в железо. Это пагубно отражалось прежде всего на развитии
машиностроения, для которого требовалось в основном ковкое железо. Поэтому все
более явственно вырисовывалась необходимость перехода к новым, более
совершенным способам передела чугуна в железо.
Рис. 69. Схема пудлинговой печи.
В середине XVIII в. передел чугуна в железо происходил в кричных
горнах. Сначала здесь происходило частичное окисление металла. Затем
продукт частичного окисления в том же горне подвергался переплавке.
После нескольких переплавок чугун почти полностью
обезуглероживался, превращаясь в ковкое железо. Полученную в результате этого
крицу уплотняли под молотом. Железо в результате производили медленно,
и оно было крайне неоднородно по своим качествам. Все это вело к тому,
что кричный способ не мог обеспечить получение необходимого количества
железа.
Совершенствовавие процесса передела чугуна в железо началось
в 80-х годах XVIII в. Правда, над этой проблемой работали многие
изобретатели еще и раньше. В 1766 г. английские рабочие братья Кранеджи
предложили переконструировать кричный горн в пламенную печь. Они
считали необходимым разделить рабочее и топочное пространство
пламенной печи, для того чтобы изолировать металл от топлива во время
передела. Обе части печи имели так называемый пламенный порог,
предохраняющий находящийся в ванне металл от непосредственного влияния
топлива. В такой пламенной, или отражательной, печи при плавке
значительно уменьшалось количество серы, переходящей из топлива
в металл. В результате появлялась возможность более спокойного и
равномерного шлакообразования, чем в кричном горне. Для лучшего сопри-
156

{косновения металла со шлаками металл непрерывно перемешивали,
откуда и произошло название этого процесса — пудлингование, т. е.
перемешивание.
В патенте, выданном братьям Кранеджи, новый способ описывается
•следующим образом: «Чугун в свинках помещается в отражательной, или
воздушной, печи, соответствующего устройства, без прибавления чего бы
то ни было, кроме сырого каменного угля, и превращается в хорошее
«овкое железо; по извлечении в горячем состоянии из печи его
обрабатывают под молотом и вытягивают, по
желанию, в полосы разного вида и
различных размеров».
В 1783 г. мастер одного
английского металлургического завода Петр
Оньен также предложил новый способ
передела чугуна в железо, очень
напоминавший пудлингование, но несколько
более усовершенствованный, чем
способ братьев Кранеджи. Однако
широкую известность пудлингование
получило после работ английского
изобретателя Генри Корта (1740—1800),
получившего патент на это изобретение
« 1784 г. Корт упростил процесс
пудлингования. Он обошелся без дутья,
которому его предшественники
придавали большое значение. Для усиления
тяги в печи Корт применил высокую
дымовую трубу. Корт ввел прокат
криц на вальцах, чем обеспечил
выдавливание из металла шлаков.
Кроме того, при помощи вальцов он Генри Корт,
получал из криц полосовое железо.
Самый процесс пудлингования у Корта протекал следующим
образом: чугун, содержащий в себе различные примеси, разбивался сначала
на куски и предварительно прогревался, вследствие чего он терял часть
углерода. Затем его помещали в пламенную (отражательную) печь
вместе со шлаками, богатыми окислами железа. Как только чугун
начинал плавиться, содержащийся еще в нем углерод вступал в
соединение с кислородом. Для содействия этому соединению жидкий металл
в ванне сильно перемешивали. В итоге происходило своего рода кипение
€ выделением характерного синего пламени, получающегося из-за
сгорания окиси углерода. Раскаленную добела массу продолжали
перемешивать, увеличивая или уменьшая интенсивность огня. В результате
мало-помалу чистый металл собирался в губчатую крицу. Эту крицу
вытаскивали из печи, клали под молот, выжимавший из нее шлаки, и,
наконец, прокатывали в вальцах. Прокатные вальцы были наиболее
оригинальной особенностью изобретения Корта. Их применение
чрезвычайно сокращало трудную операцию обработки крицы молотом
и позволяло производить ее быстро, получая большое количество
железа.
Изобретение Корта вначале было встречено довольно холодно.
Впрочем, очень скоро предприниматели стали являться к Корту с
предложениями относительно эксплуатации его патента, однако Корт сам решил
наладить выпуск пудлингового железа. Деньги пришлось занять у
казначея военного министерства. В 1789 г. кредитор Корта внезапно умер.
157

Казна наложила руку на имущество умершего, так как было подозрение*
что казначей растратил часть доверенных ему казенных денег.
Ссуженные деньги надо было немедленно возвратить. Все имущество Корта
пошло с молотка, его патент также был конфискован и продан, а Корт
потерял право на эксплуатацию своего изобретения.
В первой половине XIX в. процесс пудлингования непрерывно
совершенствовался и внедрялся в производство большинства стран.
В России первые опыты по переделу чугуна в пудлинговых печах были
проведены еще в 1817 г. Но пудлингование в России внедрялось слабо
и даже в 40-х годах на железоделательных заводах оно применялось лишь
в единичных случаях.
Пудлингование ликвидировало несоответствие между развитием
доменного процесса и переделом чугуна в железо. Этот процесс оказался
намного производительнее кричного. Уже в 1791 г. в Англии было
получено 80 тыс. т пудлингового железа и только 10 тыс. т кричного.
Отмечая изменения в английском железоделательном производстве
с введением пудлингования, Ф. Энгельс писал: «Доменные печи стали
строить в 50 раз больших размеров чем раньше, плавление руды
упростилось благодаря горячему дутью, и производство железа так
удешевилось, что оказалось возможным делать из железа массу вещей, которые
раньше изготовлялись из дерева или камня»1.
Пудлинговое железо вследствие своих технологических свойств
(достаточная прочность и удобство обработки), дешевизны, а также из-за
легкости получения в больших количествах явилось основным
материалом, из которого изготовляли машины и инструменты в течение почти
всего XIX в. Кричное железо не годилось для производства паровых
котлов высокого давления. Поэтому пудлинговый металл был необходим
для производства первых паровых машин. Только пудлинговый металл
позволил наладить массовый выпуск паровых двигателей — этой
энергетической базы крупной машинной индустрии. Из пудлингового железа
были созданы первые железнодорожные линии, первые паровозы и
пароходы.
Развитие техники получения стали
До 70-х годов XIX в. капиталистическая индустрия потребляла
преимущественно чугун и железо. Сталь в это время изготовлялась, однако
способы ее массового производства были неизвестны. В этот период
производилась главным образом тигельная сталь, отличавшаяся
большой дороговизной: в первой половине XIX в. стоимость стали
превышала примерно в 5 раз стоимость железа. Естественно, сталь не могла
получить широкого распространения в промышленности и применялась
лишь для изготовления некоторых инструментов и отдельных деталей
машин.
Однако уже в первой половине XIX в. в Англии, Германии, России
и других странах велись работы по изучению свойств стали,
разрабатывались новые методы ее получения.
Русские металлурги вели весьма ценные исследования в области
совершенствования как способов получения тигельной стали, так и стали
в крупных отливках. Больших достижений в этой области добился
горный инженер Павел Петрович Аносов (1797—1851), работавший на Зла-
тоустовском заводе.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 2, стр. 253.
158

Рцс, 70. Кузнечвди цех?

Проведя ряд научных работ, Аносов овладел утерянным секретом
изготовления булата — высококачественной стали, применяемой для
производства холодного оружия и отличающейся весьма высокими
механическими свойствами. Более того, он значительно усовершенствовал способ
производства высококачественных марок стали. В итоге исследований
в 1841 г. Аносов опубликовал работу
«О булатах», в которой изложил
основы производства высококачественных
сталей.
В 50-х годах XIX в. появилась
нарезная артиллерия. Для изготовления
нарезных орудий потребовалось много
стали, причем в крупных отливках.
Больших успехов в производстве
оружейной стали добились заводы Круппа
в Германии.
В России проблему получения
крупных и однородных стальных
отливок для пушек успешно разрабатывал
горный инженер Павел Матвеевич
Обухов (1820-1869). В 1857 г. П. М.
Обухову была выдана привилегия на
изобретенный им способ получения однородной
тигельной стали в крупных отливках.
Сталь, полученная по способу Обухова,
не уступала по качеству крупповской
и английской стали и обходилась го-
„ „ раздо дешевле. На Всемирной Лондон-
Павел Петрович Аносов. CR()g выставке в 1862 г. сталь
Обухова получила очень высокую оценку.
П. М. Обухов организовал в Петербурге завод, ставший одним из лучших-
орудийных предприятий мира. Однако Обухову не удалось полностью
решить проблему получения высококачественной стали в крупных
отливках. Эта проблема была решена лишь в конце XIX в.
Завершение технического перевооружения металлургии
в первой половине XIX в.
Техническое перевооружение металлургии завершилось изобретением
прокатного стана, приводимого в действие паровой машиной, а также
созданием парового молота.
При пудлинговании не представлялось возможным достигнуть
полной однородности сварочного металла, обеспечивающей его
определенные механические свойства. Поэтому по мере развития техники возникла
необходимость в дополнительной операции—прокатке. При прокатке в
металле, находящемся в пластичном, текучем состоянии, сжатием
уничтожается первичные крупные зерна, благодаря чему металл
становится более плотным и однородным по своему составу. Массовое
производство пудлингового железа требовало механизации. Кроме того,
прокатка играла огромную роль в производстве сортового фасонного
металла (рельсов, швеллеров, углового железа и т. д.) для самых
разнообразных нужд транспорта, индустрии и строительства.
Внедрение прокатных станов в металлургию началось с начала
XIX в. Первый прокатный стан для железных болванок был разработан
160

Кортом, когда он работал над изобретением метода пудлингования.
В 1783 г. Корт получил патент на изобретение способа проката
фасонного железа с помощью особых вальцов. После изобретения Корта
техника прокатки металла стала быстро развиваться. В прокатных станах
появляется целый ряд усовершенствований. Увеличивается пропускная
способность станов, растет вес прокатываемых слитков металла.
При пудлинговании для отжатия шлака и уплотнения металла
(крицы) широко применялись обжимы и ковочные молоты. В начале XIX в.
для этой цели использовались несовершенные, так называемые
рычажные, молоты. Известный английский механик Несмит в 1839 г.
сконструировал новый молот. Молот Несмита приводился в действие
паром. Это во много раз увеличило его мощность. Паровой молот
был широко использован в металлургической промышленности.
К 60-м годам XIX в. технический переворот в металлургии был
завершен. Технический прогресс способствовал резкому увеличению
производства металла. Если за два столетия — с 1500 до 1700 г.—
мировая выплавка чугуна выросла примерно с 60 тыс. т до 104 тыс. т, т. е.
в 1,7 раза, а за весь XVIII в.— с 104 тыс. т до 278 тыс. т (1790 г.),
т. е. в 2,67 раза, то за 80 последующих лет — с 1790 по 1870 г.— выплавка
чугуна достигла 12 млн. т, что в 43 раза больше, чем в 1790 г.
На долю Англии приходилось в 60-х годах XIX в. более 50% всего
выплавляемого чугуна. Но во второй половине XIX в. Англию по темпам
развития черной металлургии начинают перегонять вступившие на путь
капиталистического развития США и Германия, где создаются
благоприятные условия для промышленного развития.

ГЛАВА X
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ ГОРНОГО ДЕЛА
¦ щ Новые требования, предъявляемые к горному делу
Ир ост машиностроения, паровой энергетики, металлургии, строи-
¦ тельство железных дорог, расширение капиталистической
торговли и связанного с ней денежного обращения колоссально увеличили
спрос на самые разнообразные продукты горного дела. В. И. Ленин
указывал, что «размер потребления металлов, каменного угля и проч.
(на 1 жит.) не остается и не может оставаться неизменным в
капиталистическом обществе, а необходимо повышается. Каждая новая верста
жел.—дорожной сети, каждая новая мастерская, каждый плуг, заведенный
сельским буржуа, повышают размер спроса на продукты
горнопромышленности»1.
Металлургия в связи с переводом доменного процесса на
минеральное топливо требовала огромных количеств железной руды и каменного
угля. Достаточно, например, указать, что для выплавки 1 т чугуна
в современных высокоэкономичных домнах расходуется 1,2 т кокса,
а для получения 1 т кокса тратится 1,35 т коксующегося угля. Если
учесть, что в начале XIX в. доменные печи потребляли значительно
больше минерального топлива, то станет совершенно ясным, какое
количество угля требовалось, чтобы удовлетворить растущие запросы
металлургии. То же самое можно сказать и о добыче железных руд.
Огромное влияние на горное дело оказала паровая машина.
Появление и применение ее привело к крупным сдвигам во всех звеньях горной
техники, начиная от разведки полезных ископаемых и кончая их
обогащением. Следует отметить, что связь техники горного дела с паровой
машиной проявлялась не только в том, что паровая машина
использовалась как двигатель. Ее влияние сказывалось на конструкции
многих машин, которые были созданы в этот период в горной
промышленности (вентиляторы, компрессоры, перфораторы). Во всех этих
машинах господствует принцип возвратного поступательного движения,
т. е. принцип, наиболее полно используемый в поршневой паровой
машине. В различных модификациях горных машин можно найти такие
элементы, как цилиндр, поршень, золотниковая коробка, шатун,
кривошипы.
Совершенно очевидно, что конструкторы того периода, создавая
новые горные механизмы, находились под влиянием поршневой паровой
машины. Паровые машины явились крупнейшим потребителем каменного
угля. Рост паровой энергетики, подобно металлургии, создавая большой
1 В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 495.
162

спрос на каменный уголь, стимулировал развитие одной из самых
основных отраслей горного дела — каменноугольной промышленности.
В рассматриваемый период начал интенсивно развиваться
железнодорожный транспорт, предъявлявший все больший и больший спрос
на самые разнообразные продукты горного дела. Большую роль в
развитии горной техники, особенно техники взрывных работ, сыграло
строительство железнодорожных тоннелей. Появление парового перфоратора
связано со строительством Гуздекского тоннеля (в Америке), а появление
пневматических перфораторов — с постройкой Монсенинского тоннеля
в Альпах.
Итак, в результате огромного спроса на продукты горной
промышленности со стороны все более и более расширяющегося машинного
производства благодаря техническим предпосылкам, созданным развитием
металлургии, паровой энергетики, железнодорожного транспорта, горное
дело к 70-м годам XIX в. превратилось в крупнейшую отрасль
капиталистического хозяйства. Оно росло вместе с ростом крупной индустрии.
К 70-м годам XIX в. среднегодовая добыча всей продукции горного дела
во всем мире достигла 225,3 млн. т, тогда как в первые 20 лет XIX в.
она не превышала 17,3 млн. т.
Таблица 4
Динамика роста мировой горной промышленности
Среднегодовая добыча в млн. т
Годы
1801—1820
1821—1840
1841—1850
1851—1860
1861—1870

Каменный
уголь
13,9
28,2
63,7
109,3
187,3

Железная руда
1,8
4,1
9,6
15,0
20,5
Золотая
руда
1,1
1,4
4,4
16,2
14,2

Серебряная
руда
0,3
0,2
0,4
0,5
0,7
Руды
цветных
металлов
0,2
0,4
0,8
1,7
2,6
Всего
17,3
34,4
78,9
142,7
225,3
Из таблицы видно, что характерной особенностью этого периода был
непрерывный рост добычи ископаемого угля. Каменноугольная
промышленность была самой развитой отраслью горного дела. На долю
каменного угля приходилась подавляющая часть добычи полезных
ископаемых. В 1801—1820 гг. доля угля в совокупной продукции горной
промышленности составила 80%, в дальнейшем она продолжала расти, и
к 70-м годам удельный вес угля в мировой добыче полезных ископаемых
достиг 83%.
Доминирующее значение каменноугольной промышленности в
первый период машинного капитализма было далеко не случайным.
В. И. Ленин указывал, что развитие промышленности, дающей
топливо,— необходимое и чрезвычайно характерное условие роста крупной
машинной индустрии1. Каменноугольная промышленность «одна только
в состоянии служить,—писал В. И. Ленин,— прочным базисом для
крупной машинной индустрии. Наличность дешевого топлива, которое бы можно
было получить в любое время в любом количестве за определенную и
малоколеблющуюся цену,—таково требование современной фабрики»2.
Следует отметить, что в начале XIX в. на Англию приходилось 87%
всей мировой добычи угля. Это, безусловно, способствовало появлению
многих важных изобретений в области горной техники именно в этой
1 См. В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 525.
2 Там же, стр. 529.
163

стране. Однако уже с половины 50-х годов XIX в. довольно быстро стала
развиваться горная промышленность Германии и США. К 70-м годам
удельный вес Англии за счет увеличения добычи угля в Германии, США
и отчасти Франции в мировой добыче угля снизился до 52%.
В этот период быстро росла добыча цветных и благородных
металлов. Следует отметить, что Россия, несмотря на общую экономическую
отсталость, по добыче цветных металлов занимала далеко не последнее
место. В первой половине XIX в. Россия заняла первое место по
добыче золота и платины. В 1814 г. на Урале, на Березовском прииске,
а затем и в других районах началась добыча россыпного золота, а с
1830 г. начали разрабатывать россыпное золото в Западной и Восточной
Сибири. Если за 1814—1820 гг. было добыто 184 пуда золота, то в
1831—1840 гг. добыча золота превысила 4328 пудов. Изобретение
русским инженером Л. И. Брусницыным (1786—1857) способа промывки
золотоносных песков позволило значительно поднять
производительность труда в золотопромышленности России. В первой четверти XIX в.
в России началась и разработка платины.
Вслед за разработкой месторождений золота на Урале и в Сибири
в 20—40-х годах XIX в. последовало открытие богатейших россыпей,
а затем и рудных месторождений Калифорнии (1848 г.), Австралии (1851 г.)
и Аляски (1898 г.). Это вызвало колоссальное увеличение добычи золота
во всем мире.
Развитие горной промышленности базировалось на ее техническом
перевооружении. В ней, как и в других отраслях капиталистического
хозяйства, в этот период стали широко вводиться технические
усовершенствования, появляются новые машины, что коренным образом
изменило здесь многие трудовые процессы. Однако главные процессы добычи
полезных ископаемых — зарубка, отбойка и навалка в забое —
основывались на ручном труде.
Технические усовершенствования в области разведки
полезных ископаемых
Развитие горной промышленности требовало освоения новых
месторождений. Для закладки новых шахт были необходимы надежные данные
о наличии полезных ископаемых. В связи с этим повысилась роль
разведочного дела. Возникла необходимость в усовершенствовании методов
разведки, и в первую очередь бурения, как основного способа разведки
полезных ископаемых.
Еще в середине XVIII в. появилось так называемое ударноштанговое
бурение, позволившее решить две насущные проблемы горной техники
того времени: бурить более твердые породы и проходить более глубокие
скважины (до 100 ж, а в исключительных случаях даже до 200 м). Однако
скоро обнаружились недостатки ударноштангового бурения,
заключающиеся в том, что штанги, соединенные в одну колонку, при работе
получали большое напряжение, приводившее к их сгибанию. Стремясь
устранить эти недостатки, горные инженеры предложили ряд
усовершенствований ударноштангового бурения. В 1834 г. немцем Эйнгаузе-
ном были изобретены так называемые раздвижные ножницы, которые
помещались между ударной штангой, оканчивающейся долотом, и
системой штанг, расположенной выше. При бурении ударная штанга наносила
удар по забою скважины. Этот удар не распространялся на вышележащие
штанги. Таким образом, изобретение Эйнгаузена позволило проходить
более глубокие скважины.
164

В 40-х годах XIX в. появились различные варианты свободно
падающих штанг. В 1844 г. в Англии стал применяться свободно падающий
бур Кинда (рис. 71, 72), а в 1848 г.— бур Фабиана. Глубина бурения
достигла двести и более метров. В России при помощи систем со
свободно падающими бурами были пройдены очень глубокие скважины.
В районе г. Подольска была пробурена скважина глубиной в 287 м,
являвшаяся самой глубокой скважиной в то время.
Рис. 71. Свободно
падающий прибор Кинда. Рис- 72- Буровая установка Кинда.
С увеличением глубины разведочных скважин возникла проблема
очищения их от разбуренной породы. В связи с этим наряду с ударно-
штанговым бурением распространилось так называемое канатное
бурение, отличавшееся от последнего тем, что штанга, имеющая на конце
долото, опускалась в скважину на канате, а не на системе жестких
штанг. Долото соединялось с тяжелой ударной штангой квадратного или
круглого сечения. После пробуривания небольшого участка скважины
долото легко поднимали на канате на поверхность, а в скважину
опускали на канате длинное ведро — желонку, которая очищала скважину
от пород. Канатное бурение получило особенно большое применение во
второй половине XIX в.
Однако канатное бурение имело свои отрицательные стороны:
штанга поворачивалась с очень большим трудом. Этот недостаток был
вскоре преодолен введением самоповорачивающихся ударных штанг.
165

В различных странах, в первую очередь в Англии и США, для этой цели
были созданы специальные буровые станки. В 60-х годах в США стали
применяться станки для бурения скважин на глубину более 1000 м.
В начале XIX в. была высказана мысль о возможности очистки
скважины от разбуренной породы путем промывки забоя струей воды. В
Европе практически реализовали эту мысль в 1815 г. Однако лишь в 1855 г.
датчанин Мертенсон изобрел способ бурения мягких пород путем
проходки скважин струей воды. Этот, так называемый датский, способ
разведочного бурения сохраняет свое значение и до настоящего времени. Однако
бурение с промывкой скважин водой или специальным буровым
раствором, связанное с введением в практику бурения обсадных труб, широко
распространилось лишь в конце 70-х годов XIX в.
Усовершенствование техники проходки и крепления
горных выработок. Совершенствование систем разработки
месторождений полезных ископаемых
Строительство большого количества рудников и шахт потребовало
изменения методов проходки горных выработок как вертикальных
(шахтных стволов), так и горизонтальных (штреков, тоннелей, штолен и др.).
Проходка шахтных стволов в условиях достаточно устойчивых пород
при сравнительно слабом притоке воды не вызывала трудностей. Она
осуществлялась при помощи взрывных работ, причем выработки
укреплялись венцовой крепью.
Но при плывунах, а также в условиях трещиноватых пород с
большим притоком воды этими способами проходить горные выработки
было невозможно. С начала XVIII в. для крепления шахтных стволов,
проходимых в плывунах, начали применять забивную деревянную
крепь. В 1861 г. в Рурском бассейне появилась металлическая забивная
крепь.
В 1839 г. во Франции инженер Триже впервые предложил кессонный
метод проходки шахтных стволов, который в 1841 г. был применен при
проходке ствола угольной шахты в водонасыщенных грунтах во
Франции. Кессон представлял собой металлическую трубу диаметром 1,8 м.
вверху которой был установлен шлюзовой аппарат, через который
проходили рабочие, извлекался грунт и доставлялись необходимые
материалы.
С конца 40-х годов метод проходки шахтных стволов, предложенный
Киндом, стал применяться для разведочного бурения. Метод Кинда
был усовершенствован в 1850 г. бельгийским инженером Шадроном,
применившим специальные устройства, позволившие почти полностью
останавливать приток воды в шахту.
Примерно в 50-х годах XIX в. окончательно оформился метод
проходки шахтных стволов в мягких грунтах с большим притоком воды.
Это было по существу ударноштанговое бурение, но воспроизведенное
в большем размере. Штанги, приводившиеся в движение паровой
машиной, оканчивались специальным инструментом с насаженными на него
долотами. Этим инструментом производились удары по забою при
постепенном поворачивании штанг. Буровой инструмент давал возможность
проходить стволы шахт диаметром до 4,5 м. Бурение осложнялось
громоздким оборудованием. Предварительная откачка воды не
производилась. Ударноштанговое бурение с опускной крепью, получившее
развитие в 50—70-х годах, считалось одним из крупнейших
достижений горного дела.
166

Горизонтальные выработки проходились при помощи буровзрывных
работ, которые в своем развитии претерпели большие изменения. Были
изобретены новые виды взрывных веществ, усовершенствованы способы
взрывания, внедрены эффективные средства бурения шпуров. Развитие
военной техники привело к изобретению мощных взрывчатых веществ:
пироксилина и нитроглицерина. Пироксилин был открыт X. Шёнбейном
в 1846 г., а нитроглицерин — А. Собреро в 1847 г. Практически
нитроглицерин начал применяться после того, как русские ученые Н. Н. Зи-
нин и В. Ф. Петрушевский провели начиная с 1854 г. ряд опытов по его
использованию. В 1867 г. А. Нобелем был изобретен динамит. С 70-х годов
XIX в. начал применяться пироксилин.
В 1867 г. на Верхне-Успенском прииске в Забайкалье были
произведены первые опыты по применению нитроглицерина для взрывных работ.
С этого времени новые взрывчатые вещества начали быстро внедряться
в горную промышленность.
Так как применение открытого огня для воспламенения пороховых
зарядов приводило к частым катастрофам в рудниках и шахтах, в 1830 г.
был предложен огнепроводный, или бикфордов, шнур, позволивший
значительно снизить опасность взрывных работ. Однако только изобретение
и внедрение в конце XIX в. электрического взрывания в горном деле
позволило обеспечить безопасность взрывных работ1.
Известно, что на скорость ведения взрывных работ большое влияние
оказывает способ бурения шпуров. Длительное время бурение шпуров
осуществлялось вручную. Первые попытки создания ударных
перфораторов (бурильных молотков) относятся к началу XIX в. Вначале был
создан ударный перфоратор (перфоратор Иордана). Принцип действия его
заключается в следующем: при помощи махового колеса и специальных
защепов поднималась скрепленная с поршнем штанга. Затем под
действием сжимаемой рабочей пружины штанга шла вниз, нанося удар за счет
собственной тяжести и ударной силы пружины. Этот перфоратор
предназначался для бурения шпуров в твердых породах. Для мягких пород
были созданы вращательные перфораторы.
В первой половине XIX в. были созданы перфораторы, приводимые
в действие паром и водой. В 1849 г. впервые такой перфоратор
сконструировал американец Коуч, использовав при этом элементы поршневой
машины. Перфоратор Коуча был очень громоздок. Его можно было
применять лишь при проходке выработок большого сечения, в частности
железнодорожных тоннелей. Кроме того, применение паровых
перфораторов осложняло проветривание выработок, поэтому в 60-х годах они были
заменены пневматическими перфораторами, работавшими при помощи
сжатого воздуха.
Первый пневматический перфоратор был создан в 1857 г.
французским инженером Соммелье. Это был перфоратор ударного типа.
Применение его в 1861 г. увеличило скорость проходки тоннелей более
чем в два раза. Пневматические перфораторы были затем
усовершенствованы при строительстве Сен-Готардского тоннеля. Здесь впервые
начали применяться в большом количестве станки с целым комплектом
перфораторов.
Хотя первые перфораторы для бурения и были изобретены в начале
XIX в., однако в горном деле они долго не получали
распространения. Механизированное бурение шпуров обходилось в два раза дороже
1 Впервые опыты по применению электрического взрывания мин провел в 1812 г.
П. Л. Шиллинг. Но в горном деле этот способ взрывания получил распространение
значительно позже — в конце XIX — начале XX в.
167

ручного труда, и поэтому предприниматели отказывались применять
перфораторы. Успехи в развитии механизированного бурения шпуров
в этот период связаны не с работами в рудниках, а с постройкой
железнодорожных тоннелей. Решающим моментом здесь явилась не
стоимость бурения, а большая скорость проходки.
В рассматриваемый период были усовершенствованы системы
разработок добычи всех полезных ископаемых. Для рудной промышленности
характерным был переход к выемке полезных ископаемых
горизонтальными слоями, обычно снизу вверх. Выемка руды производилась с
помощью буровзрывных работ. В каменноугольной промышленности
разрабатывались преимущественно пологие и наклонные пласты средней
мощности, особенно удобные для выемки.
В начале XIX в. разработка месторождений велась так называемыми
короткими столбами. Столбы угля нарезались при помощи просеков
и печей размером 13,7x13,7 м. Конечно, такая система была
нерациональной, ибо при очистных работах происходили огромные потери
угля (до 60%).
Большое распространение имели также камерные системы, которые
в первой половине XIX в. значительно совершенствуются. Что же касается
крутопадающих пластов угля, то их в XIX в. разрабатывали при помощи
потолкоуступных систем. Однако большого распространения они не
получили, так как разработка мощных пластов угля представляла в то время
большие трудности.
Основной процесс добычи угля — его выемка — в первой половине
XIX в. производился вручную — кайлом и обушком, иногда
использовались буровзрывные работы. В это время делались только первые
попытки механизировать эту наиболее трудоемкую операцию.
Англичанин Мензис еще в XVIII в. спроектировал машину для
подрубки угля. Данные о ее конструкции не сохранились, но,
по-видимому, она приводилась в действие руками рабочего при помощи рычага.
Интересно отметить, что конструкции первых врубовых машин
копировали работу человека в забое. Углеподбойная машина англичанина
Сарта состояла из кайла и поршня с цилиндром, который был закреплев
на специальной тележке. При движении поршня кайло делало
горизонтальный вруб примерно так же, как это делала рука шахтера.
Другая врубовая машина была основана на принципе действия
ударного перфоратора. Врубовая машина ударного типа конструкции
инженера Шрамма была смонтирована на тележке, которая во время
работы закреплялась перед забоем. Этот перфоратор мог перемещаться
вдоль забоя и подаваться вперед. Позже была сделана попытка
использовать для вруба принцип сверления (сверлильная буровая машина
Нейбурга).
Наиболее эффективными оказались врубовые машины, в которых
использовался принцип дисковой пилы. Дисковая врубовая машина была
предложена английским инженером Уорингом. Резание угля
осуществлялось в ней при помощи зубков, насаженных на диск. Эту машину
применяли для производства горизонтальных врубов. Практически дисковая
врубовая машина была освоена в Англии в 1862 г. Лучшей врубовой
машиной в 70-х годах XIX в. была пневматическая машина Винстлея.
Производительность труда при машинной зарубке была в два раза
выше, чем при ручной работе, но дисковая врубовая машина обладала
существенными недостатками: машину трудно было удерживать у груди
забоя, тонкий и широкий диск ее быстро зажимался осаждающимся после
подрубки углем и т. п. Поэтому эти машины широкого распространения
не получили.
168

Механизация подземного транспорта, подъема и водоотлива
В первой половине XIX в. были проведены работы по механизации
транспортировки полезных ископаемых. На многих рудниках и шахтах
стала использоваться канатная откатка, при которой вагонетки
прикреплялись к бесконечно движущемуся канату, укрепленному между двумя
шкивами, один из которых приводился в движение либо лошадью, либо
паровой машиной.
Наиболее интересные изобретения в области транспортировки
полезных ископаемых были сделаны в золотопромышленности. В 1861 г.
Рис. 73. «Песковоз» Лопатина.
(Чертеж из привилегии.)
инженером А. Лопатиным был изобретен так называемый песковоз. Это
был первый ленточный конвейер, предназначаемый для транспортировки
золотосодержащих песков к машинам, а отмытых песков в отвал.
Лопатин широко применял свое изобретение на приисках Восточной Сибири
(рис. 73).
Песковоз Лопатина явился прообразом современного конвейера,
нашедшего самое широкое применение в горной промышленности.
Глубокие сдвиги произошли в технике подъема. Решающую роль
в перевооружении техники подъема сыграла примененная в качестве
двигателя паровая машина. В начале XIX в. на рудниках еще можно
было видеть и паровой насос для откачки воды из шахты, и
гидравлическое колесо для подъема полезных ископаемых. Однако с 20-х годов
XIX в. для подъема начинают широко применяться паровые машины.
Создаются специальные рудничные подъемные установки, приводимые
в действие паровым двигателем.
Одновременно в этот период велись работы по созданию
предохранительных устройств, так называемых шахтных парашютов, которые в
случае обрыва головного каната или отказа в работе тормозов подъемной
машины задерживали падающую клеть.
Увеличивающаяся глубина рудников предъявляла все новые и новые
требования к подъемным машинам и канатам. Применявшиеся ранее
толстые пеньковые канаты и тяжелые цепи не удовлетворяли этим
169

требованиям. Большое значение для развития подъема имело
изобретение немецким горным инженером В. Альбертом (1787—1846)
проволочных рудничных канатов. Впервые альбертовские канаты были
применены в 1834 г. на руднике «Каролина» в Рурском бассейне.
Наиболее острой проблемой, стоявшей перед горной техникой, была
проблема водоотлива. В XIX в. на рудниках для привода поршневых
насосов появилась паровая машина двойного действия, заменившая
пароатмосферную машину. Но и эта машина, хотя и значительно более
экономичная, чем пароатмосферная, была слишком громоздка.
В середине XIX в. осуществляется переход сначала к штанговым
безбалансирным машинам, а затем к паровым насосам прямого дей-
Рис. 74. Схема «водогояа» А. А. Саблукова.
ствия. В этом случае паровая машина при паровом насосе прямого
действия устанавливалась не на поверхности, а в подземной камере. Такая
система водоотлива давала возможность откачивать рудничные воды
более глубоких горизонтов.
Однако поршневые насосы не могли обеспечить достаточной глубины
откачки воды из рудников. Поэтому уже в начале XIX в.
изобретательская мысль работает над созданием совершенно новых средств
водоотлива — центробежного насоса. В 1835 г. русский изобретатель А. А. Саблу-
ков (1783—1857) сконструировал первый центробежный насос-водогон,
правда, сначала несовершенный. В 1838 г. им была создана еще одна
вполне практически применимая конструкция центробежного насоса
(рис. 74).
Над решением этой проблемы работали изобретатели и других стран.
Английский изобретатель Аппольд демонстрировал центробежный насос
своей конструкции на Всемирной Лондонской выставке в 1851 г. и на
Парижской выставке в 1855 г.
Но все эти изобретения не получили широкого применения, так как
паровая машина как двигатель не могла обеспечить необходимую
скорость вращения насоса, в результате чего КПД его был крайне невысок.
Центробежные насосы стали внедряться в практику горного дела лишь
в конце XIX и начале XX в., когда для их привода был применен
электродвигатель.
170

Усовершенствование вентиляции и освещения
горных выработок
Углубление горных выработок и увеличение их протяженности
резко ухудшили рудничную атмосферу: количество углекислоты и метана
-в ней возросло. Это привело к росту числа взрывов в шахтах. Применение
паровой машины в рудниках также вызвало ряд крупных катастроф.
Поэтому проблема проветривания шахт стала очень острой. В XIX в.
для проветривания шахт начинают применяться поршневые
вентиляторы, приводившиеся в действие балансирными паровыми машинами,
конструкция которых напоминала паровую машину. Для увеличения
количества воздуха, подаваемого в шахту, стали увеличивать размер
вентиляторов. У некоторых вентиляторов, получивших широкое
применение в середине XIX в., диаметр поршня доходил до 5,5 м.
Громоздкость и малая эффективность таких вентиляторов заставляли
искать новых решений. Новым средством проветривания явился
центробежный вентилятор. Впервые успешно работавший центробежный
вентилятор был изобретен инженером А. А. Саблуковым в 1832 г. В 1835 г.
этот вентилятор был применен для проветривания Чигирского рудника
на Алтае.
Значительное увеличение глубины шахт и длины горных выработок,
неминуемо сопровождающееся увеличением выделения легко
воспламеняющихся газов, полностью исключало применение для подземного
освещения открытого огня: факелов, свечей, ламп. Проблему освещения
в шахтах решило изобретение взрывобезопасной лампы, которую в 1815 г.
изобрел английский химик Г. Дэви (1778—1829). Лампа Г. Дэви состояла
из резервуара, наполненного маслом, и горелки, прикрытой колпаком
из металлической сетки. Принцип, положенный в основу конструкции
лампы Дэви, заключался в охлаждении металлической сеткой продуктов
горения газа, образующихся внутри лампы, до такой температуры, при
которой воспламенение взрывчатой смеси за пределами лампы становится
невозможным.
Широкое распространение лампы Дэви резко ухудшило условия
труда рабочих. Шахтовладельцы, решив, что лампа Дэви является
достаточной гарантией безопасности от взрывов, перестали обращать
внимание на проветривание шахт. В результате шахтерам приходилось
работать в крайне тяжелых условиях.
Новые методы обогащения полезных ископаемых
В этот период происходят поиски новых методов обогащения полез-
вых ископаемых.
В России была сильно развита добыча золота и серебра. Это
способствовало разработке русскими инженерами и учеными новых методов
вторичного извлечения благородных металлов из горной породы.
В России была проделана большая работа по конструированию
машин и механизмов для промывки песков россыпных месторождений
золота. Больших достижений в этом добились инженеры Л. И. Брусни-
цын (1814), И. И. Варвинский (1836), П. П. Аносов (1840) и др. П. П.
Аносов изобрел оригинальную машину для промывки золотосодержащих
песков и предложил новый способ извлечения золота путем переплавки
песка в золотистый чугун с последующим растворением чугуна в серной
кислоте.
Крупнейшее значение для дальнейшего развития
золотопромышленности имело открытие русского ученого П. Р. Багратиона, опубликовав-
171

шего в 1843 г. работу, посвященную изучению условий растворения золота
и серебра при цианистом процессе. Этот процесс, как известно, составляет
основу современной гидрометаллургии золота. П. Р. Багратион опытным
путем доказал, что металлическое золото, серебро и медь хорошо
растворяются в водных растворах щелочных цианидов и в значительно
меньшей степени в растворах железистосинеродистой соли. В ходе
исследований он определил необходимые условия для ускорения всего
процесса.
После Багратиона этот вопрос изучали Е. Евреинов (1843), Л. Эльс-
нер (1846), М. Фарадей (1856) и др.
Наиболее интересные работы были проведены в области изучения
свойств платины и создания новых методов ее извлечения. Русский
ученый А. А. Мусин-Пушкин (1760—1805) разработал и ввел новые методы
аффинажа1 и обработки платины, подготовил необходимые условия для
развития технологии получения платины. Схема аффинажа платиновых
металлов основывалась на растворении сырой (шлаковой) платины в
«царской водке» и на последовательном осаждении из раствора нашатырем
сначала платины, а затем иридия. Другим крупным достижением,
определившим дальнейшее развитие аффинажа платины, явились начатые
в 1840 г. исследования русского ученого К. К. Клауса (1796—
1864), который основное внимание уделял химии и аффинажу иридия,
осьмия, радия и рутения2.
В итоге к середине XIX в. сложилась довольно эффективная схема
технологических процессов механического обогащения серебряных,
золотых, свинцовых, оловянных и медных руд. Большое значение в
технологии обогащения придавалось гравитационным методам,
осуществляемым при помощи поршневых отсадочных машин.
1 Аффинаж — металлургический процесс получения благородных металлов-
высокой степени чистоты путем отделения примесей.
2 Рутений был открыт К. К. Клаусом.

ГЛАВА XI
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Щ ¦ Влияние крупной машинной индустрии
Я на технику сельского хозяйства
^^ 80-х годов XVIII в. в капиталистических странах, и в первую
HL очередь в Англии, происходит весьма интенсивное развитие
всех отраслей сельского хозяйства. Развитие фабричной системы, рост
городов и городского населения, начавшийся со второй половины XVIII в.,
чрезвычайно расширили внутренний рынок стран, вступивших на путь
капитализма. Спрос на продукты питания и на сельскохозяйственное
сырье, необходимое для обрабатывающей промышленности, необычайно
возрос.
Вовлекая сельское хозяйство в сферу развернутых товарно-денежных
отношений, развивающийся капитализм способствовал прогрессу методов
земледелия. Именно в это время начали складываться основные приемы
агротехники, связанные с применением сельскохозяйственных машин,
делаются первые опыты использования в сельском хозяйстве достижений
агрономии, химии и других наук. В эту эпоху значительно увеличилось
количество вносимых в почву удобрений, началось создание более
продуктивных сортов высеваемых культур.
Изменилась сама система земледелия. На смену паровой системе
в ряде стран пришла плодопеременная система земледелия, сущность
которой заключается в том, что в севообороте нет свободных паровых
земель, а на всей земле последовательно из года в год происходит
смена культур.
«На место самого рутинного и самого нерационального ведения
дела,— писал К. Маркс,— выступает сознательное технологическое
применение науки»1.
Первые сельскохозяйственные машины появились в Англии. Англия
была, как известно, страной наиболее раннего развития машинной
техники. Кроме того, с конца XVIII в. английская деревня, 70% крестьян
из которой переселилось в города, была не в состоянии удовлетворить
ни потребностей городских рынков в продуктах питания, ни
потребностей перерабатывающей промышленности в сельскохозяйственном сырье.
Продовольственная проблема обострилась из-за предпринятой
Наполеоном в начале XIX в. континентальной блокады, сильно затруднявшей
доступ продовольствия в Англию извне. Все это способствовало
появлению машин в английском сельском хозяйстве.
В США обработка обширных малонаселенных земельных пространств
была возможна только при условии применения машин. Недостаток
1 Я*. Маркс, Капитал, т. I, стр. 508.
173

рабочих рук заставил искать замены их механизмами. Вот почему уже
в конце XVIII в. в США начали появляться изобретения в области
сельскохозяйственной техники, а также проводилась большая работа па
усовершенствованию машин английских конструкций.
Во Франции, Италии, Дании, Швеции, Голландии машины в
сельском хозяйстве начали распространяться главным образом во второй
четверти XIX в. В Германии машины в сельском хозяйстве появились
после революции 1848 г. В России земледельческие машины получили
относительно широкое применение лишь к концу XIX в.
Сельскохозяйственные машины в основном можно разделить на
четыре главных типа: 1) машины для обработки земли (плуги, бороны); 2)
машины для посева (сеялки всех родов); 3) машины для уборки зерновых
культур (жатвенные машины) и 4) машины для обработки злаков (молотилки,
веялки, сортировки). Ниже мы остановимся на рассмотрении эволюции
только этих видов сельскохозяйственных машин.
Механизация обработки земли. Эволюция плуга
Основным почвообрабатывающим орудием в рассматриваемую эпоху
являлся плуг.
В начале XVIII в. в Англии и в других европейских странах был
распространен деревянный однолемешный конный плуг, изобретенный еще
в конце XVII в. в Голландии. Он состоял из четырех основных частей:
лемеха, отрезающего пласт земли в горизонтальной плоскости, отвала,
оборачивающего и разрыхляющего пласт, подошвы, служащей опорой
плугу и грядильни или дышла, за которую плуг приводился в движение
тягловой силой. Все части плуга, кроме лемеха, были деревянными.
Глубина запашки плуга не превышала 10 см.
Такой плуг мог примецяться лишь на небольших земельных участках.
Сравнительно крупное английское фермерское хозяйство он не
удовлетворял. При обработке больших участков земли деревянные части плуга
очень быстро изнашивались. Поэтому основной задачей его
усовершенствования было стремление найти такой материал, который обеспечил бы
более длительный срок работы орудия.
В 30-х годах XVIII в. в Шотландии появился плуг (изобретатель
его неизвестен), у которого наиболее изнашивающиеся части —лемех и
отвал — были целиком из железа. Некоторое время в Англии, а потом и
в США были распространены так называемые железные плуги. Однака
они не отличались большой прочностью, а их лемех быстро изнашивался.
В 1803 г. англичанин Роберт Рансон сделал цельный плуг из чугуна.
Хотя это повысило его прочность, однако чугунный плуг был пригоден
лишь для вспашки чернозема. При обработке глинистой почвы он увязал,
а по песку скользил. Поэтому плуг Рансона не получил большого
распространения.
В 1819 г. американский фермер П. Вуд сконструировал чугунный
плуг оригинального типа. Этот плуг производился из чугуна, причем
все его части изготовлялись отдельно. По мере изнашивания отдельных
частей их можно было заменять другими. Однако чугунные плуги
обладали некоторыми существенными недостатками: лемехи при обработке
рыхлой земли скоро притуплялись, а в каменистой, твердой почве чугун
быстро ломался.
В 1833 г. кузнец Джон Лен из Чикаго в лемех деревянного плуга
вделал острое стальное лезвие в чугунной оправе. Это был первый ша?
к изготовлению цельного стального плуга.
174

В том же 1833 г. в США кузнец Джон Дир создал первый
цельностальной плуг. Вначале плуги изготовлялись из так называемой пильной стали-
считавшейся наиболее прочной, но затем, в 1868 г., американец Вильям
Морисон получил специальную плужную сталь, из которой и начали
производиться плуги.
Наряду с поисками нового материала для изготовления плуга шла
работа над усовершенствованием его конструкции. Уже к 30-м годам XIX в.
была выработана наиболее целесообразная конструкция плуга. В
зависимости от назначения начали изготовлять специальные плуги одно-
и многолемешные, окучники, почвоуглубители, культиваторы и т. д. Все
это позволило достигнуть более глубокой пахоты, доходящей до 30 см.
Рис. 75. Паровой плуг.
наилучшего перевертывания и крошения пласта земли, а также
значительно увеличить пространство, обрабатываемое плугом.
Последний этап эволюции плуга был связан с применением паровой
машины как тягловой силы. Мысль об использовании паровой машины
в сельском хозяйстве зародилась в конце XVIII в. Еще Джемс Уатт
делал опыты в этом направлении. Однако в практику сельского
хозяйства паровая машина вошла лишь к 60-м годам XIX в.
В 1855 г. английские фермеры Фаулер и Говард выработали
наиболее подходящее сочетание паровой машины и плуга. Это позволило
создать плуг весьма совершенной конструкции. Глубина запашки
паровым плугом доходила до 48 см. Средний урожай пшеницы на участках,
где применялся паровой плуг, повысился на 24%. Паровой плуг
вспахивал от 2 до 9 десятин в день, тогда как конный четырехлемешный
плуг — не больше 1,5—2 десятин. К 80-м годам XIX в. паровой плуг
стали широко использовать в крупных помещичьих и капиталистических
земледельческих хозяйствах.
К 70-м годам XIX в. в сельском хозяйстве различных стран имелись
плуги самых разнообразных конструкций. В каждой стране, в
зависимости от климата, почвы, социально-экономических условий, уровня
развития машиностроения, вырабатывались и применялись самые
различные виды плугов, приспособленные к специфическим условиям данной
страны.
В России работа над усовершенствованием плуга началась еще в
конце XVIII в. Вольное экономическое общество дважды, в 1773 и в 1791 гг.,
объявляло конкурс на создание лучшего плуга. В начале XIX в. в нашей
стране были особенно распространены передковые плуги конструкции
мастеров Лукьяна Рудницкого, Трофима Петренко и беспередковый плуг
175

Ивана Кургана. В 50-х годах русский инженер Э. П. Шуман
сконструировал значительно улучшенный так называемый южнорусский
цельнометаллический плуг. Интересной деталью этого плуга был широкий
полувинтовой отвал. Отвал и лемех изготовлялись из чугуна. Плуг имел также
удобную регулировку глубины пахоты в пределах от 10 до 20 см.
Вплоть до 70-х годов шло усовершенствование русского плуга.
К этому времени появляется так называемый новороссийский плуг,
получивший широкое распространение по всей России, особенно в степной ее
полосе. У новороссийского плуга имелись широкие полувинтовые и
комбинированные отвалы, что обеспечивало его применение на тяжелых,
сильно задерненных и высохших почвах. Глубина пахоты плуга доходила
до 18 см, для работы на нем требовалось 2—3 лошади или 2 пары волов.
С 50-х годов XIX в. в России появились многочисленные разновидности
беспередковых плугов, а также различные типы почвоуглубителей.
Механизация процесса сева
Долгое время сеяние было самым маломеханизированным процессом
в сельском хозяйстве. В Европе до половины XVIII в. посев производился
почти исключительно вручную1.
Первые попытки механизировать сев в Европе относятся к XVII в.
Однако в Англии вопрос о механизации сева был серьезно поставлен лишь
в 30-х годах XVIII в., когда известный деятель в области английского
сельского хозяйства Джетро Тулль стал пропагандировать рядовую
культуру. При этом способе земледелия зерно засевается правильными рядами,
на одинаковом расстоянии одно от другого и на определенной глубине.
Рядовая культура требовала создания специальной сеялки. Д. Тулль
создал ее, превратив обыкновенную сеялку в многолемешную, состоящую
из двух частей: цилиндра с отверстиями, куда помещались зерна, и двух
сошников, идущих один за другим. Покрытие зерен землею производилось
следующей бороной.
Однако наибольшее практическое применение получила сеялка,
изобретенная англичанином Куком в 1785 г. Она состояла из трех
механизмов: проводящего бороздки, выбрасывающего семена и заполняющего
бороздки землей. Эта сеялка, претерпев некоторые изменения и
усовершенствования, связанные с именами многих изобретателей, в конце концов
превратилась в работоспособную рядовую сеялку. Она получила очень
широкое распространение.
Примерно к 50-м годам XIX в. рядовые сеялки стали производиться
в США. В крупных капиталистических и помещичьих хозяйствах
использование рядовой сеялки оказалось весьма выгодным, но для небольших
хозяйств она была чрезмерно дорогой.
В нашей стране имелись сеялки отечественных конструкций.
Широкое распространение, например, получила рядовая сеялка, изобретенная
агрономом Ф. Майером, разбросная сеялка с щеточным высевающим
аппаратом конструкции агронома И. Ф. Гриневецкого и ряд других.
В 50-х годах XIX в. большое распространение в Европе получили
так называемые гнездовые сеялки. Они высевали семена в почву кучками,
1 Следует отметить, что люди на протяжении столетий пытались облегчить этот
трудоемкий процесс. Так, в Древнем Китае (VI в. до н. э.) применялось, например,
механическое приспособление для посева. Оно представляло собой деревянный станок
на двух полозьях, который везли по полю. На станке имелся деревянный стержень,
проводивший борозду, в которую рукой насыпались семена; грядка заделывалась
деревянной палкой.
176

или гнездами, причем каждое гнездо находилось на равном расстоянии
друг от друга по всем направлениям. В отличие от рядовых гнездовые
сеялки выбрасывали зерна не непрерывно, а через известные промежутки.
К 70-м годам XIX в. процесс посева осуществлялся при помощи
машин-сеялок весьма разнообразных конструкций. Сеялки обычно
приводились в движение лошадьми, однако в конце XIX в. в крупных
хозяйствах Европы и Америки стали применяться сеялки с паровым двигателем
(сеялки Фаулера).
Механизация процесса уборки зерновых.
Жатвенные машины
С древнейших времен и вплоть до начала XX в. для уборки
урожая применялись серп и коса. В ряде стран эти орудия используются
и сейчас1. vuttt *,
Впервые жатвенные машины начали появляться в конце avj.ii в.
в Англии и США. Они имели режущий аппарат в виде вращающегося
диска. Большого распространения эти механизмы, впрочем, не получили
Рис. 76. Жатвенная машина Хуссея.
из-за своего технического несовершенства. В 1822 г. англичанин Генри
Огль построил модель жатвенной машины, режущий аппарат которой
был основан на совершенно новом принципе: вместо диска изобретатель
предложил раму, на которой помещалась железная полоса с зубьями.
Внизу под этими зубьями находился острый нож, который двигался взад
и вперед и срезал стебель злака, когда он находился между зубьями.
В этой машине впервые был применен принцип ножниц, принятый во
многих современных жнеях.
В 1826 г шотландец Белль изобрел жнею, с появлением которой
земледелие получило достаточно пригодную для уборки урожая машину.
Режущий аппарат у машины Белля состоял из 12 специальных
приспособлений-ножниц, действующих друг около друга. Жнея приводилась
в движение лошадьми, толкавшими ее сзади. Машины Белля неоднократно
получали премии на международных выставках за свои ценные
технические качества. До конца XIX в. они оставались основными жатвенными
1 Правда, в I в. до н. э. римский ученый Плиний описывает жатвенную машину,
которая 6PyZ бы применялась на полях древней Галлии. Но это изобретение видимо,
былсГ забыто, так как в средние века жатва производилась исключительно вручную.
177

машинами в Англии. В США также велись работы по изобретению
жатвенных машин. В 1863 г. Обэд Хуссей создал жатвенную машину с
оригинальным режущим аппаратом (рис. 76).
В 50-х годах XIX в. была разработана конструкция вполне
работоспособной жатвенной машины, принцип действия которой весьма близок
к современным жаткам. В 70-х годах XIX в. жнейки были снабжены
аппаратом для завязывания снопов.
Жатвенные машины получили большое распространение и в Европе
и в Америке. К 1870 г. в США применялось около 50 тыс. жаток. К
началу XX в. заводы жатвенных машин в Чикаго выпустили 5 млн. жаток,
которые экспортировались во все страны мира.
Русские изобретатели предложили немало оригинальных
конструкций жаток. Довольно широкое применение в начале 50-х годов имела
пароконная жатка конструкции механиков Каугерта и Языкова,
созданная в 1847 г. Она имела режущий аппарат по типу Хуссея с
пилообразной ноя^евой полосой и прямолинейным возвратно-поступательным
движением. Такие жатки изготовлялись в довольно больших количествах
в мастерских Вольного экономического общества в Петербурге. Однако
Россия, не имея своих заводов сельскохозяйственного машиностроения,
не могла в полной мере наладить производство отечественных жатвенных
машин.
Применение машин для молотьбы
Первые попытки создания механизмов для вымолачивания зерен
относятся ко второй половине XVIII в. Европейские и американские
инженеры и техники в этот период сконструировали множество
приспособлений для механической молотьбы. Молотильная машина является
поистине интернациональным изобретением. Ее появлению предшествовало
множество неудачных опытов, и только в 1785 г. шотландцу Мейклю
удалось разработать практически пригодную конструкцию молотилки с
барабаном, снабженным билами1. Эта молотилка является прообразом
современных молотилок с билами. Рабочий механизм молотилки состоял из
двух небольших рифленных и желобчатых деревянных, сверху покрытых
жестью валиков, которые, двигаясь в противоположных направлениях,
захватывали подаваемые им колосья, протягивали их между собой и
выдавливали часть зерен, а затем вместе с соломой передавали колосья
барабану. На вращающемся барабане помещались четыре деревянных,
покрытых жестью трехгранных била с острыми краями, забиравшие
подаваемые им валиками колосья. Вилы окончательно выколачивали зерна из
колосьев.
В конце XVIII в. молотилки появляются и в США. В 50-х годах
в Америке широкое распространение получили молотилки изобретателя
Тернера. В отличие от шотландской системы в американских молотилках
зерна не выколачивались, а вычесывались. Зубья в них располагались
таким образом, чтобы колос проходил через них при движении
молотилки, как через гребень.
Молотилки шотландской или американской системы до начала XX в.
конструктивно почти не менялись. Сначала молотилки приводились
в движение вручную или силой животных, затем, в 60-х годах XIX в.,
стала внедряться паровая молотьба.
1 Билы (иди бичи) — трехгранные (деревянные, чугунные или стальные) планки,
насаженные на рабочую часть молотилки — барабан. Их назначение — мять и бить
солому, в результате чего зерно высыпается из колоса.
178

В России было разработано несколько конструкций молотилок
оригинальных систем. Особенно интересна с технической точки зрения
четырехконная молотилка с зубовым барабаном, изобретенная механиком
Михаилом Гвоздковым в 40-х годах XIX в. Однако широкого
распространения в сельском хозяйстве России молотилки не получили.
* #
Развитие техники земледелия при капитализме подчинено некоторым
специфическим законам, вытекающим из общих закономерностей
развития кариталистического способа производства.
При капитализме сельское хозяйство всегда отстает от
промышленности по уровню производительных сил. Ленин писал: «Земледелие
отстает в своем развитии от промышленности — явление, свойственное
всем капиталистическим странам и составляющее одну из наиболее
глубоких причин нарушения пропорциональности между разными
отраслями народного хозяйства, кризисов и дороговизны»1.
Это объясняется тем, что, несмотря на процесс концентрации
земельной собственности, весьма интенсивно протекавший в рассматриваемый
нами период, численно преобладающей формой хозяйства в земледелии
оставалось мелкое хозяйство. Капитализм органически не может
уничтожить целиком мелкое землевладение. Разоряя мелкое
крестьянское хозяйство, крупный капитал в то же время вынужден сохранять его,
чтобы иметь постоянно источник дешевой рабочей силы. Таким образом,
капиталистическое земледелие, по выражению Маркса, вращается в
порочном кругу концентрации и раздробления.
По оснащению машинной техникой сельское хозяйство при
капитализме неизбежно отстает от промышленности. Внедрение машинной
техники в сельскохозяйственное производство происходит значительно
медленнее, чем в промышленности. Если паровой двигатель дал возможность
произвести коренные технические преобразования в промышленности, то
в сельском хозяйстве он нашел широкое применение только в виде
паровой молотилки. Крупные капиталистические сельскохозяйственные
предприятия применяют новейшую машинную технику в больших
масштабах. Однако мелкий сельскохозяйственный производитель не в
состоянии на ограниченном земельном отрезке использовать какие-либо
технические нововведения и покупать дорогостоящие
сельскохозяйственные машины. Наличие огромного числа мелких хозяйств приводит
к тому, что нигде при капитализме не сохраняется столько
первобытных приемов труда, как в земледелии. Машинная техника здесь
существует наряду с ручной, и по временам даже ручная техника имеет
тенденцию к более широкому распространению.
Широкое внедрение машин в капиталистическом сельском хозяйстве
задерживается также вследствие наличия дешевой рабочей силы,
неиссякаемый источник которой представляет собой постоянно разоряющееся
мелкотоварное крестьянское хозяйство.
В силу всех этих особенностей машинная техника проникала в
сельское хозяйство гораздо медленнее, чем в промышленность, и сфера
ее распространения была ограничена лишь крупными
сельскохозяйственными капиталистическими предприятиями. К 70-м годам XIX в.
сельское хозяйство основных капиталистических стран по уровню
вооружения машинной техникой далеко отставало от капиталистической
промышленности.
1 В. И. Ленин, Соч., т. 22, стр. 81.
179

ГЛАВА XII
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ ТРАНСПОРТА
¦ Противоречие между развитием машинной индустрии
Н и старыми средствами транспорта
Н ранспорт и другие технические средства связи между
¦i людьми являются важнейшими условиями всякого
производственного процесса. К. Маркс указывал, что «кроме добывающей
промышленности, земледелия и обрабатывающей промышленности существует
еще четвертая отрасль материального производства, которая в своем
развитии тоже проходит различные ступени производства: ремесленную,
мануфактурную и машинную. Это — транспортная промышленность,
все равно, перевозит ли она людей или товары»1.
Эпоха промышленной революции в основных отраслях
капиталистического хозяйства была в то же время и периодом технической
революции в средствах транспорта. «...Революция в способе производства
промышленности и земледелия,— писал К. Маркс,— сделала необходимой
революцию в общих условиях общественно-производственного процесса,
т. е. в средствах сношений и транспорта»2.
Особенно важное значение транспорт приобретает с развитием
крупной машинной индустрии, которая всегда нуждается в расширении как
внутреннего, так и внешнего рынков. Создание всемирного рынка,
вызванное колоссальным развитием торговли, потребовало массовой и по
возможности быстрой переброски сырья и гбтовых изделий на большие
расстояния.
Крупная машинная индустрия, кроме того, вызывает передвижение
населения. Увеличение спроса на рабочих настолько возрастает, что
«переход рабочих с одного заведения на другое, из одного конца страны
в другой становится необходимостью. Крупная машинная индустрия
создает ряд новых индустриальных центров, которые с невиданной раньше
быстротой возникают иногда в незаселенных местностях,— явление,
которое было бы невозможно без массовых передвижений рабочих»3.
С развитием машинной индустрии чрезвычайно усилилась
всесторонняя связь, всесторонняя зависимость различных отраслей
капиталистического хозяйства друг от друга. Осуществлять эту связь посредством
примитивной транспортной техники было чрезвычайно трудно. Средства
транспорта, завещанные мануфактурным периодом, превратились, по
выражению К. Маркса, «в невыносимые путы для крупной
промышленности с ее лихорадочным темпом производства, ее массовыми размерами,
1 К. Маркс, Теории прибавочной стоимости (IV том «Капитала»), ч. I, M., 1955,
«стр. 397.
2 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 390.
3 В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 549.
180

с ее постоянным перебрасыванием масс капитала и рабочих из одной
сферы производства в другую и с созданными ею мировыми рыночными
связями»1.
Крупная машинная индустрия в начале XIX в. не только поставила
новые требования перед транспортом, она в то же время подготовила
материально-технические предпосылки для его перевооружения.
Достижения металлургии и машиностроения, паровой энергетики и других
отраслей промышленности сыграли решающую роль в развитии
железнодорожного и парового водного транспорта.
Изобретение парового двигателя оказало решающее влияние на
техническое перевооружение всей транспортной системы. Паровой
сухопутный и водный транспорт привел средства сообщения в соответствие
с машинным способом производства. Таким образом, противоречие
между машинной промышленностью и средствами транспорта в период
с 20-х до 70-х годов XIX столетия было ликвидировано.
Характеризуя этот процесс, К. Маркс говорил: «...средства
сообщений и перевозки были мало-помалу приспособлены к способу
производства крупной промышленности посредством целой системы речных
пароходов, железных дорог, океанских пароходов и телеграфов»2.
Создание парового железнодорожного и водного транспорта явилось
основным содержанием технического переворота в транспортной системе
первой половины XIX в.
Возникновение чугунно-конных дорог
Развитие железнодорожного транспорта происходило по трем
основным направлениям. В этот период шло возникновение и распространение
рельсовых путей, происходило изменение способа тяги, а также развитие
специально приспособленных для рельсового пути вагонов.
Идея рельсового пути, как известно, нашла себе применение в
горном деле еще в XVI в. На рудниках в это время применялись
примитивные деревянные рельсы, по которым двигались вагонетки с рудой. Затем
начинают развиваться подъездные рельсовые пути для перевозок грузов
внутри отдельных промышленных предприятий. Сначала рельсы были
деревянные, затем постепенно их стали покрывать сверху чугунными
пластинами или обивать железом. Первые чугунные рельсы появляются
в Англии на горных предприятиях в конце 60-х годов XVIII в. Но эти
рельсы были хрупки и быстро изнашивались. После изобретения
метода пудлингования, т. е. когда железо стало довольно дешево, стали
распространяться железные рельсы. Рельсы из ковкого железа впервые
применил в Англии инженер Никсон в 1803 г. Уже в 1820 г. в Англии
было прочно освоено производство железных рельсов.
Повозки-вагонетки, которые двигались по рельсам на горных
предприятиях, вначале представляли собой обыкновенные ящики на колесах.
В 1786 г. ирландец Ричард Ловелл Эджуорт предложил использовать
для перевозки грузов целые составы ящиков. Так возникли вагонетки.
К началу XIX в. они применялись в горной промышленности повсеместно.
Сначала вагонетки откатывались по горным выработкам на
поверхность вручную, затем перешли к конной тяге. Применение лошадей стало
особенно выгодно при использовании составов вагонеток. Постепенно
появляются так называемые конно-чугунные дороги.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 390.
2 Там же.
181

Первая конно-чугунная дорога для общего пользования была открыта
в Англии в графстве Сэрри (близ Лондона). Протяжение этой дороги
составляло 40 км. Одна лошадь по специально устроенному чугунному
рельсовому пути везла состав из трех вагонов общим весом в 9,2 т.
В России конно-чугунные дороги стали создаваться в начале XIX в.
В этой области Россия опередила другие страны, за исключением Англии.
В России были замечательные строители первых конно-чугунных дорог,
среди которых прежде всего следует назвать Петра Кузьмича
Фролова (1775-1839).
Построенная в 1810 г. Фроловым Змеиногорская дорога на Алтае
протяженностью в 2 км заменяла гужевую повинность более 500
приписных крестьян. Фролов предложил и разработал очень смелый для своего
времени проект постройки конно-чугунной дороги протяженностью около
150 км. Однако в условиях царской России проекты Фролова не могли
быть осуществлены.
Конно-чугунная дорога не могла полностью решить проблему
транспорта, так как лошадиная тяга не обеспечивала достаточную скорость
движения и грузоподъемность. Нуя^ен был новый двигатель. Внимание
изобретателей в области транспорта привлек универсальный паровой
двигатель.
Изобретение паровоза. Развитие железнодорожного транспорта
Мысль о применении пара для нужд транспорта возникла еще в
XVII в. Вначале пытались приспособить паровые двигатели к
обыкновенным повозкам или телегам. Паровые повозки были рассчитаны на
движение по прямой дороге без рельсов.
Рис. 77. Паровая повозка Коньо,
В 1763 г. французский инженер Коньо построил первую паровую
повозку. Эта машина работала всего 12—15 минут. В 1769 г. (или в 1770)
Коньо построил более совершенную повозку, но, когда ее пустили
по улицам Парижа, оказалось, что ею невозможно управлять.
В 1787 г. американец Эванс изобрел еще одну паровую повозку,
однако столь несовершенную, что она не могла применяться на практике.
В конце 80-х годов XVIII в. Уильям Мердок, ученик и помощник
Джемса Уатта, создал паровую повозку с двигателем конструкции своего
учителя. Он построил ряд интересных моделей паровых повозок, но сделать
практически пригодную транспортную машину ему также не удалось.
182

Вообще до конца XVIII в. попытки использовать силу пара для
целей передвижения не увенчались успехом. И дело было не только в том,
что в то время технически было нельзя решить эту проблему. Внедрению
пара на транспорт очень мешало косное, предвзятое отношение большей
части едва вышедшего из недр феодализма общества к самой идее
искусственно увеличить скорость передвижения человека. С точки зрения
церковной морали это казалось «греховным». Изобретатели пытались внести
некоторые «улучшения» и «исправления» в «божественный промысел»,
который определил человеку ходить на двух ногах или в крайнем случае
прибегать к услугам лошадей. Всякий другой способ передвижения
рассматривался церковниками как
«нечестивая попытка улучшить творение
творца». Люди, занимавшиеся таким
предосудительным делом, объявлялись
пособниками дьявола. Если учесть, что
церковь пользовалась огромным
влиянием в Англии и до известной
степени формировала общественное мнение,
то станет ясно, что техникам и
механикам, посягавшим вместе с «врагом
рода человеческого» на
«божественное установление», приходилось
очень тяжело в «благочестивом»
английском обществе конца XVIII в.
Уильям Мердок претерпел
немало гонений от своих сограждан. Он
построил небольшую трехколесную
тележку и однажды ночью испытывал
ее на одной из малопроезжих дорог
близ города. Когда вода в котле
паровой машины закипела, тележка
неожиданно для изобретателя одна
понеслась по дороге, причем развила
такую скорость, что изобретатель был Иосиф Божек.
не в состоянии ее догнать. В это
время по улице проходил местный священник. Увидев несущийся навстречу
ому светящийся и свистящий предмет, священник вообразил, что видит
перед собой самого дьявола. Он поднял крик, на который сбежался
народ. Подошедший изобретатель пытался разъяснить тайну своего
«черта», но никто его не слушал. Тележку немедленно разломали, а
создатель ее едва спасся бегством от разъяренной толпы. С этих пор за Мердо-
ком прочно укрепилась репутация человека, знающегося с нечистой
•силой. Всякий богобоязненный невежда считал своим долгом из всех сил
вредить Мердоку. Не раз сограждане ломали его модели машин, мешали
проводить опыты, восстанавливали против него друзей, отпугивали от
изобретателя почти всех знакомых. Подобная же судьба постигла и
других изобретателей.
Однако развивающееся капиталистическое производство настойчиво
требовало реконструкции транспортных средств. В начале XIX в. во
многих странах велись работы над усовершенствованием так
называемой паровой телеги, иначе говоря, над созданием парового автомобиля.
Интересные опыты провел чешский механик И. Божек (1782—1832).
В 1815 г. он построил паровую тележку, которая была с успехом
испытана. Но попытки повторить в 1817 г. опыты с более мощной машиной не
дали удовлетворительных результатов. Следует отметить, что вообще
183

проблема создания парового автомобиля так и не была решена.
Автомобиль был создан только на базе двигателя внутреннего сгорания.
Многие изобретатели в эту эпоху пытались построить локомотив,
двигающийся по рельсам. Особенно большое значение для создания
железнодорожного транспорта имели работы
шотландского инженера и механика
Ричарда Тревитика (1771—1833),
который первым пришел к идее
применения паровых локомотивов на
специально устроенных рельсовых путях.
В 1803 г. Тревитик сконструировал
паровоз для рельсового пути, а в феврале
1804 г. провел первое его испытание
(рис. 78).
Это важное событие в истории
транспортной техники описывалось
в одной английской газете:
«Позавчера состоялось долго ожидавшееся
испытание новоизобретенной паровой
машины мистера Тревитика...
Испытание превзошло, к всеобщему
изумлению, все, что ожидали от него наиболее
ярые сторонники. В данном случае...
машина была употреблена для
перевозки до 10 тонн полосового железа
на расстояние свыше 9 миль; необхо-
т димо при этом отметить, что тяжесть
Ричард Тревитик. ^ л п л с
F F груза быстро возросла с 10 до 15 тонн
благодаря не менее 70 человекам,
взобравшимся на повозки. Подталкиваемые непобедимым любопытством,
они жаждали прокатиться, пользуясь первым успехом талантов изобре-
Рис, 78. Паровоз Тревитика.
тателя... Машина совершила свое путешествие без пополнения котла
водой и свободно передвигалась со скоростью 5 миль в час...»
184

Впоследствии Тревитику удалось добиться еще большей скорости,
причем паровоз тащил целый поезд из пяти вагонеток, общим весом
около 25 т. Паровоз Тревитика был первым рельсовым паровозом
в мире. Он имел один горизонтально расположенный паровой цилиндр.
Движение поршня передавалось ведущим колесом паровоза при
помощи шатуна, кривошипа и системы зубчатых колес. Чтобы
облегчить прохождение шатуна через
мертвые точки, Тревитик применил
маховое колесо. Весил паровоз 6 77г. Его
котел имел цилиндрическую форму и
обратную жаровую трубу, причем топка
была устроена в передней части паровоза.
Большим затруднением при опытах
с первым паровозом явилось то, что
путь, состоявший из хрупких чугунных
рельсов, был не приспособлен для
передвижения столь тяжелого локомотива.
Поэтому происходили частые задержки
из-за ломки рельсов. В конце концов
этот паровоз был снят с рельсов и
использован как стационарная машина.
Через три года упорной работы
над усовершенствованием паровоза и
рельсового пути Тревитик построил
первую в мире опытную кольцевую
дорогу в Лондоне. Строя ее, изобретатель
ставил своей целью популяризировать
свое изобретение, для того чтобы
добиться финансовой поддержки. Джордж Стефенсон.
Современные Тревитику газеты
так описывали эту железную дорогу:
«Наиболее удивительная машина, которая когда-либо была изобретена,
представляет собой паровую машину на четырех колесах, устроенную
таким образом, что она свободно и без всякой посторонней помощи
будет мчаться галопом по кругу со скоростью 15—20 миль в час. Она
весит 8 тонн и на ближайших скачках в Нью-Маркете будет
состязаться с тремя лошадьми в беге в течение 24 часов, дав старт
одновременно с ними...»
Несколько позже Тревитик открыл для всеобщего пользования
небольшую кольцевую железную дорогу вблизи одного из лондонских
скверов. Всякий мог осмотреть и паровоз и прицепленные к нему
вагончики. Кольцевая дорога работала несколько недель, затем лопнули
рельсы, и паровоз опрокинулся. Тревитик, затративший на постройку
дороги все свои средства, был не в состоянии починить путь и
поставить паровоз на рельсы. В конце концов Тревитик был вынужден
прекратить работу по созданию новых локомотивов.
Однако над созданием новых паровозов продолжали работать другие
изобретатели. За период с 1803 по 1814 г. появилось много весьма
разнообразных моделей рельсовых паровозов. В области паровозостроения
в этот период в Англии работали изобретатели Бленкинсон, Меррей,
братья Чемпей, Брентон, Хедли и др.
В 1814 г. сконструировал и испытал свой первый паровоз Джордж
Стефенсон (1781—1848), который в основном и решил проблему создания
парового железнодорожного транспорта. Стефенсон вышел из рабочей
среды. Его отец и дед работали наугольных шахтах близ Ньюкастла —
185

центра английской угольной промышленности. Молодые годы Стефенсон
провел, работая в угольных копях. Самоучкой, с большим упорством
он изучал механику, физику и многие другие науки. Параллельно с
учением он работал над изобретением различных машин и механизмов.
Свой первый паровоз Стефенсон назвал «Блюхер», в честь победителя
Наполеона при Ватерлоо. «Блюхер» повторял в своей конструкции
многие черты паровозов предыдущих изобретателей. Первый паровоз Сте-
«фенсона был очень тяжел, медленно двигался, работал
малопроизводительно, но непрерывно (в других паровозах происходили постоянные
остановки работы). В дальнейшем
Стефенсон продолжал
работу над
совершенствованием конструкции своего
паровоза. До 1825 г. он
построил около 16 различных
паровозов, упорно
добиваясь наиболее
приемлемой конструкции. Много
внимания Стефенсон
уделял совершенствованию
рельсового пути.
До 1825 г. паровозы
,г[| использовались главным
1Ш образом на маленьких
частных дорогах, обычно
обслуживающих нужды
рудников или фабричных
предприятий. Появление
более совершенных
конструкций паровозов
стимулировало строительство
новых железнодорожных
линий. В 1818 г. была
построена
железнодорожная линия
протяженностью в 61 км между
городами Стоктоном и
Дарлингтоном,
предназначенная для перевозки угля. В 1825 г. Стоктон-Дарлингтонская линия
была открыта для публики. На современников это произвело
колоссальное впечатление.
«Сцена, имевшая место утром 27 сентября 1825 г., не поддается
никакому описанию, — писал впоследствии один из директоров этой
дороги. — Многие, принимавшие участие в этом историческом событии,
всю ночь не смыкали глаз и были на ногах. Всеобщая бодрость и
веселость, счастливые лица многих, изумление и испуг на лицах других
разнообразили картину.
В назначенный час процессия тронулась. Во главе поезда следовал
паровоз, управляемый строителем его — Стефенсоном; за паровозом
следовали 6 вагонов с углем и мукой; вслед за ними — вагон с директорами
и владельцами дороги; затем 20 угольных вагонов, приспособленных для
пассажиров и наполненных ими, и, наконец, 6 вагонов, нагруженных
углем... По обеим сторонам пути стояла большая толпа народа; многие
бежали за поездом; другие верхом на лошадях следовали за ним по
сторонам пути. Последний имел небольшой уклон к Дарлингтону, и в этом
Рис. 79. Схема паровоза Д. Стефеясояа «Ракета»
186

месте Стефенсон решил испытать скорость поезда... Он увеличил скорость
хода до 15 миль в час. Когда поезд прибыл в Дарлингтон, оказалось, что
в вагонах было 450 пассажиров и что вес поезда был 90 тонн».
Новая железная дорога быстро показала преимущества нового вида
транспорта перед старыми способами передвижения. Популярность
железнодорожного транспорта в Англии росла. Многочисленные изобретатели
работали над созданием и совершенствованием новых видов локомотивов.
В 1829 г. был объявлен конкурс на создание лучшего паровоза. Стефенсон
представил на конкурс свой новый паровоз — знаменитую «Ракету»
(рис. 79). «Ракета» имела машину
мощностью в 13 л. с. На
конкурсе производились испытания
всех типов локомотивов. «Бой
паровозов», как называли этот
конкурс, закончился победой
«Ракеты», которая свободно тянула
поезд весом в 17 т со скоростью
до 21 км в час. Скорость паровоза
с одним пассажирским вагоном
и 36 пассажирами составила
38 км в час.
«Ракета» была наиболее
совершенным локомотивом того
времени. Изобретатель приспособил
к паровозу только что
появившийся тогда трубчатый котел,
который дал возможность
значительно увеличить скорость локомотива.
«Ракета» была построена с
учетом всех достижений
паровозостроения своего времени. Она
явилась как бы итогом начального
периода развития паровоза. Рис. 80. Модель первого паровоза
В 1830 г. в Англии для пасса- Е. А. и М. Е. Черепановых,
жирского двия^ения была открыта
железная дорога между Ливерпулем и Манчестером протяженностью
в 45 км. В этом же году в США была построена первая железнодорожная
линия Чарльстон — Огеста длиною в 64 км. В 1832 г. была построена
первая железная дорога во Франции, в 1835 г.— в Бельгии и Германии,
а в 1837 г.— в России и Австрии.
Первый паровоз в России был построен на Нижне-Тагильском заводе
на Урале в августе 1834 г. замечательными русскими механиками,
крепостными Ефимом Алексеевичем Черепановым (1774—1842) и его сыном
Мироном Ефимовичем Черепановым (1803—1849). Паровоз Черепановых
возил состав весом в 3,3 т со скоростью от 13 до 16 км в час (рис. 80).
Для увеличения парообразования Черепановы установили на паровозе
дымогарный котел с большим количеством трубок, чем в паровозе Стефен-
сона, а также применили специальный механизм обратного хода. Вслед за
первым паровозом Черепановы в 1835 г. построили второй, более мощный
паровоз. «Горный журнал» в июле 1835 г. писал, что второй паровоз
Черепановых «может возить за собой до 1000 пудов груза».
Однако замечательные машины Черепановых не были использованы
для развития я^елезнодорожного транспорта в нашей стране. Судьба их
была подобна судьбе паровой машины Ползунова. В 1834 г., т. е. как раз
в то время, когда Черепановы строили свои паровозы, в Россию приехал
187

австрийский профессор Герстнер. Герстнер сумел добиться от царя
привилегии на строительство железной дороги между Петербургом и Царским
Селом протяженностью в 27 км. Эта железная дорога была открыта
в 1837 г. Несмотря на отечественный опыт паровозостроения, царское
правительство предпочитало выписывать паровозы из Англии,
отказавшись от использования локомотивов, созданных Черепановыми.
Рис. 81. Отправка поезда из Петербурга в Москву.
В 1851 г. в России была сооружена двухколейная Петербургско-
Московская железная дорога.
К середине XIX в. темпы сооружения железных дорог общего
пользования с паровой тягой все более и более возрастают. С 1840 по 1870 г..
т. е. за 30 лет, протяженность железных дорог во всем мире увеличилась
в 14 раз. Явившись результатом промышленной революции, железные
дороги стимулировали рост важнейших отраслей производства. Возникла
новая отрасль машиностроения — транспортное машиностроение. Под
воздействием все увеличивающегося спроса железных дорог стали
быстро развиваться металлургическая и угольная промышленность.
Возникновение и развитие парового водного транспорта
«Пар,— указывал Ф. Энгельс,— не только произвел революцию
в средствах сообщения на суше, он придал им новый облик и на воде»1.
Пароход, как и паровоз, имеет свою предысторию. Еще в начале
XVIII в. Дени Папен построил лодку, приводимую в движение паром.
Но лодка двигалась медленно, так как паровой двигатель,
установленный на ней, был очень несовершенен. Кроме того, Папен не
смог довести испытания этой лодки до конца: она была разбита на
р. Фульде лодочниками.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 2, стр. 256.
188

В 1736 г. англичанин Джонатан Хольз (или Гулль) попытался
применить на судах паровую машину Ныокомена. Однако эта машина
оказалась совершенно непригодной в качестве двигателя судна.
С изобретением парового двигателя Уатта начались опыты
применения новой машины в судоходстве. К наиболее удачным попыткам этого
рода принадлежит пароход, построенный французом Жоффруа в 1781 г.
Его паровая лодка при помощи
парового двигателя могла целый час плыть
против течения.
В 1785 г. американец Фитч
построил пароход, в котором паровой
двигатель приводил в движение весла.
Однако испытания парохода прошли
неудачно.
Первый практически пригодный
пароход изобрел инженер и механик
ирландец Роберт Фультон (1765—1815).
Фультон родился в бедной
крестьянской семье. Систематического
образования он не получил. Как и Стефен-
сон, он был гениальным самоучкой.
Свой первый, еще несовершенный,
пароход Фультон построил и испытал
на р. Сене в Париже в 1803 г. Опыт
удался, судно в течение 1,5 часа
плавало по Сене, развивая скорость 5 км. в час
по течению. Так как на строительство
большого парового судна французское
правительство не отпустило средств,
Фультон уехал в Америку, где про- Роб фультон.
должал заниматься
совершенствованием своего парохода.
В 1807 г. Фультон построил колесный пароход «Клермонт», на
котором установил паровую машину двойного действия Уатта (рис. 82). Длина
парохода равнялась 43 м, мощность двигателя — 20 л. с, тоннаж — 15 га.
В 1807 г. «Клермонт» совершил свой первый рейс по реке Гудзон из
Нью-Йорка в Альбани протяжением 150 миль (270 км). Происходивший
против течения и при встречном ветре рейс занял 32 часа. Скоро по
Гудзону было налажено регулярное движение. «Клермонт» Фультона можно
считать завершением всех предшествующих опытов по созданию
практически пригодного парохода. Он положил прочное начало паровому
судоходству. С этого времени пароходы стали строить и в других-
странах.
В 1811 г. шотландец Белль построил первый пароход в Англии.
В 1815 г. в России на Ижевском металлургическом и механическом
заводе были построены первые два парохода. Мощность паровых машин
пароходов достигала 30 л. с. В этом же году был построен и первый
пароход в Петербурге. Этот пароход совершал регулярные рейсы меящу
Петербургом и Кронштадтом. Однако это были единичные явления.
Развитие пароходства в России начинается только после отмены
крепостного права. С применением парового двигателя в судоходстве начался
процесс создания мощного парового морского торгового, пассажирского
и военного флота.
Морской транспорт вообще является важнейшим средством
расширения границ капиталистического способа производства, завоевания
189

мирового рынка и эксплуатации населения самых отдаленных областей
земного шара. Еще более возрастает значение океанских транспортных путей
в период промышленного капитализма, когда вопрос о новых рынках
становился насущным вопросом политики каждой капиталистической
страны.
Вслед за изобретением речного парохода делаются попытки
технически усовершенствовать вее виды морского транспорта. Уже в 1819 г.
на трансатлантической линии между Америкой и Европой появился
пароход «Саванна», доставивший груз хлопка из США в Англию. «Саван-
Рис. 82. Паровой двигатель парохода Фультона «Клермопт».
на» находилась в пути 26 дней. В том же 1819 г. «Саванна» пришла в
Петербургский порт. Это был первый иностранный пароход, посетивший
Россию. В 1825 г. английский пароход «Энтерприз» за 113 дней совершил
путешествие из Лондона в Калькутту. В 1829 г. голландский пароход
«Кюрасо» прошел из Голландии в Вест-Индию за 32 дня.
Однако морское судостроение до 40-х годов XIX в. развивалось
сравнительно медленно. Строительство пароходов тормозили крупные
конструктивные недостатки, выявленные в процессе их эксплуатации,
устранить которые сразу не представлялось возможным. И только коренное
изменение конструкций пароходов и двигателей, а также переход к новым
строительным материалам для строительства судов стимулировали
быстрое развитие морского судостроения.
Величайшее значение для судостроения имел переход к
строительству железных и стальных корпусов пароходов. Первое парусное судно
с железной обивкой появилось в Англии в 1787 г. Затем, в 1822 г., было
паровое железное судно, плававшее из Лондона в Гавр. Однако массовое
применение железа и стали в судостроении начинается только с 40-х
годов XIX в.
Другим очень важным фактором развития морского флота было
изобретение гребного винта, сменившего гребные колеса первых пароходов.
До конца 30-х годов XIX в. пароходы строились с гребными колесами,
которые быстро ломались морскими волнами. Гребные колеса были не
пригодны для военного флота. Они являлись наиболее уязвимым местом
во время боя, их повреждение сразу же выводило судно из строя.
190

В конце 20-х годов мысль изобретателей усиленно работала над
устранением этого важнейшего недостатка парового морского флота.
Большая роль в этом принадлежит чеху Иосифу Ресселу (1793—
1857), который в 1826 г. впервые изготовил небольшой гребной винг
и затем установил его на маленькой лодке грузоподъемностью в 5 т.
Винт приводился в движение вручную двумя матросами. Испытания
лодки прошли успешно. Лодка Рессела развивала скорость большую,
чем двухвесельная лодка. После первых испытаний, проходивших в
Триесте, Рессел окончательно решил
вопрос о месте расположения гребного
винта: между кормой и рулем (в
первых вариантах винт находился под
носом лодки).
В 1827 г. Рессел получил на свой
гребной винт патент сроком на два
года (рис. 83).
Отсутствие средств заставило
Рессела искать богатого компаньона.
Наконец ему удалось убедить некоего
купца Фонтано финансировать
постройку парового судна с винтом и
наладить на нем постоянное плавание
между Триестом и Венецией.
После неоднократных просьб
изобретателю удалось получить
разрешение на постройку парохода с винтом.
После долгих мытарств был
построен двухмачтовый пароход «Сова»,
имевший водоизмещение 48 т и
грузоподъемность 33 т. 4 августа 1829 г.
с 40 пассажирами на борту «Сова»
пошла в свое первое плавание. Длина круп- Иосеф Рессел.
ного гребного винта «Совы» была равна
1,88 м, диаметр — 1,88 м, а количество витков—0,5 м. На пароходе была
установлена паровая машина мощностью в 6 л. с.
Рессел решил попытаться получить финансовую поддержку во
Франции. В апреле 1828 г. в Париже он демонстрировал свой
гребной винт, установленный на небольшой лодке. Лодка вызвала
восхищение парижан. Успехом воспользовался некий Бауэр — посредник
фирмы Маляр. Он вошел в доверие Рессела, обещал финансовую
поддержку и просил рассказать о своем изобретении. Доверчивый и
честный Рессел показал Бауэру чертежи и ознакомил его с принципом
работы гребного винта. Однако Бауэр и не думал помогать Ресселу. Узнав
секрет изобретения, он исчез. А через 4 месяца после посещения Рессе-
лом Парижа, 19 августа 1828 г., французская фирма Маляр получила
патент на гребной винт. В патенте вместо винта фигурировала спираль,
которая была точной копией винта Рессела.
10 июня 1829 г. английский торговец Карл Гуммер не без помощи
того же Бауэра также получил патент на гребной винт, отличавшийся
от винта Рессела только тем, что он имел один полный виток. С этого
времени во многих странах началась усиленная работа над воплощением идеи
использования винта как движителя пароходов.
Гуммер построил ряд пароходов с гребными винтами. В 1838 г.
англичанин Смит построил первый вполне пригодный для практических целей
пароход «Архимед» с гребным винтом. Вскоре после этого был сделан
191

еще ряд усовершенствований в конструкциях винтовых пароходов (Эрик-
сон и др.), и к 40-м годам XIX в. гребной винт начал быстро вытеснять
гребные колеса в морском, в первую очередь в военном, флоте.
Претерпели большие изменения и пароходные двигатели. Увеличение
размеров пароходов вызвало как рост размеров двигателей, так
и применение в них различных
усовершенствований (введение многократного
расширения пара, пара высокого давления и т. п.).
Изменялась и мощность двигателей. Если
мощность паровых двигателей на первых
пароходах составляла не более 10—20 л. с,
то в конце 50-х годов американский
инженер-механик Брюнелль построил пароход
«Великий восточный» с двумя двигателями
мощностью по 8300 л. с. каждый.
С начала 30-х годов стали появляться
первые пароходы, пригодные для
регулярных океанских рейсов. С конца 30-х годов
XIX в. наладились регулярные пароходные
сообщения между Европой и Америкой, а
затем между Европой и другими
континентами. В 1842 г. на пароходе было
совершено первое кругосветное путешествие.
Пароходные линии, подобно железным
дорогам, обеспечивали быстроту и
регулярность движения, а также резко понизили
стоимость перевоза различных грузов.
Насколько увеличилась скорость сообщения между отдельными очень
отдаленными частями света в середине XIX в., видно из таблицы 5.
Рис. 83. Схема и модель
гребного винта И. Рессела.
Таблица б
Время переезда через океан между Европой
и Америкой
Год
Количество
дней пути
Путешествие Христофора Колумба . .
Путешествие Франклина на паруснике
Пароход «Саванна»
Пароход «Сириус»
Пароход «Великий западный» ....
Пароход «Великий восточный»1 . . .
1492
конец
XVIII в.
1819
1838
1838
1860
70
42
26
19
16
И
Подводя итоги развитию парового водного транспорта, следует
подчеркнуть, что технический переворот здесь начался в 1807 г. с изобретения
первого парохода Фультоном. Затем вплоть до 70-х годов XIX в.
происходит дальнейшее техническое оснащение различными механическими
средствами всех видов водного транспорта. Наиболее быстрыми темпами
этот процесс происходил в военно-морском судостроении.
1 Современный трансатлантический лайнер на преодоление этого расстояния
затрачивает примерно 5 дней.
192

Однако процесс перевооружения водного транспорта в этот период
не был закончен. До 70-х годов паровой флот не являлся полновластным
хозяином водных пространств. Наряду с ним существовал и парусный
флот, занимающий еще большое место в общей системе водного транспорта.
В 1871 г. мировой тоннаж парового флота составлял всего 2,4 млн. т,
а тоннаж парусного флота доходил в этот период до 15,3 млн. т. Но паро-
Рис. 84. Пароход середины XIX в.
вой флот развивался очень быстрыми темпами, а в парусном флоте,
наоборот, наметилась тенденция к упадку.
Итак, техническое перевооружение транспорта, как сухопутного,
так и водного, хотя и не дошло еще до полного своего завершения, однако
сделало гигантский шаг вперед. Говоря о транспортных средствах
сокращения времени обращения товаров и капиталов, К. Маркс писал:
«И в этом отношении последние пятьдесят лет совершили революцию,
которую можно сравнить только с промышленной революцией последней
половины прошлого века. На суше устланные битым камнем дороги
оттеснены на задний план железной дорогой, на море медленное и
нерегулярное парусное сообщение — быстрым и правильным пароходным
сообщением, и весь земной шар опутан телеграфной проволокой»1.
1 К. Маркс, Капитал, т. III, стр. 76.

ГЛАВА XIII
ИЗМЕНЕНИЯ В ТЕХНИКЕ СВЯЗИ
Р
¦ спорта, но и новых средств связи. До самого конца XVIII в.
использовались древние средства связи: акустические (колокол, рупор)
и оптические (костер, факел и другие примитивные световые сигналы).
Конец XVIII в. характеризовался развитием оптических (семафорных)
телеграфов, основанных на передаче световых сигналов. Этот телеграф
был изобретен во Франции ученым Клодом Шаппомв 1791 г., в России—
в 1794 г. И. П. Кулибиным.
В 1794 г. Шапп построил первую в мире линию телеграфной связи
между Парижем и Лиллем протяженностью в 225 км. Телеграф Шаппа
передавал телеграммы при помощи различных комбинаций семафоров,
находящихся на мачтах высоких зданий или на специальных башнях.
Работа семафорного телеграфа полностью зависела от атмосферных
условий.
Русский механик И. П. Кулибин также применил систему семафоров,
в общем подобную той, которую создал Шапп. Однако код, т. е. система
условных положений семафоров для передачи сигналов, у Кулибина был
более совершенным. Кулибин свел свой код к одной таблице, что весьма
ускоряло скорость передачи сигналов.
Несмотря на все свое несовершенство, оптические семафоры в начале
XIX в. получили большое распространение в различных странах Европы.
Самая длинная в мире линия оптического телеграфа была открыта в 1839 г.
между Петербургом и Варшавой.
Однако развитие производства, торговли, транспорта, появление
железных дорог требовали более совершенных средств связи. К концу
XVIII в. были достаточно изучены многие свойства электричества, в
частности была обнаружена способность электрических зарядов с громадной
быстротой распространяться по изолированному проводнику. Это
послужило основой для изобретения электрического телеграфа.
Первое предложение об электростатическом телеграфе было
опубликовано в 1753 г. в Шотландии анонимным автором, который
рекомендовал, подвесив на изоляторах столько проволок, сколько имеется букв
в алфавите, посылать по соответствующей проволоке электрический
заряд, под действием которого на приемном конце притянется бумажка
с обозначенной на ней буквой. Испанский инженер Ф. Сальва
осуществил в 1785 г. эту идею, построив телеграфную линию между
Мадридом и Аранхуэсом протяженностью в 50 км.
Открытие гальванического электричества навело на мысль о
создании электрохимического телеграфа. В 1802 г. Ф. Сальва построил прием-
194

ник, состоявший из отдельных сосудов, наполненных водой (по числу
букв алфавита), в каждом из которых помещалась пара электродов
с подключенными к ним проводами
линий телеграфа. Замыкание той или
иной пары проводов через
электрическую батарею со стороны
передающей станции вызывало выделение
пузырьков газа в соответствующем
сосуде принимающей станции. Тем
самым отмечалась переданная буква.
В 1809 г. аналогичное устройство
осуществил немецкий изобретатель Заме-
ринг, который затем
усовершенствовал свой телеграф, сведя все электроды
в общий сосуд и ограничив их число
восемью парами.
Однако электростатический и
электрохимический телеграфы были лишь
нервымй. попытками создания
электрической телеграфии. Свое полное
разрешение эта проблема получила лишь
после изобретения электромагнитных
телеграфов.
Первый электромагнитный
телеграф был создан русским ученым Пав- Павел Львович Шиллинг,
лом Львовичем Шиллингом (1786—1837).
При создании телеграфа Шиллинг использовал новые для того
времени открытия: электромагнитные явления и мультипликатор как инди-
Рис. 85. Схема электромагнитного телеграфа П. Л. Шиллинга.
1 — источник тока (вольтов способ), 2—клавиатура, з— магнитные стрелки,
4 — провод обратной связи, 5 — вызывное устройство.
катор этих действий. Впервые публично работа телеграфа была
продемонстрирована в 1832 г. в Петербурге на квартире изобретателя.
Конструкция телеграфа Шиллинга имела следующий вид. Аппарат
Шиллинга состоял из передатчика и приемника. Передатчик имел
клавиатуру, причем эта конструкция, как наиболее удобная для быстрого
манипулирования, сохранилась до наших дней (рис. 85).
195

Приемник Шиллинга состоял из шести основных рабочих
мультипликаторов и вызывного мультипликатора, расположенного справа от кла
виатуры. Каждый мультипликатор имел две магнитные стрелки,
подвешенные на шелковой нитке к медной стойке. Чтобы придать системе
большую устойчивость и устранить слишком быстрые и
произвольные колебания при прохождении
тока по обмотке мультипликатора, к
каждой нижней магнитной стрелке
была прикреплена жесткой
проволокой тонкая пластинка, опущенная
в деревянную чашечку, наполненную
ртутью. Для удобства наблюдения
и регистрации поворотов стрелки
при посылке телеграфного сигнала
над магнитными стрелками укреплялись
вертикальные диски размером в 15 мм.
Благодаря этому при нажатии белых
и черных клавишей на передающей
станции диск мультипликатора
приемника на приемной станции
поворачивался к телеграфисту стороной,
окрашенной в тот же цвет. В спокойном
положении, т. е. при отсутствии тока
в обмотках мультипликаторов, диски
располагались ребром к телеграфисту.
Широкого применения изобретение
Шиллинга в России при жизни
изобретателя не получило. В 1836 г. была
построена лишь экспериментальная
линия телеграфа вокруг здания Главного
Адмиралтейства. Гораздо более широкое распространение
электромагнитный телеграф Шиллинга получил в Англии. Уже в 1837 г., взяв
за основу конструкцию телеграфа русского, ученого, английские
ученыэ Кук и Уитстон построили
телеграфный аппарат, отличавшийся
от телеграфа Шиллинга лишь
расположением стрелок. В начале
40-х годов XIX в. система
телеграфа Кука — Уитстона стала очень
быстро распространяться в Англии
на строящихся железнодорожных
линиях.
Дальнейшее развитие
электромагнитной телеграфии идет по линии
создания «самоотмечающих», или
пишущих, телеграфов. Первый
пишущий телеграф был создан русским
ученым Б. С. Якоби в 1839 г. Аппарат
Якоби записывал принимаемую депешу, причем на приемной станции
знаки отмечались на матовом стекле, равномерно передвигавшемся справа
налево посредством часового механизма. Карандаш для записи
укреплялся на вертикальном стержне, соединенном с якорем подковообразного
электромагнита, в обмотку которого посылались с передающей станции
комбинации коротких и длинных импульсов. Вертикальное перемещение
конца карандаша, совмещаясь с горизонтальным перемещением стекла,
Борис Семенозич Якоби.
'1
Рис.
Приемник Передатчик
Схема телеграфного аппарата
Морзе.
196

и давало запись принимаемого текста в виде ломаной линии. По
окончании приема запись расшифровывалась.
Телеграф Якоби оказался достаточно надежным и пригодным для
практики. Это было подтверждено опытом работы пробной линии между
Зимним дворцом и зданием Главного штаба в Петербурге в 1841 г.
Вторая линия самоотмечающего
телеграфа Якоби длиной 25 км была создана
между Петербургом и Царским Селом..
В 1835 г. американец Морзе
предложил свой пишущий аппарат,
который осуществлял передачу коротких
и длинных импульсов, воспринимаемых
на приемном аппарате как
совокупность точек и тире, перфорируемых
электромагнитным органом на
бумажной ленте. Впервые аппарат Морзе был
опробован на опытной линии
Вашингтон — Балтимора в 1844 г. На рис. 86
показана схема телеграфного аппарата
Морзе, принцип действия которого
заключается в следующем: на
передатчике телеграфист при помощи ключа (2)
в соответствии с азбукой Морзе
размыкал и замыкал цепь тока батареи (1).
В результате ток проходил через
электромагнит (3), находящийся на
приемном пункте, сердечник которого
притягивает якорь (4). Вследствие этого Самуэль Морзе,
смоченное краской пишущее колесо (о)
прижималось к движущейся ленте (6)
и оставляло на ней след. Размер следа на ленте зависел от длительности
нажатия ключа. Аппарат Морзе в силу простоты своей конструкции и
удобной системы письма (азбука Морзе) получил распространение
в Европе и Америке и широко применялся для телеграфных передач на
близкие расстояния.
Настойчиво работая над усовершенствованием своих аппаратов,
Якоби в 1842—1845 гг. разработал систему вертикального стрелочного
телеграфа. В этой системе передающий и приемный аппараты имели вид
приборов с вертикальными циферблатами, перед которыми
вращалась стрелка, совершая равномерно-прерывистое (шаговое) движение.
Во время передачи депеши главные оси передатчика и приемника (т. е.
оси стрелок, а вместе с ними и сами стрелки) приходили одновременно
в движение из одинаковых исходных положений и в равные отрезки
времени поворачивались па равные углы. Таким образом электрическая
связь между обоими аппаратами обеспечивала синхронность и синфаз-
ность их действия. Стрелочные аппараты нашли довольно большое
применение в Европе, особенно в Германии.
Огромным достижением в области электромагнитной телеграфии
было изобретение Якоби в 1850 г. шагового буквопечатного аппарата,
также основанного на принципе синхронно-синфазного действия.
Буквопечатающий аппарат Якоби был сначала усовершенствован Д. Юзом
(1855 г.), а затем и другими изобретателями. Однако во всех
последующих буквопечатающих телеграфных аппаратах 50—60-х годов XIX в.
был сохранен принцип синхронно-синфазного движения, введенный
в практику Б. С. Якоби.
197

Схема буквопечатающего телеграфного аппарата показана на рис. 87.
На приемной и передающей станциях были установлены типовые колеса,
имеющие на ободах выгравированные буквы, цифры и знаки. Эти
колеса вращаются синхронно, причем одинаковые знаки над
движущимися лентами проходят в одно и то же время (иначе говоря, колеса
вращались синфазно). Если на передающей
станции замыкать ключ, то ток будет
проходить через электромагниты и
линию. В результате электромагниты
притягивают якори, которые прижимают
ленты к смазанным специальной
краской выгравированным знакам на
типовых колесах.
Созданием буквопечатающих теле-
Рае 87. Схема буквопечатающего графных аппаратов было завершено
телеграфа Б. С. Якоби. техническое перевооружение средств
связи. Телеграфы вполне отвечали
требованиям, предъявляющимся к ним со стороны растущего
капиталистического хозяйства.
С 40-х годов XIX в. начинается быстрое развитие телеграфной сети
как внутри стран, так и между странами. В 1847—1852 гг. был
проложен морской кабель от Дувра до французского берега. В 1852 г. начала
действовать прямая телеграфная линия между Парижем и Лондоном.
Вскоре Англия была соединена подводными кабелями с Ирландией,
Германией, Голландией, а Италия — с Сардинией и Корсикой. В 1854 —
1855 гг. был проложен подводный кабель через Средиземное и Черное
моря. По этому кабелю командование англо-франко-турецких сил,
осаждавших Севастополь, держало связь со Стамбулом, Парижем, Лондоном.
В конце 1866 г. вступили в эксплуатацию две трансатлантические
кабельные линии между Англией и США. В 1869 г. была завершена
постройка Индо-Европейского телеграфа между Калькуттой и
Лондоном. Эта линия длиной в 18 тыс. км шла через Германию, Россию,
отчасти под водой, отчасти по суше, через европейский континент,
Кавказ, Персию до Калькутты.
О О
i

ГЛАВА XIV
НОВОЕ В ОБЛАСТИ СВЕТОТЕХНИКИ.
ПРОГРЕСС В ПОЛИГРАФИИ. СОЗДАНИЕ ФОТОГРАФИИ
щШ Новые методы получения огня и изменение
Шш способов освещения
И^к числу изобретений, сыгравших большую роль в рассматри-
¦I ^ьваемый период, относятся новые способы освещения, печатная
машина и фотография.
Открытие искусственного добывания огня явилось одним дз
величайших событий в истории человечества, способствовавших коренному
преобразованию условий жизни людей. Древние методы получения огня
трением и высеканием в течение тысячелетий оставались без изменения.
Только в XVIII в. были сделаны открытия, позволившие по-новому
добывать огонь, значительно упростив и ускорив эту операцию. В 1779 г.
итальянец Л. Пейл предложил так называемую «туринскую свечку»,
состоящую из стеклянной трубочки с восковым фитильком, имеющим
на своем конце внутри трубочки кусочек белого фосфора. Если
трубочку разламывали, то фосфор под действием воздуха воспламенялся
и фитиль загорался. В 1825 г. изобретатель Д. Купер из Лондона стал
изготовлять «каменные спички» с головкой из смеси серы и белого фосфора.
В 1827 г. английский аптекарь Д. Валкер предложил изготовлять спички
с головкой, смоченной смесью сернистой сурьмы с хлористым калием.
Над созданием серных спичек работал также и венгр Ирини.
В 1833 г. немец Каммерер разработал технологию производства спичек
с головками из желтого фосфора, легко воспламеняющимися при
незначительном трении. Однако такие спички при употреблении были очень
опасны, поэтому желтый фосфор был заменен красным. С1848 г. в
Швеции, а затем и в других странах в массовом количестве стали производить
так называемые «шведские», или безопасные, спички, в которых фосфор
наносился не на головку спички, а вместе с другими веществами на
поверхность спичечной коробки. С этого времени был найден легкий, дешевый
и простой способ получения огня.
С древних времен, научившись сначала сохранять, а затем и добывать
огонь, люди стали пользоваться искусственным освещеним. Они
использовали пламя горящего дерева (костер, лучина, факел). Большим
достижением было создание простых искусственных источников света.
Постепенно источники света были значительно усовершенствованы.
Появились факелы, пропитанные смолой, животным жиром или воском.
После изобретения фитиля в качестве горючего стали пользоваться маслом
и салом. Римляне в I в. до н. э. применяли для освещения свечи,
изготовлявшиеся из воска. Во II в. н. э. появились сальные свечи.
В первой половине XVII в. научились изготовлять литые сальные
и восковые свечи в формах. В 1817 г. стали появляться стеариновые,
199

а в 1837 г.—парафиновые свечи. Большим достижением было
изобретение в 1834 г. плетеного фитиля, применение которого позволило
значительно уменьшить копоть и продлить срок службы свечей.
Стремление увеличить яркость освещения привело к созданию
разного рода фонарей и прожекторов. Наиболее интересной конструкцией
был фонарь с зеркальным отражением, созданный И. П. Кулибиным в
конце XVIII в., он применил в фонаре вогнутое зеркало, состоящее
из огромного количества отдельных кусочков зеркальных стекол. В
фокусе зеркала был помещен источник света, лучи которого отражались
от кусочков зеркала. Для рассеивания света по окружности фонаря были
расположены зеркала, перед каждым из них помещалась свеча или лампа.
Фонари Кулибина позволяли увеличивать силу света одной свечи в
500 раз.
К первой половине XIX в. относится появление масляных (а позднее
и керосиновых) ламп со стеклом. Принцип действия такой лампы был
основан на использовании явления капиллярности, под влиянием которой
горючая жидкость из резервуара, находящегося внизу, поднимается по
фитилю вверх, в зону горения, где испаряется и горит.
Поворотным моментом в развитии способов освещения явилось
применение горючих газов. Газ, получаемый при перегонке ископаемого угля, был
известен еще в XVII в. Однако практически для освещения он стал
использоваться только в конце XVIII и начале XIX в. В 1783—1785 гг.
голландский аптекарь Ян Минкеларс проводил опыты по применению газового
освещения. Наиболее удачно применил газ для освещения англичанин
У. Мердок в 1792 г., использовавший его для освещения заводов Уатта
и Болтона, но широкое использование этого вида освещения стало
возможным только после изобретения удовлетворительных газовых горелок
В 1805 г. рабочий Стопе в Англии изобрел мотыльковую горелку для
сжигания газа, которую изобретатель Д. Нильсон значительно
усовершенствовал в 1820 г.
Вскоре после применения газа для освещения помещений начались
опыты по его использованию для освещения улиц. В 1808 г. англичанином
Ф. А. Винзором был проведен первый опыт газового освещения улиц;
несколько газовых фонарей довольно долго освещали одну из улиц
Лондона. Однако только в 1813—1814 гг. удалось наладить удовлетворительное
уличное газовое освещение Лондона. С этого времени газ стал применяться
для освещения и других городов. В 1825 г. он был использован для
уличного освещения Берлина, а в 1833 г.— Вены.
В России газ для освещения применялся вначале на некоторых
промышленных предприятиях. В 1835 г. было введено уличное газовое
освещение в Петербурге, в 1865 г. газовое освещение появилось на улицах
Москвы.
Применение газового освещения в производственных условиях
позволило капиталистам удлинить и без того большой рабочий день. Газовое
освещение настолько вошло в жизнь многих стран, что долгое время
конкурировало с электрическим освещением, практическое применение
которому было положено в начале 70-х годов XIX в.
Технический прогресс в полиграфии
Конец XVIII — начало XIX в. ознаменовался большими изменениями
в технике книгопечатания. Технический прогресс в области
полиграфического дела шел в основном в направлении механизации печатного и
наборного процессов, а также создания новых способов книгопечатания и
литографии.
200

Первую практически пригодную печатную машину создал немецкий
изобретатель Ф. Кениг в 1812—1814 гг. В печатной машине Кенига
плоская плита для прижимания бумаги к форме была заменена
металлическим цилиндром. Кроме того, Кениг механизировал и нанесение
краски на форму. Эти машины, получившие название плоскопечатных,
позволили значительно поднять производительность печатного процесса.
Рис. 88. Печатная машина.
Если на ручном печатном станке можно было получить на бланке 100
оттисков в час, то печатная машина Кенига давала свыше 800 оттисков.
В середине XIX в. появились тигельные печатные машины, отдельные
конструкции которых с некоторым усовершенствованием сохранились до
наших дней. В 1863 г. изобретателем У. Буллоном в США была построена
первая ротационная печатная машина, печатавшая на «бесконечном»
бумажном полотне, смотанном в рулон.
В первой половине XIX в. были изобретены наборные машины
различных конструкций, значительно повысившие производительность труда
наборщика. Даже несовершенные наборные машины позволили поднять
производительность труда в 3—4 раза. Первые наборные машины были
созданы в Англии Б. Фостером (1815 г.) и У. Чергем (1822 г.). В этих
машинах были механизированы операции извлечения литер из
специального хранилища и установки их в ряд — строку.
Выдающуюся роль в развитии наборных машин этого типа сыграло
изобретение русского механика П. П. Клягинского (около 1839—
1877). В 1866—1867 гг. он создал оригинальный «автомат-наборщик»,
состоящий из двух аппаратов. В одном из них изготовлялась «депеша» —
бумажная лента, на которой набираемый текст фиксировался в виде
комбинаций отверстий, причем каждой букве или знаку соответствовала
определенная их комбинация. Второй аппарат представлял собственно
наборную машину, основной частью которой являлся «электроосязатель»,
автоматически расшифровывавший «депешу» и регулировавший
поступление в набор нужных литер.
Важным этапом в развитии механизированного набора явилось
создание матрицевыбивальной машины, рельефные штампы в которой при нажа-
201

тии специальных устройств (клавишей) выдалбливали на специальном
картоне углубленные изображения букв и знаков, после чего по матрицам
отливали необходимые формы. В 70-х годах XIX в. большую роль в
создании матрицевыбивальных машин сыграли работы русских изобретателей
И. Н. Ливчака и Д. А. Тимирязева.
Идеи, положенные в основу матрицевыбивальных машин, были
использованы при создании более совершенных наборно-отливных машин,
применение которых явилось характерной особенностью полиграфии
конца XIX в. В этот период были сделаны первые попытки создания набор-
но-печатной машины, сочетавшей в себе наборную и пишущую машины.
Первые образцы ее были построены в 1870 г. русским изобретателем
М. И. Алисовым (около 1830—1898). «Скоропечатник» Алисова работал
со скоростью 80—120 знаков в минуту.
Для развития наборно-печатных машин большое значение имело
создание работоспособной пишущей машинки, предназначенной для по-
буквенного печатания текста при помощи рельефных букв, приводимых
в движение системой рычагов. Первая модель ее была изготовлена
в 1867 г. в США К. Шолсом.
Эта машинка, получившая распространение под названием
«ремингтон», имела закрытый шрифт, не позволявший во время работы
видеть печатный текст. Однако практически пригодные пишущие
машинки были созданы лишь в конце XIX в. С этого времени они прочно
вошли в жизнь.
Наконец, следует отметить, что в это время появились и новые
способы книгопечатания, например литография. Литография была
изобретена в 1796—1798 гг. в Германии А. Зенефельдером (1771—1834). При
литографическом способе оттиски получаются в результате переноса
краски под давлением с плоской (нерельефной) печатной формы
непосредственно на бумагу. Этот способ широко применялся в первой половине
XIX в. для воспроизведения картин, исполнения книжных и журнальных
иллюстраций и т. п. В России уже в 1803 г. академик В. М. Севергин в
«Санкт-Петербургских ведомостях» напечатал первое сообщение о
литографии, а в 1816 г. в Петербурге было открыто первое литографское
предприятие.
Технический прогресс в полиграфии позволил значительно поднять
производительность типографских процессов и, таким образом, улучшить
качество издаваемых журналов и газет, а также колоссально увеличить
их тиражи.
Как всякое выдающееся техническое достижение, полиграфия была
использована буржуазией в ее борьбе за политическое и экономическое
господство. Газеты, журналы и книги, выпускавшиеся в
капиталистических странах в миллионных экземплярах, являлись и являются орудием
буржуазной пропаганды. Однако в то же время полиграфия дала и
пролетариату мощное оружие, способствовавшее распространению идей
научного коммунизма.
Создание фотографии
В первой половине XIX в. было сделано еще одно величайшее
техническое открытие — изобретена фотография1. Ее появление — прямое
следствие успехов физики и особенно химии. Сущность
фотографического процесса сводится к тому, что с предмета или группы предметов
1 Слово «фотография» происходит от греческих слов «фотос» (свет) и «графо»
(пишу), т. е. означает «светопись».
202

в особом приборе, называемом фотографической камерой, получают
оптическое изображение на светочувствительном материале.
Фотография прошла длинный и сложный путь развития. Людям
давно был известен способ копирования изображений, получаемых в
ящике специального устройства. Этот способ состоял в следующем: если
в одной из стенок темной комнаты или коробки проделать небольшое
отверстие и расположить перед ним (вне комнаты или коробки)
освещенный предмет, то на противоположной стене образуется опрокинутое
отображение этого предмета. Это явление стало широко использоваться
в практике с XVI в., когда неаполитанский физик Д. Порта
сконструировал усовершенствованную камеру-обскура1 и для получения более
ясного изображения вставил в находящееся в передней стенке камеры
отверстие двояковыпуклое («зажигательное») стекло. Этот принцип
до настоящего времени служит основой для всех фотографических
аппаратов, как бы ни было сложно их устройство.
Когда было достигнуто высокое качество световых изображений,
встала новая задача — постараться удержать эти изображения. В этом
на помощь пришло химическое действие солнца, т. е. способность
солнечных лучей изменять цвет некоторых веществ. Основываясь на этом свойстве,
изобретатели и ученые скоро пришли к мысли, что если покрыть
матовое стекло камеры-обскура каким-нибудь светочувствительным
веществом, то можно как бы отпечатать световое изображение. В XVIII в.
химики располагали уже довольно большим запасом таких
светочувствительных веществ.
В 1727 г. немецкий врач Шульце установил светочувствительность
солей серебра. Он первый поставил опыты воспроизведения контуров под
действием света на пластинке, покрытой азотнокислой солью серебра.
В 1802 г. английские ученые Т. Веджвуд и Г. Деви открыли
светочувствительность бумаги, пропитанной солями серебра. Все это подготовило
дальнейшие успехи в области фотографии. В 1811 г. француз Жозеф-
Нисефор Ньепс (1765—1833) занялся поисками способа закрепления,
полученного камерой-обскура изображения.
Независимо от работ Ньепса, над проблемой запечатления
световых изображений занимался французский художник Луи-Жак Дагерр
(1787—1851). Случайно узнав, что Ньепс работает уже несколько лет
над той же проблемой, Дагерр предложил ему работать вместе.
В 1833 г. Ньепс умер, а в 1839 г. Дагерр, продолжая работать, изобрел
свой способ фотографирования. Со своим изобретением Дагерр познакомил
прежде всего знаменитого французского физика Араго. 7 января 1839 г.
Араго сделал во Французской Академии наук доклад о новом изобретении,
предрекая ему великое будущее. Эта дата считается днем рождения
фотографии, или «дагерротипии», как ее тогда называли.
Способ Дагерра отличается от способа Ньепса тем, что в качестве
светочувствительного вещества он вместо асфальта, использованного
Ньепсом, применил йодистое серебро. Скрытое изображение, полученное на
светочувствительном веществе, Дагерр проявлял, действуя парами ртути
на йодистое серебро. Этим Дагерр добился большей быстроты получения
изображения и обеспечил более точное воспроизведение самого
изображения. Однако дагерротипия обладала существенными недостатками:
изображение получалось «обратное», т. е. правая сторона снимавшегося
1 Слово камера-обскура означает «темная комната». Это название было
присвоено ящику с маленьким отверстием в передней стенке, через которое свет
проникал в ящик; в задней стенке ящика помещалось матовое стекло, на котором и
получалось световое изображение.
203

предмета выходила на снимке слева, а левая — справа. Дагерротипные
снимки были единичны, их нельзя было размножить. Фотография
нуждалась в дальнейшем совершенствовании.
Наиболее существенно улучшил технику фотографирования
английский физик Вильям-Фокс Тальбот (1800—1877). В 1840 г. он создал новую
светочувствительную бумагу, которая давала в камере-обскура не
видимое, а скрытое изображение. Для того чтобы получить видимое
изображение, бумагу «проявляли». Благодаря созданным Тальботом негативному
и позитивному процессам фотография получила свое завершение.
В течение последующих десятилетий процесс фотографирования
усложнялся и совершенствовался. Французский изобретатель Ньепс
де Сен-Виктор (1805—1870) заменил бумагу для негатива совершенно
прозрачным стеклом. В 1847 г. он ввел в фотографию первые
фотопластинки на стекле, светочувствительный слой которых состоял из йодистого
серебра в альбумине. Стеклянный негатив обладал рядом преимуществ
по сравнению с бумажным, главным из которых были чистота и ясность
фотографических отпечатков. Стеклянные негативы применяются в
фотографии и до настоящего времени.
В России с 40-х годов XIX в. также велись работы по
усовершенствованию фотографии. Интересно отметить, что член-корреспондент
Петербургской Академии наук И. X. Гамель (1788—1862) уже в 1839 г.,
находясь в Лондоне, познакомился с Тальботом и прислал в Академию наук
подробный отчет о новом способе «светописи». В мае 1839 г. на заседании
Академии наук был заслушан доклад русского химика Фрицше (1802—
1871) о фотографии. Это была первая научная работа по фотографии,
сделанная в России.
Весьма успешно в 40-х годах XIX в. над усовершенствованием
дагерротипного способа фотографии работал русский изобретатель
А. Ф. Греков. Он предложил оригинальный способ фотографирования на
металлических пластинках. Первые русские фотографы С. Л. Левицкий,
А. И. Деньер, Л. С. Плахов, М. Б. Туликов и др. были не только
искусными мастерами фотографии, но и являлись талантливыми
изобретателями оригинальных технических приемов в фотографии.
В результате творческой работы изобретателей и ученых в различных
странах мира фотография к началу 70-х годов XIX в. прочно вошла в
жизнь, стала неотъемлемой принадлежностью науки, искусства,
промышленности.

ГЛАВА XV
ИЗОБРЕТЕНИЯ В ОБЛАСТИ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
Т
¦ ехническии переворот в промышленном производстве очень
Ш скоро был использован для усиления военной мощи
капиталистических стран.
В первой половине XIX в. в военной технике в связи с общим развитием
машинного производства появляется целый ряд технических
усовершенствований, коренным образом изменивших боевое оснащение как армии,
так и флота главнейших капиталистических держав.
Наиболее важные изменения произошли в огнестрельном оружии
и артиллерийских системах. Решающим моментом в этом явилось широкое
распространение винтовки — стрелкового оружия с винтовыми нарезами в
стволе. Нарезы придавали вращательное движение пуле и обеспечивали
повышение дальности и меткости стрельбы. Хотя идея применения
оружия с винтовыми нарезами известна с XVI в., когда, в частности в России,
были распространены пищали с винтовой нарезкой, до XIX в. винтовки
применялись редко, ибо старый способ заряжания гладкоствольных ружей
с дула обеспечивал в 5—7 раз большую скорострельность в сравнении
с первыми, крайне несовершенными винтовками.
Применение унитарного (сначала бумажного) патрона, содержащего
капсуль, разбивающийся при помощи ударного приспособления в виде
иглы, создало новые условия для распространения винтовки. Игольчатые
ружья впервые получили широкое распространение во время гражданской
войны в США 1861—1865 гг., во время которой бумажный патрон был
заменен металлическим, а однозарядную винтовку сменила винтовка
с магазином.
Параллельно с совершенствованием винтовки шло
усовершенствование и артиллерийских систем. Здесь также решающее значение сыграл
переход к нарезным орудиям. Технические трудности создания нарезных
орудий были успешно преодолены лишь в середине XIX в. в результате
работы итальянского мастера Кавалли и шведского ученого Варендорфа.
Вначале пушки с нарезными стволами применялись лишь для обороны
крепостей, затем они появляются и в полевой артиллерии. Впервые
нарезные орудия появились во французской армии. Они были с успехом
использованы во время франко-итальянской войны в 1859 г. В этом же году
нарезные пушки были приняты на вооружение в Англии, в 1860 г.—
в России, в 1861 г.— в Пруссии.
Крупным нововведением в области артиллерии было изобретение
шрапнели, названной так по имени английского офицераШрапнеля.
Шрапнель в 1803 г. выдвинул идею создания разрывной гранаты, заряженной
205

пулями и снабженной дистанционной трубкой. Впервые англичане
применили шрапнель в битве против французов в 1808 г. К 30-м годам XIX в.
шрапнель была принята на вооружение почти во всех странах
Европы. Шрапнель представляет собой артиллерийский снаряд картечного
действия для поражения открытых целей. Она состоит из прочного
стального стакана, внутри которого помещаются пули и вышибной разрывной
заряд. Сверху к стакану привинчена головка для дистанционной трубки,
при помощи которой шрапнель разрывается в воздухе на определенном
расстоянии (дистанции) от орудия. От взрыва вышибного заряда пули
с большой скоростью вылетают из стакана и поражают цель. В шрапнели
для 76-мм орудия помещалось около 260 пуль.
В этот период на основе развития химической промышленности
совершенствуются и боевые взрывчатые вещества. В результате изобретения
пироксилина (Шенбейн, 1846 г.) и нитроглицерина (Собреро, 1847 г.),
а также работ Н. Н. Зинина, В. Ф. Петрушевского, А. Нобеля и других
в артиллерии стали применяться новые взрывчатые вещества,
усиливающие ее боевую мощь.
Применение нарезной артиллерии и новых взрывчатых веществ
поставило вопрос о материале для производства орудий. Большой спрос на сталь
со стороны артиллерии стимулировал создание более совершенных
способов ее производства, а также потребовал улучшения качества больших
стальных отливок. В период гладкоствольной артиллерии для
изготовления орудийных стволов применялись главным образом бронза и чугун,
которые теперь не могли обеспечить требуемую прочность, поэтому в это-
время резко возрос спрос на сталь, обладавшую высокими механическими
свойствами.
Среди теоретических работ, связанных с созданием нарезных орудий,
важное место занимают исследования русского ученого Н. В. Маиевского
(1823—1892). После Крымской войны для борьбы с военными
кораблями, обшитыми железной броней, в России было решено создать мощную
береговую артиллерию. Проектирование орудий было поручено Маиев-
скому. Маиевский блестяще справился со своей задачей. Он спроектировал
стальные нарезные орудия 8—9- и 10-дюймового калибра, предназначенные
для стрельбы большими зарядами. Береговые пушки Маиевского были
изготовлены и успешно прошли испытания.
В проектировании орудий весьма деятельное участие принимал
академик А. В. Гадолин (1828—1892). Прогресс артиллерийской техники,
базирующейся на достигнутых к тому времени успехах математики, химии,
физики и других областей науки и техники, выдвинул ряд новых сложных
теоретических проблем, в частности проблему изготовления орудийных
стволов максимальной прочности. А. В. Гадолин работал над
разрешением этой проблемы. Он положил начало теории сопротивления стен
орудий, сыгравшей исключительно большую роль в последующем
развитии артиллерии, а также современной теории слоистости стен орудий,
имеющей первостепенное значение при их проектировании.
С развитием артиллерии глубокие технические изменения происходят
и в военно-морском флоте. Еще в начале XIX в. военные флоты всех стран
представляли собой совокупность больших деревянных парусных судов,
вооруженных 70—130 пушками, которые располагались в 2—3 яруса
вдоль по обоим бортам. Не обладая ни дальнобойностью, ни меткостью,
они не могли причинять большого вреда неприятельским судам, поэтому
бои велись на небольших расстояниях и решались преимущественно
абордажем — непосредственной схваткой экипажей.
Первая попытка применить пар для приведения в движение военных
судов была сделана в Англии, где в 1814 г. был построен сравни-
206

тельно небольшой колесный военный фрегат. Однако паровые военные
суда оказались крайне уязвимыми. Лопасти колес и части паровых машин,
расположенные на борту корабля, были слишком открыты для вражеского
обстрела, и только после изобретения гребного винта начался быстрый
прогресс и в военном судостроении.
Переворот в артиллерии, происшедший с изобретением нарезного
орудия, отразился и на технике вооружения морских судов. Нарезные пушки
сразу же стали с большим эффектом применяться в военно-морском деле.
Около 1820 г. француз Пексан изобрел взрывающуюся
бомбу-гранату, получившую скоро весьма большое распространение в военно-
морском флоте. Дальнейшее развитие военно-морского флота, с одной
стороны, было связано с повышением артиллерийской мощи судов, с
другой—с применением брони.
Для защиты от дальнобойной и мощной нарезной артиллерии была
изобретена броня, деревянные корабли стали обшивать железными листами.
Идея бронировки кораблей не раз высказывалась судостроителями в
различных странах еще в 20-х годах XIX в. Крымская война, в ходе которой
русская артиллерия наносила сокрушительные удары по деревянным
кораблям англо-французских союзников, а также уничтожение русскими
кораблями турецкого флота в Синопе показали необходимость перехода
к бронированным кораблям. В 1855 г. во Франции были построены три
бронированных корабля-батареи, принявших участие в осаде Кинбурна.
Строительство судов с металлической броней привело к
совершенствованию артиллерии, где появились цилиндрические ударные снаряды. Это
в свою очередь вызвало переход к стальной, относительно более легкой,
но более стойкой броне. Военные суда оснащаются сложной системой
машин, на них сосредоточиваются все новейшие достижения
судостроительной и военной техники.

ГЛАВА XVI
ИЗОБРЕТЕНИЯ И ОТКРЫТИЯ,
СТАВШИЕ ОСНОВОЙ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА
В ПОСЛЕДУЮЩИЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ
И^
Ш Ш машиностроении, нового универсального двигателя (паровой
машины), паровоза и парохода, электромагнитного телеграфа позволили
буржуазии в сравнительно короткий срок создать мощные
производительные силы.
Наряду с изобретениями и открытиями, широко внедренными в
производство, в это время появляется ряд изобретений, сыгравших
исключительно важную роль в последующем периоде развития капитализма.
Был изобретен двигатель внутреннего сгорания, реализовавший новые
технические возможности (использование газа как горючего). В своем
первоначальном виде двигатель внутреннего сгорания предназначался
главным образом для предприятий мелкой промышленности. Первый
двигатель внутреннего сгорания был изобретен во Франции Ленуа-
ром в 1860 г. В 1867 г. немецкие изобретатели Отто и Ланген на
Парижской выставке продемонстрировали свою конструкцию двигателя
внутреннего сгорания. По сравнению со своими предшественниками
они добились значительного сокращения расхода топлива. Вскоре
для производства двигателей внутреннего сгорания Отто построил завод,
который к началу 70-х годов выпустил около 5 тыс. двигателей.
Английский инженер Генри Бессемер создал новый способ
производства железа и стали. В 1856 г. он сконструировал специальный
резервуар-конвертер для получения стали или железа. В конвертер заливали
чугун и затем его продували сильной струей воздуха. В результате
происходило выгорание углерода, примесей кремния, марганца и получалась
сталь.
В 1864 г. французские инженеры Эмиль и Пьер Мартен предложили
для получения стали использовать отражательную печь. Практическое
осуществление этого изобретения стало возможным благодаря созданию
специальной регенеративной газовой печи, которую изобрели для нужд
стекольной промышленности немецкие инженеры Фридрих и Вильям
Сименс. Эмиль и Пьер Мартен на заводе Сарэйль во Франции построили
первую регенеративную печь. Так было положено начало мартеновскому
процессу получения стали.
Помимо широкого использования электричества в технике связи
в этот период делаются попытки применить электричество для целей
освещения, создать электрические генераторы и электрические двигатели.
Пригодность электричества для освещения была доказана еще
в 1802 г. русским ученым В. В. Петровым. Однако применение газовой
208

лампы для освещения отодвинуло проблему электрического освещения
на несколько лет. И только в 40-х годах XIX в. появились
многочисленные конструкции электрических ламп с телами накаливания из платины,
иридия, угля, графита и т. п.
В этот период ведутся работы и по использованию для освещения
электрической дуги. Трудность решения этой проблемы заключалась
в необходимости регулирования расстояния между концами горящих
электродов. В 1844 г. французский физик Л. Фуко создал дуговую лампу
с ручным регулированием. В 1846 г. француз Аршо создал дуговую лампу
с автоматическим регулятором. В России над этой проблемой работал
изобретатель А. И. Шпаковский, дуговая лампа которого в
конце XIX в. некоторое время
с успехом использовалась
для освещения в Москве.
Большое значение имели
работы русского изобретателя
В. П. Чиколева, создавшего
в 1869 г. дифференциальный
регулятор для сближения
электродов. Впоследствии
принцип дифференциального
регулятора Чиколева был
использован рядом
конструкторов в прожекторных лампах.
На протяжении первой
половины XIX в. велись
работы по созданию
электрогенераторов. Как известно, Рис. 89. Модель электродвигателя Б. С. ЯкоОи
все генераторы
электрического тока можно свести к четырем видам: 1) электростатические, 2)
электрохимические, 3) термоэлектрические, 4) электромагнитные.
Электростатический генератор был изобретен Л. Отто фон Герике
еще в 1650 г. Этот генератор состоял из вращающегося шара, сделанного
из серы. При трении шара рукой возбуждались электрические заряды.
Многочисленные попытки впоследствии использовать
усовершенствованные электрические машины для электрического телеграфа были
безуспешными. Генератор Герике давал ток крайне слабой силы, хотя на нем
и можно было получить заряд высокого напряжения.
Большое значение для усовершенствования генераторов имели
гальванические элементы, изобретенные в 1800 г. итальянским ученым
Вольта. Гальванические элементы явились новым источником
электрического тока. Пользуясь ими, ряд ученых (русский В. В. Петров,
англичанин Г. Дэви) сделали важные открытия в области электротехники. На
протяжении длительного времени электрохимический генератор играл
решающую роль в качестве источника тока в технике электрической
связи. Мощность генератора могла быть повышена простым увеличением
количества элементов. В 30-х годах XIX в. было сделано несколько
попыток создания электродвигателя, питаемого током от гальванических
батарей. Однако практического значения эти генераторы не получили
из-за дороговизны энергии, получаемой таким способом.
Термоэлектрический генератор, также появившийся в начале XIX в.,
оказался еще менее пригодным для практического применения, чем
электрохимический. Решающую роль сыграл четвертый тип — генератор
электромагнитный, основанный на принципе электромагнитной индукции
и обеспечивающий превращение механической энергии в электрическую.
209

Решающее значение для создания электромагнитного генератора имело
открытие английским ученым Фарадеем в 1831 г. явления
электромагнитной индукции.
С конца 30-х годов XIX в. во всех странах Европы, а также в США
начались работы по конструированию электромагнитных генераторов
электрического тока. Усилия изобретателей были направлены главным
образом на усовершенствование индуктора, создающего магнитное поле,
и якоря, который, перемещаясь в магнитном поле, способствовал
возникновению электрического тока.
Вначале были созданы генераторы с возбуждением от постоянных
магнитов: генераторы братьев Пиксии (1832 г.), англичанина Кларка
(1836 г.), Б. С. Якоби (1842 г.) и др. Но применение постоянных
магнитов препятствовало созданию генераторов достаточной мощности.
Поэтому в дальнейшем был осуществлен переход к электромагнитам,
позволившим увеличить мощность генератора, но требующим создания
сложной системы питания. Решающим в создании генераторов большой
мощности было изобретение машины с самовозбуждением, в которой
питание осуществлялось за счет токов, получаемых в самой машине.
Первые генераторы с самовозбуждением были созданы датским
изобретателем Хиортом (1854 г.), английскими изобретателями Барлеем
(1860 г.) и Уитстоном (1866 г.), а также немецким инженером
Сименсом (1876 г.).
Однако первые генераторы с самовозбуждением были крайне
несовершенны из-за неудачной конструкции якоря. И только с появлением
генератора с самовозбуждением французского изобретателя Грамма, в
котором была применена новая конструкция якоря — кольцевой якорь,
электрический генератор вышел из экспериментальной стадии развития.
Параллельно с созданием генератора шла работа над
усовершенствованием конструкции электродвигателя. Оригинальную конструкцию
электродвигателя создал Б. С. Якоби в 1834 г. (рис. 89). Важным этапом
в совершенствовании электродвигателя было изобретение в 1860 г.
итальянским ученым Починоти двигателя с вращающимся кольцевым якорем.
Таким образом, в период с конца XVIII в. до 70-х годов XIX в. были
сделаны важнейшие изобретения и открытия, которые, не получив
широкого практического применения в момент своего появления, стали основой,
на которой зиждился технический прогресс последующей эпохи.

ГЛАВА XVII
СОСТОЯНИЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
(Период эволюционных идей в естествознаний)
В последней четверти XVIII в. начинается новый период развития
естествознания. В XV—XVII вв. возникло современное
естествознание, основанное на научном эксперименте. Однако
господствовавшее в этот период изучение каждой области явлений природы самой по
себе, расчленение природы на части неизбежно вело к игнорированию
общей внутренней связи между ними. Это и определило мировоззрение
эпохи. Энгельс писал, что ее характеризовала «выработка своеобразного
общего мировоззрения, центром которого является представление об
абсолютной неизменяемости природы». Здесь нашло питательную среду
метафизическое понимание мира, который не только великим
естествоиспытателям, но и философам этого периода представлялся как
неизменный. Лишь передовая философия, изучая общетеоретические проблемы
науки, могла заранее предвидеть очертания нового в научном познании.
Естественно поэтому, что вопрос о развитии Вселенной был впервые
поставлен философом Иммануилом Кантом. Гениальная космогоническая
гипотеза Канта не имела непосредственного влияния на развитие
естествознания XVIII в., но очень важно то, что была показана ограниченность
методологии естественнонаучного исследования и угадано направление
его дальнейшего развития.
Весь дальнейший период развития науки идет под знаменем
становления исторического метода в естествознании. В борьбе с теологией и
метафизикой наука должна была сделать решающий шаг: исключить из
исследования природы понятие акта творения, согласно которому все
было создано сразу и в высшем совершенстве. Одним из необходимых
условий выработки исторического метода было исследование внутренней
объективной связи между различными явлениями природы. Нужно
было покончить с метафизической изоляцией различных областей
природы, установить их взаимные связи. Это было второй важнейшей задачей,
стоявшей перед теоретическим естествознанием.
Гипотеза Канта вскоре нашла подтверждение в исследованиях
Лапласа и Гершеля. Наука вступила в новую стадию развития. Новое вскоре
вторглось и в науку об истории Земли. Геологическая концепция Лайеля
раскрыла картину действительного преображения Земли. Признание
развития во времени самой Земли, естественно, приводило к мысли о
развитии всего существующего на земле, в частности органического мира.
Правда, это была лишь логическая направленность науки, возможность,
которая не сразу стала реальностью. Но судьба метафизического
мышления была уже предрешена.
211

Вскоре естествознание продвинулось и в другом направлении —- в
познании связи между различными природными, физическими явлениями.
Наука показала связь между такими явлениями, как свет, теплота,
электричество, механическое движение, химическое взаимодействие.
Дальнейшие исследования и открытия в области математики, механики, физики,
геологии, химии, биологии лишь углубили и усилили этот процесс. Идея
о взаимной связи явлений проникала во все новые области знания.
Весь процесс развития науки был тесно связан с развитием
промышленного производства. Появление множества новых отраслей производства
и тесная связь между ними ставили перед наукой проблемы, решение
которых уже подсказывало мысль о связи как между различными видами
вещества, так и видами энергии и о возможности их взаимного превращения
друг в друга.
Другая особенность рассматриваемого периода, отличающая его от
предшествующего,— это создание научной основы познания
материального единства мира. Познание этого единства было необходимым звеном
в развитии естествознания. Действительно, установление связей между
ее различными частями должно было рано или поздно привести к
заключению, что в основе всей вселенной и ее общих законов лежит
материальный субстрат, который должен быть единым в бесконечной
вселенной. Исследования Менделеева, Бунзена и Кирхгофа показали,
что материальная основа вселенной, по существу, едина. Установление
этого факта — одно из важнейших достижений естествознания
рассматриваемого периода.
Таким образом, главной чертой периода развития естествознания
в 1789—1870 гг. было постепенное и неуклонное накопление данных для
установления идеи закономерного развития, идеи всеобщей взаимосвязи
явлений объективного мира и его материальности. Предшествующий
период был периодом аналитическим, когда ученые, по словам Фрэнсиса
Бэкона, изучая природу, «рассекали ее на части». В рассматриваемую
эпоху углубляется знание этих частей, познаются их внутренние связи,
с тем чтобы затем синтезировать их и установить единство мира в
пространстве и времени.
Математика
Развитие естествознания и техники конца XVIII и начала XIX в.
поставило перед математикой новые задачи. В этот период происходит
расширение области применения математического анализа.
Использование математического аппарата становится непременным условием
развития механики непрерывных сред, термодинамики, теории
электричества и магнетизма, теории упругости и т. д. Разработка математической
физики оказала большое влияние на развитие всего математического
анализа в целом, включая его теоретические основания. В связи с этим
развивается теория дифференциальных уравнений в частных производных
и особенно теория потенциала. Крупную роль в разработке этих разделов
математики сыграли выдающиеся ученые-математики: немец К. Ф. Гаусс
(1777-1855), французы О. Коши (1789-1857), Ж. Б. Фурье (1768—
1830) и С. Д. Пуассон (1781-1840), англичанин Д. Грин (1793-1841),
немец П. Дирихле (1805—1859) и русский математик М. В.
Остроградский (1801-1862).
На основе углубленной теории пределов возникло строгое
обоснование математического анализа. Необходимо подчеркнуть, что обоснование
математического анализа помимо своего чисто теоретического значения
имело также влияние на успешное приложение математики к естествозна-
212

нию. Важные результаты были достигнуты Коши, чешским математиком
Б. Больцано (1781—1848), норвежцем Н. Г. Абелем (1802—1829) и позднее
немецким математиком К. Вейерштрассом (1815—1897) и др.
Еще в самом конце XVIII в. датский ученый К. Вессель (1745—1818)
и независимо от него в 1806 г. французский математик Ж. Арган (1768—?)
дали геометрическое истолкование комплексного числа. Вначале это
обосновывалось чисто арифметически, и только в дальнейшем возникло
систематическое развитие общей теории функции комплексного
переменного. Здесь важнейшее значение имеют работы Коши, а также немецких
ученых Г. Римана (1826—1866) и Вейерштрасса. Разработанная ими
методика начиная с середины второй половины XIX в. приобретает все
большую важность для решения задач математического естествознания,
в частности в области аэро- и гидродинамики, а также
электротехники и др.
В середине XIX в. оформляется новая математическая дисциплина —
векторное исчисление, отвечавшее в первую очередь потребностям
механики и физики. Значительная роль в развити ивекторного исчисления
принадлежит английскому ученому У. Р. Гамильтону (1805—1865),
а также немецкому математику Г. Грасману (1809—1877).
Значительные исследования в области математики в первой половине
XIX в. были проведены немецким математиком К. Ф. Гауссом. Эти
исследования связаны с астрономией, геодезией и рядом других областей науки.
Обстоятельства, определившие интерес Гаусса к астрономии и
геодезии, были весьма примечательны. В 1801 г.. итальянский астроном
Д. Пиацци открыл первую из малых планет, названную Церерой.
Наблюдения Цереры продолжались недолго, и она скоро исчезла. Попытки
обнаружить ее были тщетны. Разработанный Гауссом метод определения
эллиптической орбиты по трем наблюдениям помог обнаружить планету. В связи
с поручением произвести геодезические съемки Ганноверского королевства
Гаусс начал заниматься геодезией, создав по существу новую науку —
высшую геодезию, изучающую формы земной поверхности в ее
действительном виде. Эти занятия привели Гаусса к разработке глубоких
дифференциально-геометрических методов исследования поверхностей.
Наряду с развитием разделов математики, связанных с запросами
техники и естествознания, XIX в. характеризуется созданием ряда новых
разделов математики, которые на первых этапах не были связаны с какими-
либо практическими потребностями. Позднее эти новые разделы
становятся основой развития новых отраслей науки и техники. Ярким
примером является создание великим русским математиком Н. И. Лобачевским
(1792—1856) так называемой «воображаемой геометрии». Лобачевский
отверг возможность доказательства так называемой «аксиомы Эвклида
о параллельных линиях» с помощью прочих аксиом. Эта аксиома гласила,
что «через точку, не лежащую на данной прямой, проходит не больше
чем одна прямая, лежащая с данной прямой в одной плоскости и не
пересекающая ее».
Отвергнув аксиому Эвклида, Лобачевский детально разработал новую
геометрическую систему, в которой эвклидова аксиома о параллельных
заменена следующим положением: «Через одну точку, не лежащую на
данной прямой, проходят по крайней мере две прямые, лежащие с данной
прямой в одной плоскости и не пересекающие ее».
Свои идеи Лобачевский изложил на заседании физико-математического
отделения Казанского университета в феврале 1826 г., а в 1829—1830 гг.
напечатал в журнале «Казанский вестник» свой мемуар «О началах
геометрии», в котором изложил свое открытие. Несколько позднее, в 1832 г.,
с такой же теорией независимо от Лобачевского выступил венгерский
213

математик Я. Больяи (1802—1860). Следует отметить, что к этим же
выводам самостоятельно пришел еще ранее Гаусс.
Теория Лобачевского не была принята его современниками, однако,
несмотря на это, он еще в течение четверти столетия неустанно работал
над усовершенствованием своей системы неэвклидовой геометрии.
Идеи Лобачевского получили свое дальнейшее развитие в работах
немецкого математика Г. Римана. В знаменитой лекции «О гипотезах,
лежащих в основании геометрии»,
прочитанной в 1854 г. и опубликованной
в 1867 г., он рассматривает обобщенную
геометрию, для которой пространство
геометрии Эвклида и Лобачевского
является частным случаем. В своих
работах Риман обосновал общее
понятие многомерного пространства,
элементами которого могут быть объекты
любой природы, и указал пути
применения методов дифференциальной
геометрии к изучению таких пространств.
Работы Лобачевскогр, Больяи и
Римана предвосхищали последующее
развитие науки. В период, когда они
выступали со своими теориями, не было
областей естествознания, где эти теории
могли бы иметь значение. Только
в XX столетии, после создания теории
относительности, эти геометрические
идеи были применены к исследованиям
реального физического пространства.
На основе классической алгебра-
Николай Иванович Лобачевский. ической задачи о решении
уравнений высших степеней выросла одна
из важнейших областей математики —
теория групп. Эта теория, начало которой было положено Лагран-
жем, развивается в XIX в. рядом ученых. Однако особые заслуги в этом
отношении принадлежат прежде всего французскому математику Э. Галуа
(1811—1832), давшему с помощью теории групп ответ на вопрос об
условиях, которым удовлетворяют уравнения, разрешимые в радикалах. Его
идеи также далеко не сразу получили признание. Только в 70-е годы
начинается их применение в геометрии (немецкий ученый Ф. Клейн, 1849—
1925), в области дифференциальных уравнений (норвежский математик
С. Ли, 1842—1899) и затем уже в математическом естествознании
(кристаллография, квантовая физика и т. д.).
Астрономия
Успехи астрономических исследований в этот период были
подготовлены, с одной стороны, совершенствованием астрономических приборов и
методов наблюдений небесных тел, а с другой — накоплением данных
астрономических наблюдений, особенно после возникновения в ряде стран
в конце XVII и в XVIII в. государственных обсерваторий. Астрономия
развивается в неразрывной связи с математикой и механикой. Поворот в
развитии астрономических знаний был связан с крушением старых представлений
о небесных телах, как раз и навсегда данных, сотворенных богом.
214

Новые представления пришли не сразу. В 1755 г. выдающийся
немецкий философ Иммануил Кант (1724—1804) в работе «Общая естественная
история и теория неба» выдвинул первую космогоническую гипотезу.
И только через 41 год, в 1796 г., французский астроном, математик
и физик Пьер Симон Лаплас (1749—1827) конкретизировал гипотезу
образования планет из газового облака, вращавшегося вокруг Солнца и
простиравшегося за пределы возникшей из него солнечной системы.
В дальнейшем были обнаружены явления, необъяснимые с точки
зрения гипотез Канта и Лапласа, и в XX в. эти гипотезы были признаны
несостоятельными. Но историческое значение их было огромно не только
для астрономии, но и для всего естествознания в целом. Энгельс в
«Диалектике природы», характеризуя переход к идеям эволюции в естествознании,
писал, что «первая брешь в этом окаменелом воззрении на природу была
пробита не естествоиспытателем, а философом... В открытии Канта
заключалась отправная точка всего дальнейшего движения вперед. Если Земля
•была чем-то ставшим, то чем-то ставшим должны были быть также ее
теперешнее геологическое, географическое, климатическое состояние,
ее растения и животные, и она должна была иметь историю не только
в пространстве — в форме расположения одного подле другого, но и во
времени—в форме последовательности одного после другого»1.
Для торжества идеи о постоянном развитии небесных тел большое
значение имели исследования английского астронома В. Гершеля (1738—
1822). С помощью крупных телескопов, им же самим изготовленных,
Гершель открыл планету Уран, двух спутников Сатурна, ряд
туманностей и звездных скоплений. Наиболее важные работы Гершеля относятся
к звездной астрономии. Положив в основу своих исследований определение
числа звезд, видимых в различных частях звездного неба на площадях,
равных полю зрения телескопа (метод звездных промеров), он исследовал
распределение звезд в пространстве, заложив основу статистических
исследований строения Млечного Пути. В 1783 г. Гершель обнаружил движение
солнечной системы. Изучение звезд привело его к открытию двойных
звезд — пар звезд, обращающихся вокруг общего для них центра масс.
Большое значение в развитии астрономии имели труды В. Я. Струве
{1793—1864) — первого директора Пулковской обсерватории, известного
своими обширными исследованиями двойных звезд, а также
исследованиями в области звездной астрономии. В опубликованных в 1847 г.
«Этюдах звездной астрономии» он впервые доказал существование
поглощения света в межзвездном пространстве и увеличение числа звезд в единице
объема по мере приближения к плоскости Млечного Пути. Ему же
принадлежит первое надежное определение звездного параллакса, выполненное
в 1837 г.
В это же время произошло другое важное событие в истории
астрономии. В 1845 г. французский астроном У. Леверье (1811—1877) по предло-
ткению астронома Ф. Арго занялся изучением неправильностей в движении
Урана и теоретически доказал, что их причиной является существование
за пределами его орбиты неизвестной планеты. Леверье вычислил
положение предполагаемой планеты. В сентябре 1846 г., по его данным, она была
открыта берлинским астрономом Галле и названа Нептуном. Одновременно
с Леверье и независимо от него аналогичные расчеты произвел в Англии
Дж. Адаме (1819—1892).
В этот же период значительные результаты в области изучения комет
были достигнуты русским астрономом Ф. А. Бредихиным (1831—1904).
Особенно важное значение имеет созданная им механическая теория комет.
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 8.
215

Начиная с середины XIX в. на развитие астрономии все большее
влияние оказывают достижения физики, связанные с усовершенствованием
экспериментальных методов исследования физической природы небесных
тел. В этот период развернулись исследования по определению блеска
звезд. К 60-м годам относится начало применения спектрального анализа
и изучение структуры небесных тел.
Спектральный анализ, разработанный немецкими учеными
Робертом Бунзеном (1811—1899) и Густавом Кирхгофом (1824—1887), имел
огромное значение для дальнейшего развития астрономии и стал, по
существу, одним из основных научных методов современной
астрофизики. Спектральный анализ дал возможность исследовать строение
и химический состав звездной материи и туманностей. Так, в 1868 г.
И. Янсен (1827—1907) исследовал во время солнечного затмения
протуберанцы Солнца и установил, что они являются вспышками массы газа,
состоящей в основном из водорода. В дальнейшем посредством
систематических исследований удалось установить наличие в солнечной и в
звездной материи большинства элементов, известных на Земле.
Завоевания астрономии этого периода были важным шагом на пути
естественнонаучного установления материального единства мира.
Механика
Если механика конца XVII — отчасти XVIII в. занималась в
основном задачами движения материальной точки и системы точек, имевшими
особенно важное значение для проблем небесной механики, то в XIX в.
центр внимания был перенесен на разработку вопросов физической и
технической механики.
Старые представления о машинах как приспособлениях для подъема
и передвижения больших грузов малой силой и те элементарные приемы
для расчета машин, которые были завершены в предшествующий период,
уже не могли удовлетворять быстро развивавшееся производство. Машину
стали рассматривать как устройство для цередачи сил (или движения)
с изменением их величины и направления.
Развитие механики идет в эту эпоху в двух направлениях:
разрабатываются и совершенствуются аналитические методы механики и
закладываются основы так называемой прикладной механики. Центром развития
механики в этот период становится Франция. Работы французского
ученого Ж. Лагранжа (1736—1813), особенно его «Аналитическая
механика» (1813 г.), определили аналитическое направление в этой науке.
Одновременно во Франции формируется и прикладная механика (этот
термин получил всеобщее распространение в 30-х годах XIX в.). В
начальный период главную роль в развитии прикладной механики играли
ученые, группировавшиеся вокруг парижской Политехнической школы.
Прежде всего это Г. Монж (1746-1819), Л. Карно (1796—1832), Ж. Пон-
селе (1788—1867) и др.
Позднее свой вклад внесли английские ученые (Р. Виллис и др.),.
затем (во второй половине XIX в.) русские ученые (П. Л. Чебышев) и,
наконец, немецкие (Ф. Рело).
Основным в прикладной механике являются понятия механической
работы и уравнения движения машин. Важной задачей было определение
коэффициента полезного действия машин, проблема обеспечения
равномерного движения машин, в связи с чем весьма важной стала проблема
устойчивости движения в машинах (Навье, Понселе, Морен, Вышнеград-
ский).
216

На первых этапах прикладная механика включала и изложение начал
гидравлики, теории гидравлических двигателей, теории паровых машин
и паровых котлов. В дальнейшем эти разделы выделяются в
самостоятельные науки. Уже в 30-х годах XIX в. в самостоятельную научную
дисциплину оформились теория упругости и сопротивление материалов. После
появления водяных турбин выделяется в отдельную науку гидравлика
и теория гидравлических двигателей.
Хотя основные понятия кинематики были даны еще в
предшествующий период Галилеем, Гюйгенсом, Ньютоном, Эйлером, все же кинематика
как самостоятельный раздел механики возникла только в первой половине
XIX в. под влиянием запросов машинной техники и необходимости
исследования передачи движений в механизмах. Крупнейшую роль в этом новом
направлении сыграла выдвинутая Гаспаром Монжем идея разработки
кинематики механизмов. Позднее на целесообразность выделения
кинематики в самостоятельную науку указал французский физик Ампер
в 1834 г. Он же предложил само название — кинематика. Идея Ампера
была осуществлена французским механиком Понселе в 1838—1839 гг.
в лекциях, посвященных передаче движения в механизмах. Однако
первыми специальными работами по кинематике механизмов можно
считать книгу Виллиса (1800—1875) «Принципы механики», появившуюся
в свет в 1841 г., работу Л. Бурместера «Учебник по кинематике» и,
наконец, сочинение Ф. Рело (1829—1905) «Теоретическая кинематика»,
вышедшее в 1875 г.
Характерной особенностью указанных работ, заложивших основы
кинематики механизмов, является применение геометрических методов. При
помощи этих методов решались задачи о приближенных прямолинейно
направленных механизмах у Бурместера. В классическом труде Рело
дается расчет механизмов так называемым экспериментальным методом,
при котором решение вопроса осуществляется при помощи моделей
механизмов, шаблонов отдельных звеньев, экспериментально-построенной
траектории точек звеньев и т. д.
Новое направление в теории механизмов создал выдающийся русский
математик и механик Пафнутий Львович Чебышев (1821—1894) своей
работой «Теория механизмов, известных под названием
параллелограммов», появившейся в 1854 г. Чебышев заинтересовался механизмами,
обеспечивающими передачу движения, и особенно параллелограммами Уатта.
Однако графические методы расчета параллелограмма не обеспечивали
достаточной для практики точности. В отличие от своих предшественников,
а также от работ Рело, появившихся позднее, Чебышев решал эти задачи
аналитическим путем. На основе изучения свойств
прямолинейно-направленных механизмов Уатта Чебышев создал математическую теорию
синтеза направляющих механизмов самых разнообразных назначений.
Механизмы и методы синтеза Чебышева, однако, не сыграли большой роли
в свое время и только в XX столетии исследования Чебышева оказали
большое влияние на развитие теории механизмов и машин.
Одновременно с новыми разделами механики, вызванными к жизни
машинным производством, развиваются и другие разделы, такие, как
теория упругости, гидромеханика. К рассматриваемому периоду
относится возникновение общей теории упругости, начало которой было
положено Навье и особенно Коши. Навье в 1821 г. впервые вывел уравнения
равновесия и движения упругой изотропной среды. Коши в 1822 г.,
развивая идеи Гука, сформулировал обобщенный закон деформации общего
вида, а также основные понятия теории упругости и механики
деформированных сред. Развивая статическую теорию упругости, Сен-Венан
(1797—1886) в 1855 г. поставил и решил задачу о кручении ц изгибе.
217

приобретшую позже в связи с развитием техники большое практическое
значение.
В области гидромеханики, основы которой были заложены в XVIII в.
работами Э. Эйлера и Д. Бернулли, в эту эпоху возникает новая важная
область — гидромеханика вязкой жидкости. Она разрабатывается в первой
половине XIX в. в трудах G. Пуансона, Л. Навье, Дж. Стокса. Навье в
1822 г. впервые вывел уравнение движения несжимаемой вязкой жидкости.
В этом же направлении работал и английский физик и механик Дж. Стоке.
Его уравнение движения вязкой жидкости, известное под названием
уравнения Навье — Стокса, было важным этапом в развитии гидромеханики.
Работы этих ученых сыграли в дальнейшем важную роль для
развития машиностроения (трение в подшипниках и их смазка). Большое
значение для дальнейшего развития гидромеханики имели исследования
английского физика Кельвина Томсона (1824—1907) и немецкого
естествоиспытателя Германа Гельмгольца (1821—1894). Томсон и Гельмгольц
положили начало разработке теории вихревого движения. Томсон
установил важную теорему о сохранении циркуляции в идеальной жидкости.
Гельмгольц в 1858 г. заложил фундамент теории вихревого движения
жидкости, имеющей важнейшее значение для развития гидродинамики
и аэродинамики в XX в.
Термодинамика
Исследование паровых машин привело к разработке основных начал
термодинамики — науки, изучающей законы теплового равновесия
и превращения теплоты в другие виды энергии.
Одним из основоположников термодинамики был французский ученый
Карно. В своем единственном произведении «Размышления о движущей
силе огня и о машинах, способных развивать эту силу»,
опубликованном в 1824 г., Карно рассматривает вопрос о «получении движений из
тепла».
Он указывает, что полезная работа в паровых машинах может быть
получена только при переходе тепла от тела более нагретого к телу более
холодному. Наоборот, для того чтобы передать тепло от холодного тела
к более нагретому, необходимо затратить работу. Эту закономерность
Карно выявил, анализируя идеальный круговой тепловой процесс.
Правильно подметив физические закономерности, лежащие в основе
работы тепловых машин, Карно, однако, не преодолел неправильных
представлений о природе теплоты, он рассматривал теплоту как некоторую
невесомую жидкость (теплород). Согласно господствовавшим тогда
взглядам теплород не может ни уничтожаться, ни возникать, а только
переходить от одного тела к другому. Впрочем, в последние годы своей короткой
жизни Карно отказался от теории теплорода, признав взаимную преврати-
мость теплоты и механической работы, и приблизительно определил
механический эквивалент теплоты.
Работы Карно способствовали установлению принципа, позволившего
определить наибольший возможный КПД тепловой машины. Этот
принцип привел в дальнейшем к открытию второго начала термодинамики,
которое в окончательном виде сформулировал в 1850 г. немецкий
ученый Р. Клаузиус (1822—1888). Сущность второго начала
термодинамики, по Клаузиусу, заключается в том, что теплота не может сама
по себе перейти от более холодного тела к более теплому. Клаузиус
впервые ввел понятие энтропии — одну из основных термодинамических
величин.
218

Важнейшее значение для развития техники имело открытие первого
закона термодинамики, согласно которому количество теплоты,
сообщенное материальной системе, равно сумме прироста внутренней энергии
системы и количества произведенной ею работы. Это начало термодинамики
Сади Каряо. Герман Гельмгольц.
было сформулировано как частный случай закона сохранения и
превращения энергии.
Закон сохранения и превращения энергии, как показывает вся
история развития науки, является одним из наиболее общих, универсальных
законов естествознания. Он был открыт и сформулирован в результате
исследований и наблюдений, сделанных в разных странах и в течение
длительного времени. Производственная практика, особенно в области
теплотехники, использование возможности превращения механической
энергии в тепловую и наоборот, а также успехи в области изучения
электрических явлений способствовали накоплению необходимых
сведений для обоснования этого закона.
Идея сохранения материи высказывалась еще в древности
Анаксагором, Эмпедоклом, Демокритом, Эпикуром и Лукрецием. Позже,
в XV—XVIII вв., Дж. Бруно, Г. Галилей, Ф. Бэкон, П. Гассен-
ди, Э. Мариотт, М. Мерсени неоднократно повторяли это положение.
В 1756 г. М. В. Ломоносов провел ряд опытов, в которых впервые
доказал, что при химических реакциях вещество не теряется и не
возникает из ничего. Это явилось первым экспериментальным
подтверждением закона сохранения вещества. Этот закон французский химик
А. Лавуазье стал применять в 1770 г.
Закон сохранения и превращения энергии был сформулирован
выдающимся немецким ученым Робертом Майером (1814—1878).
Этот закон в 1841 г. Майер впервые изложил в своем труде «О
количественном и качественном определении сил»1, опубликованном только
1 Майер в своих трудах применял термин «сила», вкладывая в него смысл энергии
219

в 1881 г. Свои мысли он развил в работе «Замечание о силах неживой
природы» (1842 г.) и в труде «Органическое движение в его связи с обменом
веществ» (1845 г.). Закон сохранения и превращения «сил» (энергии),
по Майеру, заключается в том, что движение, теплота, электричество,
химические процессы и т. п. являются качественно различными формами «сил»,
превращающихся друг в друга при неизменных количественных
соотношениях. В своих работах Р. Майер установил понятие количественного
эквивалента «сил» и определил
механический эквивалент тепла.
В 1847 г. Гельмгольц в своей
работе «О сохранении силы» впервые дал
строгую математическую трактовку
закона сохранения и превращения
энергии и, проанализировав большинство
известных в то время физических
явлений, указал на всеобщность этого
закона. Большое значение имело
доказательство Гельмгольцем того факта,
что происходящие в живых организмах
процессы подчиняются данному закону.
Окончательное признание закон
сохранения и превращения энергии
получил после большого числа работ,
экспериментально доказавших
справедливость закона и уточнивших
механический эквивалент тепла (Джоуль,
Грин, Колдинг, Роуланд, Эдлунд,
Реньо и др.).
Открытие и обоснование закона
Роберт Манер. сохранения и превращения энергии
в середине XIX в. явилось обобщением
многочисленных научных исследований и опыта, накопленного
практикой. Познание этого закона природы имело огромное значение для
дальнейшего развития науки и техники.
Электричество, магнетизм
К концу XVIII в. были выработаны первые представления об
электричестве и изучены важнейшие явления электростатики. С начала XIX в.
в центре изучения становится электрический ток. Этому способствовало
открытие гальванических элементов, которые обнаружили обширную
область явлений, связанных с постоянным электрическим током.
Новый период в развитии учения об электричестве начинается с работ
итальянского физиолога Луиджи Гальвани (1737—1798),
опубликовавшего в 1791 г. свой «Трактат о силах электричества при мышечном движении»,
и итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта (1745—1827),
который в 1800 г. изобрел так называемый вольтов столб — первый
источник постоянного тока, который широко использовался исследователями
многих стран при изучении электрических явлений.
Крупнейший для своего времени вольтов столб был создан в 1802 г.
русским ученым В. В. Петровым (1761—1834). Этот столб состоял
из 4200 медных и цинковых кружочков и позволял получить
электродвижущую силу около 1700 вольт. Наличие такого мощного источника тока
высокого напряжения позволило Петрову сделать целый ряд открытий
и наблюдений.
220

В своих работах он показал возможность применения электрической
дуги для освещения, плавки и сварки металлов, а также восстановления
металлов из окислов. Это было крупнейшим открытием, которое после
работ ряда ученых и изобретателей широко стало применяться в
промышленном производстве и в быту.
В. В. Петрову принадлежат открытие зависимости силы тока от
площади поперечного сечения проводника, исследование разряда в вакууме
и установление зависимости
электрических явлений от полярности и
формы электродов, расстояния между
ними, а также от степени
разряжения воздуха.
В 1821 г. немецкий физик
Т. Зеебек (1770—1831) открыл
явление термоэлектричества, названное
им термомагнетизмом, сущность
которого заключалась в том, что в
цепи, состоящей из разнородных
металлов, возникает электродвижущая
сила, если температура мест
соединений или спаев этих металлов
различна. Малая величина получаемых
при этом сил тока заставила
заняться вопросом о связи между
различными комбинациями элементов
в батарее и получающимися при
этом силами токов. После ряда
неудачных опытов вопрос был,
наконец, решен немецким физиком
Г. С. Омом (1787—1854),
установившим основной закон
электрической цепи, связывающий
сопротивление цепи, электродвижущую силу и PuCt 90t титульный лист
силу тока. Этот закон был установлен книги В. В. Петрова.
Омом экспериментально и
сформулирован в 1826 г. в работе «Определение закона, по которому металлы
проводят электричество».
С установлением количественного соотношения между основными
параметрами электрической цепи открылись широкие возможности для
изучения электрических явлений. Однако закон Ома долгое время не
находил себе признания. И только после того, как русские ученые
Э. X. Ленц и Б. С. Якоби, немецкие ученые К. Гаусс, Г. Кирхгоф и
некоторые другие положили этот закон в основу своих исследований,
значение его стало неоспоримо.
В 1841 г. Джоуль установил закон, определяющий количество тепла,
выделяющегося в проводнике при прохождении через него
электрического тока. Независимо от Джоуля в 1842 г. этот же закон открыл и
экспериментально проверил Э. X. Ленц. Закон Джоуля — Ленца
приобрел большое практическое значение, так как на нем основан расчет
электроосветительных установок, всех нагревательных и отопительных
электроприборов, которые начали широко применяться с конца XIX в.
В 1820 г. датский ученый X. Эрстед открыл действие тока на магпит-
ную стрелку. Французские физики Ж. Био и Ф. Савар нашли
количественный закон этого действия. Закон взаимодействия токов был открыт
французским физиком А. Ампером, трудами которого были заложены
221

основы современной электродинамики. Воспроизведя явления Эрстеда,
Ампер предложил свое «правило пловца» для определения направления
отклонения стрелки током. Для объяснения магнитных свойств веществ
Ампер предложил гипотезу, согласно которой магнит состоит из
громадного числа элементарных магнитиков — кольцевых электрических
токов.
Таким образом, Ампер создал первую теорию магнетизма, в которой
он сводит явления магнетизма к электричеству.
Джемс Джоуль. Эмиль Христиаяович Ленд.
В первой трети XIX в. были сделаны очень важные открытия,
имевшие весьма большие теоретические и практические последствия и снова
поставившие в центр внимания вопрос о связи между зарядами и токами
в телах и одновременными изменениями в окружающем пространстве,
а также связавшие электрические явления с магнетизмом.
Эти блестящие открытия были сделаны английским физиком
Михаилом Фарадеем (1791—1867). Руководимый идеей о единстве сил
природы, он поставил себе задачей раскрыть связи между электричеством
и магнетизмом, электричеством и химическими процессами, магнетизмом
и светом. Уже в 1822 г. он делает в своем лабораторном дневнике заметку:
«Превратить магнетизм в электричество». 29 августа 1831 г. Фарадей
открыл явление электромагнитной индукции. Это открытие, принесшее
Фарадею мировую известность, имело огромное научное и практическое
значение. Дальнейшее развитие учение об индукции токов получило
в работах русского ученого Э. X. Ленца, который обосновал в 1833 г.
так называемое «правило Ленца».
Важной заслугой Фарадея является установление им в 1833—1834 гг.
основного количественного закона электролиза — закона
электрохимической эквивалентности. При этом он высказал мысль об атомной
структуре электричества. В 1835—1838 гг. Фарадей проводил исследования
диэлектриков. В 1836 г. он открыл магнитное вращение плоскости
поляризации, установив, таким образом, связь между светом и электромаг-
222

нитными явлениями. В том же году он открыл и явление диамагнетизма.
До 1851 г. Фарадей изучает магнитные свойства различных веществ, а
также работает над вопросами, касающимися общих свойств магнитного
поля. В 1851 г. он опубликовал интересную работу: «Физический
характер магнитных силовых линий».
Работы Фарадея сыграли огромную роль в общей теории
электричества. Ко времени появления капитальных трудов Фарадея учение об
Михаил Фарадей. Джемс Максвелл.
электричестве и магнетизме уже получило развитие на базе законов
Кулона, работ Ампера и других, использовавших приемы математического
анализа для теоретического исследования явлений электричества. В
основу этого анализа был положен ньютоновский метод рассмотрения
явлений тяготения. Принципиальной основой теории электрических и
магнитных явлений было представление о взаимодействии на расстоянии
между зарядами и токами. В первой половине XIX в. физики
признавали способность зарядов и токов взаимодействовать через пустоту, без
посредства каких бы то ни было промежуточных физических сред.
Фарадей высказал новый взгляд, утверждая, что все
взаимодействия вообще, и электрические и магнитные взаимодействия в частности,
распространяются с конечной скоростью при непременном участии
промежуточной среды. Электрический заряд, магнитный полюс или
проводник, по которому течет электрический ток, Фарадей рассматривал как
одну из частей некоторой физической системы. Он стремился, таким
образом, вложить физическое содержание в представление об
электрическом или магнитном поле. Поле он мыслил как реальный объект,
в котором происходят физические процессы. Изучение магнитных и
электрических полей привело Фарадея к представлению о «физических
силовых линиях».
Выдающимся продолжателем работ Фарадея был английский физик
Джемс Максвелл (1831—1879). Научная деятельность Максвелла охваты-
223

вает ряд проблем молекулярной физики, оптики, механики, теории
упругости. Но основной вклад наряду с кинетической теорией газов Максвелл
сделал в области электромагнетизма. Если Фарадей дал первое обоснование
учения об электромагнитном поле, то Максвелл, продолжая работы Фара-
дея, разработал теорию электромагнитного поля.
Эти исследования обобщены в его знаменитом труде «Трактат по
электричеству и магнетизму», вышедшем в 1873 г. Математическим выражением
теории Максвелла явилась его знаменитая система уравнений. Физическая
гипотеза Максвелла заключалась в том, что магнитное поле создается
не только в результате движения зарядов по проводникам (током), но
и любым изменением электрического поля. Закон, установленный
Максвеллом, связывал скорость изменения в данном месте электрического поля —
так называемый ток смещения — с напряженностью создаваемого этим
изменением магнитного поля и наоборот.
Открытия, сделанные во второй трети XIX в., подготовили почву
для применения учения об электричестве и магнетизме к ряду важнейших
технических проблем, которые были решены во второй половине XIX в.
и в начале XX в.
Химия
Развитие химического производства подготовило глубокие изменения
и в химической науке. С рассматриваемым периодом связано
формирование основных научных понятий химии (атом, молекула, эквивалент,
валентность). Центральной проблемой этого периода явилось развитие
атомно-молекулярного учения. Представление о том, что все тела состоят
из отдельных мельчайших частиц, возникло еще в глубокой древности,
и ученые возвращались к нему неоднократно в более поздние эпохи.
В XVII в. французский философ П. Гассенди (1592—1655) выдвинул
впервые понятие о молекуле. Понятие об атомах и молекулах развивалось
Р. Бойлем и М. В. Ломоносовым.
Развитие атомно-молекулярной теории связано с именем
английского ученого Д. Дальтона (1766—1844). Он первый в начале XIX в. ввел
химическую атомистику. Работы Дальтона сыграли огромную роль в
установлении конкретной связи между теоретическими представлениями об
атомах и экспериментальными данными о составе вещества. Работы
Дальтона высоко оценил Ф. Энгельс, указав, что «новая эпоха начинается
в химии с атомистики (следовательно, не Лавуазье, а Дальтон — отец
современной химии) ...»1 Однако в учении Дальтона еще не было
правильного представления о различиях между атомом и молекулой, которую он
называл сложным атомом. Дальтон предполагал, например, что простые
газы: водород, азот и т. д., состоят не из молекул, а из атомов.
Представление о молекуле как о наименьшей частице простого или
сложного вещества, вступающей в химическое взаимодействие, высказал
в 1811 г. итальянский ученый А. Авогадро (1776—1856). Согласно
гипотезе Авогадро, в разных объемах всех газов при одинаковых температурах
и давлении содержится одно и то же число молекул. Закон Авогадро
позволил определить молекулярный вес любого вещества. Теперь, зная
молекулярный вес и химический состав соединений, можно было вычислить
атомные веса элементов. Заслуга окончательного и четкого разграничения
понятия атома и молекулы принадлежит итальянскому химику С. Канниццаро
(1826—1910), который изложил свои взгляды на международном съезде
химиков в Карлсруэ в 1860 г.
Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 236.
224

В 1859 г. Г. Кирхгоф совместно с Р. Бунзеном положил начало
спектральному анализу. Экспериментальные исследования, проведенные
Кирхгофом и Бунзеном в 1859—1862 гг., привели к разработке и
усовершенствованию техники спектрального анализа и введению его в практику
химических исследований. С помощью нового метода ими были изучены
спектры большого количества химических соединений, открыты новые
элементы — цезий и рубидий.
В этот же период благодаря работам француза Ш. Ф. Жерара (1816—
1856), итальянца С. Канниццаро и англичанина Э. Франкленда (1825—
1899) было установлено одно из важнейших понятий химии — понятие
валентности— свойства атома соединяться со строго определенным числом
других атомов при образовании молекулы нового вещества. В начале
второй половины XIX в. немецкий химик Ф. А. Кекуле (1829—1896),
австрийский химик И. Лошмидт (1821—1895) и шотландский химик А. С. Купер
(1831—1892) независимо друг от друга предложили способ написания
структурных формул молекул органических соединений. Однако
предложенные формулы были еще очень несовершенны.
Основоположником научной теории химического строения вещества
явился выдающийся русский ученый Александр Михайлович Бутлеров
(1828—1886). Свою теорию химического строения Бутлеров впервые
доложил на 36-м собрании немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере
19 сентября 1861 г. Его доклад носил название: «Нечто о химической
структуре тел». Указав, что теоретическая сторона химии не соответствует ее
фактическому развитию и что господствовавшая тогда теория строения
веществ очень несовершенна, Бутлеров предложил новое понятие —
«химическая структура». Глубокую оценку роли Бутлерова в развитии
химии дал Менделеев: «Все открытия его истекли из одной общей идеи:
она-то и сделала школу, она-то и позволяет утверждать, что имя его
навсегда останется в науке. Это — идея так называемого «химического
строения»... Он вновь путем изучения химических превращений
стремится проникнуть в самую глубь связей, скрепляющих разнородные
элементы в однх) целое, признает за каждым из них врожденную способность
вступать в известное число соединений, а различие свойств
приписывает различному способу связи элементов. Никто не приводил этих
мыслей столь последовательно, как он, хотя они и проглядывали ранее».
Теория химического строения молекул объяснила явление изомерии,
заключающееся в существовании веществ с одинаковым составом и
молекулярным весом, но различных по химическим и физическим свойствам.
Явление изомерии в свете теории химического строения объяснялось
различным порядком соединения между собой атомов одних и тех же
элементов, причем создавалась возможность предсказывать число изомерных
форм. В дальнейшем было установлено, что число изомеров оказалось
больше, чем можно было предполагать, исходя из анализа возможных
соединений атомов.
Величайшим достижением химии было открытие в 1869 г. гениальным
русским ученым Д. И. Менделеевым (1834—1907) периодического закона
химических элементов. Это открытие было подготовлено всем ходом
развития науки. Этому, в частности, содействовало непрерывно
увеличивающееся количество известных химии элементов. К концу XVIII в.
было открыто около 30 элементов, а к 60-м годам XIX в. число их
возросло до 63. В результате открытия новых элементов, их изучения и
практического освоения в производстве возникла необходимость классификации
этих элементов.
Простейшие виды классификации были предложены еще А. Лавуазье в конце
XVIII в. и И. Берцелиусом (1779—1848) в начале XIX в. Берцелиус указывал на нали-
225

чие некоторых групп родственных элементов. В 1829 г. немецкий химик И. Деберейнер
(1780—1849) нашел, что сходные по химическим свойствам элементы образуют триады.
Другой немецкий ученый М. Петтеякофер (1818—1901) в 1850 г. отметил, что сходные
элементы образуют иногда более многочисленные группы, чем триады. В 1864 г.
немецкий химик 10. Л. Мейер (1830—1895) в монографии «Современные теории химии и их
значение для химической статики» привел таблицу соотношений атомных весов для
6 характерных групп элементов. Но он не коснулся вопроса о соотношениях
физических и химических свойств элементов как одной группы, так и соседних групп. В 1866 г.
английский химик Дж. Ныолендс (1838—1898) сообщил об открытии им «закона октав».
Располагая элементы с небольшими перемещениями, в порядке возрастания их
эквивалентов, он отметил, что номера элементов,
относящихся к одной естественной группе,
отличались на 7 или на число, кратное 7.
Однако ни в одной из указанных
работ по классификации химических
элементов их взаимосвязь не
рассматривалась как объективный закон
природы. Не рассматривался глубоко также
и вопрос о зависимости физических
и химических свойств элементов от
их атомных весов. Значение работ
Д. И. Менделеева заключается в том,
что он дал законченную формулировку
периодического закона элементов,
подчеркнув, что при расположении
элементов в определенном порядке,
соответствующем возрастанию атомных весов,
обнаруживается периодичность свойств
химических элементов и их
соединений. В 1869 г. Д. И. Менделеев разослал
многим химикам листок с
изображением разработанной им системы эле-
„ „ ,г ментов и названной: «Опыт системы
Дмитрии Иванович Менделеев. элемеНтов, основанной на их атомной
весе и химическом сходстве». В этом же
году в «Журнале Русского химического общества» была опубликована
первая работа Менделеева, где он дает формулировку периодического
закона. В ней ученый указывал, что «элементы, расположенные по величине
их атомного веса, представляют явственную периодичность свойств».
В 1871 г. в «Основах химии» Менделеев дает более четкую формулировку
периодического закона: «Физические и химические свойства элементов,
проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых,
стоят в периодической зависимости... от их атомного веса». Дальнейшее
изучение атомов показало, что периодичность свойств обусловлена
периодичностью в изменении строения электронной оболочки при увеличении
числа электронов.
Открытый Д. И. Менделеевым периодический закон — великий вклад
русской научной мысли в мировую науку. Периодическая система
элементов представляла собой величайшее обобщение в области химии и
физики. С ее помощью была установлена взаимосвязь между всеми
элементами, предсказано существование еще неизвестных элементов и их
свойств. На основе периодической системы были найдены
закономерности свойств химических соединений различных элементов.
Периодическая система элементов сыграла также важную роль в дальнейшдм
изучении строения атома при разгадке явлений радиоактивности, в
открытии изотопии и в настоящее время является руководящим началом
в развитии физики и химии.
226

Геология
Развитие горной промышленности позволило пополнить и уточнить
научные представления о строении Земли, о минералах и горных
породах, о месторождениях полезных ископаемых, о геологическом строении
многих районов Европы и Азии.
Конец XVIII и начало XIX в. характеризовались господством
нептунизма в геологии. Но и в это время были высказаны некоторые
прогрессивные идеи. Однако эти идеи, особенно материалистические
представления в эволюционной теории М. В. Ломоносова, в то время не
нашли широкого распространения. Лишь в начале XIX в. немецкие
естествоиспытатели Александр Гумбольдт (1769—1859) и Леопольд
Бух (1774—1853) научно доказали несостоятельность основных
положений нептунизма. В частности, А. Гумбольдт высказал мысль о том,
что огромную роль в современной геологической жизни Земли играл
вулканизм. Л. Бух дал критику нептунистического взгляда на
сущность вулканических явлений. Он выдвинул свою известную гипотезу
«кратеров поднятия», согласно которой поднятия образуются при
расширении магматических масс, поднимающихся из глубин земного шара и
внедряющихся в осадочные толщи. Магма, внедряясь, раздвигает
осадочные породы, и в них возникают складки и разрывы. В зоне поднятия
образуется купол, при обрушении которого получается кратерообразная
впадина; отсюда и название данной гипотезы.
Благодаря трудам А. Гумбольдта и Л. Буха учение вулканистов
получило всеобщее признание в геологии. Основные положения
вулканистов: о непрерывном развитии Земли, о движении земной коры, о
систематическом чередовании морского и континентального режимов,
приуроченности рудных залежей к зонам контакта магматических и осадочных
пород, были весьма прогрессивными для своего времени. Однако
вулканизм начала XIX в. довольно скоро стал вырождаться в реакционное
направление, получившее название катастрофизма.
Основоположником катастрофизма был французский
естествоиспытатель Жорж Кювье (1769—1832). Гипотеза катастроф, отрицавшая
непрерывно-поступательный процесс развития земного шара, легко
укладывалась в рамки библейского объяснения явлений природы, а потому оказала
вредное влияние на правильное понимание хода геологической истории
Земли. Справедливую оценку катастрофизма дал Ф. Энгельс. Он писал:
«Теория Кювье о претерпеваемых землей революциях была революционна
на словах и реакционна на деле. На место одного акта божественного
творения она ставила целый ряд повторных актов творения и делала из чуда
существенный рычаг природы»1.
Еще до распространения теории катастроф возникло новое
направление в естествознании, представители которого исходили из идеи
эволюционного развития природы. Эволюционные идеи в естествознании
высказывались еще М. В. Ломоносовым в середине XVIII в. В начале XIX в.
наиболее известным ученым, много сделавшим для признания
эволюционных представлений, был француз Ж. Б. Ламарк (1744—1829).
В 1830—1833 гг. появилась книга «Основы геологии» Чарлза Лайеля
(1797—1875) — английского геолога. Это сочинение сыграло выдающуюся
роль в геологии, утвердив в этой науке идеи эволюционизма. Лайель
доказал, что для объяснения изменений земной поверхности нет
никакой необходимости прибегать к явлениям, исключительным по
масштабу,—к катастрофам. Самые обыкновенные геологические факторы,
Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 9.
227

действующие повседневно, такие, как ветер, дожди, реки, морской
прибой, ледники, вулканы, землетрясения, за многие миллионы лет
геологической истории могли произвести сами по себе огромные изменения
на земной поверхности.
Лайель доказал, что в современную эпоху геологические процессы
протекают с той же интенсивностью, как и в минувшие геологические
времена. Ф. Энгельс так оценил учение Лайеля: «Лишь Лайель внес здравый
смысл в геологию, заменив внезапные, вызванные капризом творца,
революции постепенным действием медленного преобразования земли»1.
Показав, что ныне действующими факторами можно объяснить все события,
зафиксированные в геологической летописи, Лайель способствовал
преодолению реакционной гипотезы катастрофизма.
К началу второй половины XIX в. в геологии прочно утвердились
прогрессивные эволюционистские представления, чему способствовали
труды английского ученого Ч. Дарвина.
Биология
Наиболее полно эволюционные идеи нашли отражение в развитии
биологии первой половины XIX в. Среди великих открытий, сделанных
в этот период, особенно большое значение Ф. Энгельс придавал открытию
клетки и созданию Дарвиным эволюционной теории, указывая, что
благодаря этим открытиям «познание взаимной связи процессов,
совершающихся в природе, двинулось гигантскими шагами вперед...»2
В 50-х годах XIX в. в биологии получила большое распространение
так называемая клеточная теория. Согласно этой теории в основе строения
и развития животных и растительных организмов лежит клетка — одна
из форм организации живого вещества.
Основателями клеточной теории являются немецкие ученые биолог
Теодор Шванн (1810—1882) и ботаник Маттиас Шлейден (1804—1881).
Их исследования, относящиеся к 1838 и 1839 гг., показали, что как
животные, так и растения целиком построены из клеток. В дальнейшем трудами
многих ученых в различных странах было доказано сходство строения
и происхождения животных и растительных клеток.
Таким образом, клеточная теория установила единство принципа
строения и развития всех многоклеточных организмов и тем самым стала
основой для учения о развитии единой живой природы. Клеточная теория
явилась одним из первых биологических обобщений, на котором затем
основывалось учение об эволюции всего органического мира.
Основоположником эволюционной теории был великий английский
ученый Чарлз Дарвин (1809—1882). В 1859 г. вышла в свет книга
Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение
благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». В ней Дарвин изложил
основные положения своего учения, которое явилось результатом всего
предшествующего развития научной мысли и исследований живой природы.
Дарвин имел многочисленных предшественников в разных странах
Европы. Из русских ранних предшественников Дарвина самым
выдающимся был профессор Московского университета К. Ф. Рулье (1814—1858).
Он, как и Ламарк, привел к выводу, что медленные изменения внешней
среды являются основными факторами эволюции органического мира.
Опираясь на опыт сельскохозяйственной практики своего времеди,
на свои научные наблюдения и на наблюдения других натуралистов,
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 9.
2 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные произведения, т. II, стр. 369.
228

Дарвин впервые твердо установил в биологической науке факт
изменяемости видов.
Основное в учении Дарвина — теория естественного отбора. Согласно
этой теории, виды с их относительно целесообразной организацией
создавались и создаются путем отбора и накопления свойств, наиболее
благоприятных для выживания организмов в данной среде. Дарвин указывал, что
изменчивость вызывается действием условий жизни, а также упражнением
или неупражнением органов.
Накапливать изменения возможно лишь в том
случае, если они наследуются.
Склонностью к передаче по наследству
обладают все изменения независимо от
степени их полезности. Но прочно
удерживаются лишь те изменения, которые
способствуют выживанию организма
в данных жизненных условиях. В тех
случаях, когда причина, вызывающая
изменения, продолжает действовать
длительное время, изменения не только
накапливаются, но и усиливаются в том
же направлении. Постепенные, подчас
незаметные изменения организмов,
накапливаясь в течение длительных
исторических периодов, приводят к
появлению новых разновидностей в пределах
вида. Продолжая изменяться в том же
направлении, разновидности постепенно
переходят в подвиды и наконец
обособляются в новые виды.
Открытие Дарвиным движущих Чарлз Дарвин,
сил исторического развития живой
природы (естественный отбор) сыграло исключительно большую роль в
биологической науке. Несмотря на то что теория Дарвина не была с начала
и до конца выдержана в духе строгого материализма, она все же явилась
прочным фундаментом, на котором к концу XIX в. трудами многих ученых
было построено стройное научное материалистическое учение об
историческом развитии живой природы. О книге Дарвина «Происхождение видов»
В. И. Ленин писал: «...Дарвин положил конец воззрению на виды
животных и растений, как на ничем не связанные, случайные, «богом созданные»
и неизменяемые, и впервые поставил биологию на вполне научную почву,
установив изменяемость видов и преемственность между ними...»1 Подобно
тому как открытие Д. И. Менделеева было вершиной в развитии
химической науки всего предшествующего периода, так и учение Дарвина было
замечательным итогом всех научных исканий биологов до него.
Естественно поэтому, что с его именем связана целая эпоха в развитии биологии.
Таким образом, естествознание теснейшим образом связано с
материальным производством и в процессе своего развития ставит, решает
и теоретически осмысливает задачи и проблемы, выдвинутые практикой.
С другой стороны, естествознание опирается и на важнейшие
теоретические достижения предшествующего периода.
Изучение частей природы и их взаимной связи на известной стадии
приводят в конце концов к преодолению искусственного разрыва между
ними и к познанию их внутренней связи и единства. Замечательным
1 В. И. Ленин, Соч., т. 1, стр. 139.
229

примером является развитие химии. Углубленное изучение
количественных и качественных характеристик отдельных химических элементов и их
взаимной связи приводит Д. И. Менделеева к открытию периодического
закона, к установлению периодической системы элементов. Спектральный
анализ, открытый Бунзеном и Кирхгофом и нашедший в науке самое
широкое и разностороннее применение, открыл перед экспериментальным
и теоретическим естествознанием новые перспективы. Следует отметить,
что деятельность ученых принимает все более и более интернациональный
характер: достижения ученых одной страны становятся достоянием ученых
других стран. Это значительно облегчает и ускоряет
исследовательскую работу в теоретическом и экспериментальном естествознании и в
свою очередь способствует познанию связей между явлениями природы.
Особенно важны теоретические результаты рассматриваемого периода
в области изучения органического мира. Исторический метод наиболее
рельефно проявился в учении Чарлза Дарвина.
Достижения науки выдвинули ряд теоретических проблем, решение
которых имело важнейшее значение для дальнейшего развития
естествознания. Главная из них — идея развития, которая стала в центре
внимания философии первой половины XIX в. В лице Гегеля идеалистическая
философия пыталась свести идею закономерного развития к спекулятивно-
абстрактной связи понятий, игнорируя их реальное содержание. Такое
умозрительное толкование идеи развития, сформулированное Гегелем
как идеалистическая диалектика, не соответствовало не только уровню
науки XIX в., но противоречило самому содержанию и тенденции науки
и ее развитию, которые базировались на доказуемой и объективной
достоверности знаний. Умозрительность гегелевской диалектики рельефнее
всего выступает в его натурфилософии, где Гегель отвергает мысль о
возможности развития в природе. Это противоречило всем основным
достижениям науки XIX в. Идеалистическая философия оказалась не в состоянии
решить теоретические проблемы естествознания. И если учесть, что
«диалектические законы являются действительными законами развития
природы и, значит, имеют силу также и для теоретического
естествознания»1, то можно сказать, что идеалистическая философия оказалась
неспособной содействовать развитию науки.
Материалистическое решение вопроса о закономерности развития
природы и общества было дано основоположниками диалектического
материализма Марксом и Энгельсом. Рассматривая законы диалектики как
действительные законы развития природы, Маркс и Энгельс на основе
глубокого анализа и обобщения достижений естественных и прежде всего
общественных наук своего времени сумели научно сформулировать
тенденцию развития науки и тем самым показать перспективы ее дальнейшего
развития. Поэтому созданное ими материалистическое учение —
диалектический материализм — стало мощным теоретическим оружием для
дальнейшего развития естествознания. Марксистская философия,
основные положения которой были сформулированы в середине XIX в., была
итогом всего предшествующего развития науки.
Наряду с указанными главными направлениями в философском
освещении проблем естествознания существовали и
вульгарно-материалистические (Фохт, Молешотт) и особенно позитивистские (Конт) концепции,
искажавшие существо методологии естественнонаучного исследования
и его научное содержание и значение.
Рассматриваемый период явился одним из важнейших этапов в
формировании современной материальной и духовной культуры. Бурное
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 38.
230

развитие естествознания имело огромное влияние на рост
производительных сил общества и открыло широкие возможности для умножения
материальных богатств общества. Однако утвердившиеся в этот период
капиталистические отношения сковывали этот процесс, не давая ему
развиваться в полную силу. Это в свою очередь тормозило развитие
естествознания или на долгие годы делало бесплодными многие
замечательные достижения ученых, лишив их необходимой экспериментальной
базы и широких возможностей практической реализации своих идей и
открытий. В этом особенно ярко проявилась связь между развитием
естествознания и уровнем развития промышленного производства в
каждой стране.
Итак, в эту эпоху в результате промышленного переворота в
Англии, Франции, Германии, США, России происходит переход от
ремесленных орудий производства к машине и превращение
ремесленно-мануфактурного производства в фабричную промышленность.
Машинная техника в этот период характеризовалась применением
простой кооперации рабочих машин. Система машин, появившаяся в
отдельных отраслях производства, в это время еще не получает широкого
распростр анения.
Первый этап промышленной революции был связан с созданием
рабочих машин в текстильном производстве, второй этап — с созданием
универсального теплового двигателя, т. е. паровой машины, третий этап —
с созданием рабочих машин в машиностроении, т. е. с изобретением
суппорта, или резцедержателя.
Потребность в машинах предъявляла повышенный спрос к
металлургии, которая перешла на применение минерального топлива,
использование паровых машин и горячего дутья. Изобретение пудлингования железа
подняло производительность передельного процесса (получения железа из
чугуна). Одновременно ведется работа по получению тигельной стали и
создается способ получения стали в больших отливках.
Развитие металлургии, рост числа паровых машин, создание парового
транспорта оказали огромное влияние на состояние горного дела,
основной продукцией которого становятся каменный уголь и железная руда.
Развитие фабричной системы, рост городов и городского населения,
наблюдавшиеся с конца XVIII в., чрезвычайно расширили внутренний
рынок и увеличили спрос на продукты питания и на сельскохозяйственное
сырье, необходимое для обрабатывающей промышленности. Это
способствовало техническому прогрессу в сельском хозяйстве и изменению
системы земледелия. Однако наряду с применением различных машин
в сельском хозяйстве при капитализме сохраняются ручные приемы труда.
В эпоху промышленного капитализма существенно совершенствуются
средства связи. Создается железнодорожный и водный паровой транспорт.
Внедряется электромагнитный телеграф. Все это позволило в значительной
степени устранить разобщенность как внутри стран, так и между
отдельными странами.
Эпохе домонополистического капитализма соответствует период
эволюционных идей в развитии естествознания. На первый план в
естествознании выдвигаются физика, химия, термодинамика, электрофизика,
электрохимия и биология.
При капитализме на основе машинной техники был достигнут
большой прогресс в развитии производительных сил общества в сравнении с
феодальным способом производства. Крупная машинная промышленность
произвела глубочайший переворот во всем строе экономической жизни.
231

Машина явилась революционизирующей силой, которая преобразовала
общество.
Важным итогом развития капиталистической машинной индустрии
явилось образование крупных промышленных центров, формирование
промышленного пролетариата. Однако капитализм ставит определенные
пределы развитию производительных сил. Применение машин при
капитализме носит глубоко противоречивый характер. Капиталист применяет
машины лишь иногда, когда их применение способствует увеличению
прибавочной стоимости. Это достигается только в том случае, если
машины обходятся капиталисту дешевле, чем вытесненная ими рабочая
сила. Чем ниже заработная плата рабочих, тем слабее стремление
капиталистов вводить машины. Поэтому ручной труд до сих пор еще
применяется в промышленности даже самых развитых капиталистических стран.
Создание капиталистических фабрик, основанных на эксплуатации
наемных рабочих, и применение системы машин сопровождалось
возрастанием тяжести труда и усилением эксплуатации рабочих.
Машина при капитализме из мощного средства увеличения
производительности труда и, следовательно, облегчения труда рабочего
превращается в действенное средство усиления его эксплуатации. Она буквально
порабощает рабочего, способствует внедрению каторжной дисциплины
труда, удлинению рабочего дня, повышению интенсивности труда.
Чем более технически оснащено капиталистическое производство, тем
более рабочий превращается в автомат, в придаток машины.
Машина ведет к вытеснению части рабочих из производства,
способствует увеличению резервной промышленной армии труда. Она
упрощает процесс производства, делает излишним применение большой
физической силы рабочего. Это создает условия для массового вовлечения
в производство женского и детского труда, что еще больше увеличивает
армию безработных.
Капиталистическое машинное производство усиливает процесс
разорения мелких ремесленников и крестьян, не выдерживающих конкурентной
борьбы. Капиталистическое применение машин ведет к громадному
углублению противоположности между умственным и физическим трудом.
Развитие капиталистического машинного производства влечет за
собой углубление общественного характера производства, проявляющегося
в росте его концентрации, усилении общественного разделения труда,
развитии рыночных связей. Происходит капиталистическое
обобществление труда, обобществлоние производства. Но растущее обобществление
производства происходит в интересах немногих частных
предпринимателей, владеющих средствами производства.
Развитие крупного машинного производства в ходе конкурентной
борьбы ведет к тому, что частная собственность на средства
производства становится достоянием все меньшего числа капиталистов. С
развитием капитализма она во все большей степени препятствует
дальнейшему развитию производительных сил. Капиталистические
производственные отношения становятся тормозом их дальнейшего развития.
Развитие машинной промышленности при капитализме является
внутренне противоречивым процессом. Оно углубляет основное
противоречие капитализма — противоречие между общественным характером
производства и частнокапиталистической формой присвоения. Это
противоречие обусловливает анархичное развитие капиталистического хозяйства,
кризисы перепроизводства и в конечном счете ведет к неминуемой
гибели капитализма.

ТЕХНИКА В ПЕРИОД
МОНОПОЛИСТИЧЕСКОГО
КАПИТАЛИЗМА
70-е годы XIX века—1917 г.
(Развитие системы машин
на базе электропривода)

ГЛАВА XVIII
ОБЩЕСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ В ПЕРИОД
МОНОПОЛИСТИЧЕСКОГО КАПИТАЛИЗМА
¦^азвитие мировой техники с 70-х годов XIX в. до победы Вели-
¦ кой Октябрьской социалистической революции в России
совершалось в новых социально-экономических условиях, так как сам
капиталистический способ производства за это время претерпел весьма
существенные качественные изменения.
К началу 70-х годов XIX в. капитализм стал господствующей
системой на земном шаре. Производительные силы капиталистического
общества достигли такого уровня, о котором люди в предшествующие времена
не могли и мечтать. «Буржуазия менее чем за сто лет своего классового
господства,— писали К. Маркс и Ф. Энгельс,— создала более
многочисленные и более грандиозные производительные силы, чем все
предшествовавшие поколения, вместе взятые. Покорение сил природы,
машинное производство, применение химии в промышленности и земледелии,
пароходство, железные дороги, электрический телеграф, освоение для
земледелия целых частей света, приспособление рек для судоходства,
целые, словно вызванные из-под земли, массы населения,—какое из
прежних столетий могло подозревать, что такие производительные
силы дремлют в недрах общественного труда!»
Мощные производительные силы буржуазного общества очень скоро
переросли рамки буржуазных отношений.
Признаки того, что буржуазные отношения начинают из главной силы
подъема производства, какими они являлись в начале XIX в.,
превращаться в оковы для его развития, появились еще в предыдущий период.
Основное противоречие капитализма — противоречие между
общественным характером производства и частнокапиталистической формой
присвоения — проявлялось в форме экономических кризисов, которые с
1825 г. периодически происходят в различных странах Европы, а также
в США.
В «Манифесте Коммунистической партии» К. Маркс и Ф. Энгельс
писали: «Вот уже несколько десятилетий история промышленности и
торговли представляет собой лишь историю возмущения современных
производительных сил против современных производственных
отношений, против тех отношений собственности, которые являются условием
существования буржуазии и ее господства. Достаточно указать на
торговые кризисы, которые, возвращаясь периодически, все более и более
грозно ставят под вопрос существование всего буржуазного общества»1.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 4, стр. 429.
235

Таким образом, уже в середине XIX в. экономические кризисы
свидетельствовали о том, что производительные силы буржуазного
общества стали непомерно велики для буржуазных отношений, что
буржуазные отношения задерживают их развитие.
Однако до 70-х годов XIX в., несмотря на повторяющиеся время
от времени экономические кризисы, сопровождавшиеся обыкновенно
уничтожением части производительных сил общества, капитализм развивался
поступательно, т. е. буржуазные отношения все же обеспечивали
дальнейшее развитие всего способа производства в целом.
Но с 70-х годов XIX в. в экономической и политической жизни
капиталистического мира возник и постепенно приобрел решающее значение
ряд таких новых явлений, которые свидетельствуют о качественном
изменении капиталистического строя, о переходе его в новую стадию
развития. Эпоха 70-х годов является рубежом двух стадий развития
капитализма.
Последняя треть прошлого века ознаменовалась крупными
техническими сдвигами, ростом промышленности и ее концентрацией. Еще в
середине XIX в. преобладающее место в промышленности капиталистических
стран занимала легкая промышленность. Многочисленные, сравнительно
небольшие предприятия принадлежали отдельным владельцам, количество
акционерных компаний было сравнительно невелико.
Мировой экономический кризис 1873 г., охвативший не только такие
«старые» капиталистические страны, как Англия, но и «новые»
капиталистические страны — США, Германию, Россию, привел множество мелких
предприятий к гибели и дал сильный толчок концентрации производства.
В промышленности капиталистических стран преобладающую роль стала
играть тяжелая промышленность — металлургия, машиностроение, а
также горнодобывающая промышленность, для развития которых
требовались громадные капиталы. Широкое распространение акционерных
обществ еще более усилило концентрацию производства.
На известной ступейи своего развития концентрация производства
вплотную подводит к монополиям, которые составляют самую глубокую
экономическую основу империализма. В течение последних десятилетий
XIX столетия монополии завоевывают одну отрасль производства за
другой. В конце XIX в. монополии в главнейших капиталистических странах
охватили тяжелую индустрию, железнодорожный и водный транспорт,
банки, внутреннюю и внешнюю торговлю, отрасли легкой
промышленности, начали проникать и в сельское хозяйство.
В. И. Ленин, характеризуя переход к монополистическому
капитализму, писал: «Итак, вот основные итоги истории монополий: 1) 1860-ые
и 1870-ые годы — высшая, предельная ступень развития свободной
конкуренции. Монополии лишь едва заметные зародыши. 2) После кризиса
1873 г. широкая полоса развития картелей, но они еще исключение. Они
еще не прочны. Они еще преходящее явление. 3) Подъем конца XIX века
и кризис 1900—1903 гг.: картели становятся одной из основ всей
хозяйственной жизни. Капитализм превратился в империализм»1.
Время наступления империализма нельзя, конечно, относить к какому-
нибудь строго определенному году или десятилетию, однако «для Европы,—
указывал Ленин,— можно установить довольно точно время окончательной
смены старого капитализма новым: это именно — начало XX века»2.
В своей классической работе «Империализм, как высшая стадия
капитализма» В. И. Ленин дал глубокий научный анализ экономической и поли-
1 В. И. Ленин, Соч., т. 22, стр. 190.
2 Там же, стр. 188.
236

тической сущности империализма, как высшей и последней стадии в
развитии капитализма, являвшейся кануном революции пролетариата.
В. И. Ленин вскрыл пять характерных принципов империализма:
1) концентрация производства и капитала, дошедшая до такой
высокой ступени развития, что она создала монополии, играющие решающую
роль в хозяйственной жизни;
2) слияние банкового капитала с промышленным и создание, на базе
этого. «финансового капитала», финансовой олигархии;
3) вывоз капитала, в отличие от вывоза товаров, приобретает особо
важное значение;
4) образование международных монополистических союзов
капиталистов, делящих мир;
5) окончание территориального раздела земли крупнейшими
капиталистическими державами.
Ленин указал, что империализм вырос как развитие и прямое
продолжение основных свойств капитализма вообще. Капитализм
превратился в империализм лишь на определенной, очень высокой ступени своего
развития, когда некоторые основные свойства капитализма стали
превращаться в свою противоположность, когда по всей линии сложились и
обнаружились черты переходной эпохи от капитализма к более высокому
общественно-экономическому строю. Поэтому монополистический капитализм
есть высшая и в то же время последняя стадия капитализма. В качестве
последней стадии империализм несет в себе многие черты упадка и
загнивания, т. е. те черты, «которые заставляют характеризовать его как
паразитический или загнивающий капитализм»1.
Однако как и всякий другой общественный строй не отмирает, не
создав предпосылок для развития нового общественного строя, так и
империализм создает «все объективные предпосылки осуществимости
социализма». В. И. Ленин поэтому характеризовал империализм, как
«умирающий капитализм, переходный к социализму: монополия, вырастающая из
капитализма, есть уже умирание капитализма, начало перехода его в
социализм»2.
Новая эпоха ознаменовалась прежде всего изменением самого
характера развития капитализма. И при империализме капитализм все еще
обладает способностью к росту всего общественного производства в целом.
В. И. Ленин указывал, что «было бы ошибкой думать, что эта тенденция
к загниванию исключает быстрый рост капитализма; нет, отдельные
отрасли промышленности, отдельные слои буржуазии, отдельные страны
проявляют в эпоху империализма с большей или меньшей силой то одну,
то другую из этих тенденций. В целом, капитализм неизмеримо быстрее,
чем прежде, растет, но этот рост не только становится вообще более
неравномерным, но неравномерность проявляется также в частности в
загнивании самых сильных капиталом стран...»3
В результате этой неравномерности развития в конце XIX в. быстро
меняется роль отдельных стран в системе мирового капитализма.
Еще в 1860 г. первое место в мировой экономике занимала Англия,
за нею шли Франция и Германия. США в это время только вступали в
мировое промышленное соревнование. Однако уже в 70-х годах Соединенные
Штаты Америки обгоняют Францию, в 80-х — Англию и к 90-м годам
превращаются в крупнейшую капиталистическую державу. К этому времени
Германия заняла третье место в мировом промышленном производстве
1 В. И. Ленин, Соч., т. 22, стр. 286.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 23, стр. 96.
3 В. И. Ленин, Соч., т. 22, стр. 286.
237

после США и Англии, оттеснив на четвертое место Францию. В первом
десятилетии XX в. Германия обгоняет Англию и выходит на второе место
в мире.
После реформы 1861 г., несмотря на сохранение значительных
пережитков крепостничества, происходит быстрое развитие промышленного
производства в России. В конце XIX и начале XX в. в России также
появляются монополистические объединения, как правило, тесно связанные
с иностранным капиталом.
Таким образом, к началу XX в. основные отрасли промышленности,
транспорта, банки крупнейших капиталистических стран оказались в
основном в руках монополий, которые получали неограниченные
возможности для влияния на процесс развития техники всего производства.
В. И. Ленин указывал, что монополии, с одной стороны, стимулируют
развитие техники в невиданных еще масштабах, а с другой — получают
невиданные до того времени экономические возможности тормозить
технический прогресс.
Техника при империализме не стоит на месте. Возможности ускорения
развития техники заключаются в чрезвычайно высокой концентрации
производства на монополистических предприятиях. Здесь достигается,
по выражению В. И. Ленина, «гигантский прогресс обобществления
производства. В частности обобществляется и процесс технических
изобретений и усовершенствований»1. Сосредоточивая в своих руках научные
кадры, исследовательские лаборатории и институты, обладая огромными
материальными средствами, монополии получают колоссальные
возможности для внедрения в производство новейших достижений науки и
техники.
Для империализма характерно сочетание конкуренции и монополии.
Погоня за монопольными прибылями побуждает монополистов вводить
технические усовершенствования, которые ведут к снижению издержек
производства, и служит серьезным орудием в конкурентной борьбе. Поэтому
капиталисты вынуждены внедрять в производство технические
усовершенствования, новейшие изобретения и научные открытия, т. е.
способствовать развитию всего комплекса производительных сил. Однако
достижения науки и техники они используют исключительно в интересах
обеспечения высоких прибылей.
В. И. Ленин показал, что империализм бессилен освоить и полностью
использовать неисчерпаемые возможности техники. Рост
капиталистического производства и развитие техники в условиях империализма
происходит крайне противоречиво, все более отставая от огромных возможностей,
открываемых современной наукой и техникой. «Куда ни кинь,— писал
В. И. Ленин,— на каждом шагу встречаешь задачи, которые человечество
вполне в состоянии разрешить немедленно. Мешает капитализм. Он
накопил груды богатства — и сделал людей рабами этого богатства. Он
разрешил сложнейшие вопросы техники — и застопорил проведение в жизнь
технических улучшений из-за нищеты и темноты миллионов населения,
из-за тупой скаредности горстки миллионеров»2.
Монополии несут в себе тенденции к искусственному торможению
развития техники, к стремлению создать застой технического прогресса.
В. И. Ленин отмечает, что всякая монополия неизбежно порождает
стремление к застою и загниванию. «Поскольку устанавливаются, хотя бы на
время, монопольные цены, постольку исчезают до известной степени
побудительные причины к техническому а следовательно и ко всякому дру-
1 В. И. Ленин, Соч., т. 22, стр. 193.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 19, стр. 349.
238

гому прогрессу, движению вперед; постольку является, далее,
экономическая возможность искусственно задерживать технический прогресс»1.
Монополии, располагая колоссальными капиталами, сырьевыми
ресурсами и мощной индустрией, имеют неограниченную власть
направлять и контролировать развитие всех производительных сил общества.
Нередко монополии заинтересованы в торможении или извращении
технического прогресса. При империализме новые изобретения внедряются
лишь постольку, поскольку они обеспечивают не просто увеличение
прибыли, а получение сверхприбыли. Стремление к получению монопольных
прибылей определяет односторонний характер развития техники, является
критерием внедрения технических усовершенствований, приносящих
сверхприбыли, и отказа от изобретений и научных открытий, если они
не приносят прибыль. Монополии годами держат под спудом
крупнейшие научные открытия и технические изобретения. Особенно сильное
сопротивление монополий встречают те технические изобретения,
которые угрожают обесценить их огромные капиталовложения. Монополии
скупают патенты на эти изобретения и кладут их под сукно. В системе
монопольных объединений создаются специальные бюро, занимающиеся
скупкой и омертвлением патентов, внедрение которых для монополий
невыгодно. Монополии используют свое влияние на государство, чтобы
предотвратить внедрение изобретений такого рода в производство.
Монополии обезличивают техническое творчество. Если в период
раннего капитализма почти все изобретения носили имена своих творцов, то
в эпоху империализма они носят названия капиталистических компаний.
Имя изобретателя присваивается изобретению только тогда, когда это
выгодно капиталистам.
Существенной особенностью развития техники при империализме
является то, что неизмеримо возрастает роль военной техники, а также
ее влияние на вею технику в целом. К концу XIX в. был закончен раздел
мира между монополистическими союзами капиталистов. Встал вопрос
о переделе мира. Начинается неслыханная гонка вооружений, а
следовательно, бурное развитие всех отраслей военной техники. Здесь появляются
наиболее крупные изобретения, направленные на усовершенствование
средств массового уничтожения людей и материальных ценностей,
созданных человеком на протяжении веков. Таким образом, при этом
«однобоком» развитии техники смерти и разрушения извращается сама цель
технического прогресса, состоящая во всемерном облегчении человеческого
труда, в стремлении заставить природу служить человеку.
Техника при капитализме, так же как и сам этот способ
производства, развивается вообще неравномерно: в отдельных странах, в отдельных
отраслях промышленности она может и превышать средний уровень
развития и, наоборот, далеко отставать от него. Это свойственно и
предшествующей стадии капитализма, однако особенно сильно неравномерность
развития техники проявляется именно в условиях монополистического
капитализма. Монополии обусловили противоречивый характер
технического прогресса, его неравномерный, «лихорадочный» темп роста, его
односторонность, «однобокость».
В этот период целые страны, целые народы искусственно лишаются
всякой возможности развивать свою технику, свое промышленное
производство. На такую участь империализм обрекает все колониальные и
полузависимые страны, в которых проживают миллионы людей. Таким
образом, благами технического прогресса при империализме фактически
пользуется небольшая кучка так называемых «цивилизованных» наций.
1 В. И. Ленин, Соч., т. 22, стр. 263.
239

Основные особенности и направления
развития техники
Наиболее важным и характерным для развития техники конца XIX
и начала XX в. был переход от центрального парового двигателя к
электродвигателю, вначале групповому, а затем индивидуальному.
Электродвигатель снял ограничения в развитии системы машин всех родов и сделал
систему машин характерным признаком техники империализма. Переход
к системе машин на основе электропривода осуществлялся после 70-х
годов XIX в. на протяжении 40—45 лет и был подготовлен всем ходом
развития машинной техники.
Переход к империализму ознаменовался колоссально возросшими
экономическими связями между отдельными странами. Развитие
международной торговли могло осуществляться лишь при условии хорошо
развитой транспортной системы. Борьба монополистов за сферы влияния
также служила мощным стимулом для роста железнодорожного и водного
транспорта. Действительно, в конце XIX и начале XX в. идет грандиозное
железнодорожное строительство и быстрое увеличение тоннажа паровых
судов.
В условиях борьбы монополистов за передел мира огромное значение
приобретает военное дело. Фактически с конца XIX в. капиталистический
мир начал готовиться всеми средствами к мировой войне невиданных до того
времени масштабов. Начинается лихорадочная гонка вооружений,
совершенствуется военная техника. В боевых средствах: в артиллерии, военно-
морском деле и т. п., осуществляется ряд изобретений, превративших
военную технику в одну из передовых отраслей капиталистического
производства.
Строительное дело, призванное обслуживать запросы транспорта,
военного дела, мировой торговли, также испытывает небывалый подъем.
Сооружаются новые типы зданий, возводятся промышленные предприятия,
вокзалы, здания банков, бирж, рынков, промышленных выставок,
строятся мосты, тоннели, каналы и т. д. В это время начинается бурное
городское строительство.
Транспорт, военное дело и строительство предъявляли огромные
запросы на продукцию тяжелой индустрии, и в первую очередь на металл.
Глубокие изменения в металлургии, связанные с массовым производством
стали, отвечали потребностям развития железных дорог, судостроения,
артиллерии и строительства.
Наряду с металлом все большее значение в экономике получает
продукция химической промышленности. Большое влияние на
развитие химической промышленности оказало военное дело. Производство
взрывчатых веществ становится важной отраслью химии. Глубокие
изменения происходят и в другой области химии — в производстве красителей.
В это время осуществляется переход от естественных к искусственным
красителям. Сырьевой базой металлургии и химии становится производство
кокса. Оно давало, с одной стороны, топливо для металлургии, с другой —
сырье для химической промышленности. Новые запросы к химическому
производству предъявляет и сельское хозяйство, которое перешло от
использования удобрений из естественного сырья к получению их
искусственным путем. Развитие металлургии, паровой энергетики и химии
предъявило новые требования горному делу. В это время горная
промышленность стала в огромных количествах поставлять сырье для всех
отраслей тяжелой индустрии.
Машиностроение, чтобы удовлетворить спрос всего машинного
производства в целом, должно было освоить целую серию новых типов станков,
240

перейти к широкому их производству, а также к изготовлению сложных
энергетических, транспортных машин, машин для бытового потребления
и т. д. и т. п.
В условиях нового подъема машиностроения, растущего разнообразия
его продукции и развития принципов массового производства в полной
мере выявилась непригодность паровой машины как центрального
двигателя станков. Это способствовало внедрению в фабричную практику
электродвигателя, сначала группового, а затем индивидуального. В связи с этим
новые стимулы для своего развития получает электротехника и
энергетика. Промышленность начинает потреблять все большее количество
электроэнергии. Возникает необходимость создания электростанций.
Удовлетворяя запросы электроэнергетики и военного флота, начинает
развиваться производство тепловых турбин — этого качественно нового
типа двигателя.
Машинная индустрия обеспечивает и дальнейшие шаги в деле
механизации сельского хозяйства, продукты которого и сырье поглощаются
в громадном количестве промышленными городами и районами с сотнями
тысяч населения.
Наряду с техническими достижениями, получившими широкое
применение в производстве, в этот период разрабатываются новые
технические идеи, которые, хотя и не имели еще тогда большого практического
значения, однако подготавливали мощное развитие техники в XX в.
Именно в это время были заложены основы телефонии, кино, радио,
авиации.
Технический прогресс начиная с 70-х годов XIX в. до начала XX в.
был связан с развитием естествознания. В отличие от предшествовавшего
периода достижения науки использовались в это время более полно,
что являлось основой дальнейшего развития техники.

ГЛАВА XIX
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ ТРАНСПОРТОМ,
СТРОИТЕЛЬСТВОМ И ВОЕННЫМ ДЕЛОМ
К МАШИННОЙ ИНДУСТРИИ
ашинная индустрия последней четверти XIX —начала XX ,в.
в значительной степени развивалась под влиянием требований
транспорта, строительства и военной техники. Эти три отрасли
производства в эпоху империализма испытывают грандиозный рост,
который в свою очередь стимулировал технический прогресс всей
капиталистической промышленности в целом.
РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТА
В последнюю треть XIX в. и в начале XX в. транспорт в системе
мирового капитализма стал играть важнейшую роль. Ф. Энгельс писал:
«...Постройка железных дорог означает создание капиталистической
промышленности и переворот в первобытном земледелии»1.
Первенствующее положение транспорта в последнюю четверть XIX
и начале XX в. определялось экономическими потребностями
монополистического капитализма. Борьба за новые сферы влияния, за
раздел, а потом за передел мира была немыслима без широко развитой,
оборудованной по последнему слову техники транспортной системы, без
мощного военно-морского флота.
Предпосылками мощного развития мирового транспорта,
колоссального роста сети железных дорог, освоения трансконтинентальных морских
путей, сооружения тоннелей и мостов было создание
промышленности, способной полностью удовлетворить потребности развивающегося
транспорта. Ф. Энгельс подчеркивал связь между тяжелой
промышленностью и транспортом. Он говорил, что «...немыслимо построить и
эксплуатировать широкую сеть железных дорог, не имея
отечественной промышленности, производящей рельсы, локомотивы, вагоны
и т. д.»2
В. И. Ленин, подчеркивая связь между развитием тяжелой
промышленности и транспорта в эпоху империализма, писал, что железные дороги
«это — итоги самых главных отраслей капиталистической
промышленности, каменноугольной и железоделательной, итоги — и наиболее нагляд-
1 Ф. Энгельс, О России, 1923, стр. 36.
2 Там же, стр. 37.
м
242

ные показатели развития мировой торговли и буржуазно-демократической
цивилизации»1.
За период с 1870 по 1913 г. гигантски выросла сеть железных дорог.
В 1875 г. протяженность железных дорог во всех странах составляла
294 тыс. км, а в 1917 г. она достигла 1146 тыс. км, т. е. за 42 года возросла
почти в 4 раза. В колониальных странах протяженность железных дорог
к началу XX в. увеличилась примерно в 8 раз. Во второй половине XIX в.
началось довольно интенсивное железнодорожное строительство в России.
К 1913 г. в нашей стране уже имелось 70,5 тыс. км железнодорожных
линий.
Наряду с железнодорожным транспортом огромную роль начинает
играть и водный, особенно океанский транспорт. К концу XIX в. паровой
флот занял господствующее положение на морях и океанах. Удельный вес
парусного флота в морских перевозках резко сократился.
Если в 1871 г. тоннаж парового флота составлял всего 2,5 млн. т,
а парусного флота — 15,3 млн. т, то в 1901 г. картина меняется:
тоннаж паровых судов вырос до 13,9 млн. т, а парусных сократился до
8,2 млн. т.
На суше строятся морские и речные каналы, соединяющие
водные пространства различных частей света, создаются водоемы и
другие гидротехнические сооружения, обслуживающие нужды водного
транспорта.
Интенсивный рост всей транспортной системы предъявлял
колоссальный спрос на самые разнообразные продукты всей промышленности,
как добывающей, так и перерабатывающей. Транспорт являлся главным
потребителем металла, угля, паровых машин и поэтому стимулировал
рост горнодобывающей и топливной промышленности, металлургии,
машиностроения, строительной промышленности, особенно дорожной
и мостовой. Потребностями транспорта в известной степени было
обусловлено возникновение многих новых и бурное развитие многочисленных
старых отраслей промышленности в капиталистическом мире.
Непосредственное влияние бурного развития транспорта испытывала вся
тяжелая индустрия.
Железнодорожный транспорт
В 70-х годах XIX в. окончился начальный период в развитии
паровозостроения. Новая эра в развитии паровозной тяги была связана с
введением на транспорте компаунд-машин, т. е. паровых машин двойного
(или многократного) расширения.
Разница между паровозом простого расширения и паровозом системы
«компаунд» состояла в том, что у паровоза простого расширения
употреблялись исключительно цилиндры высокого давления, а отработанный пар
переходил из цилиндра прямо в атмосферу. У паровозов же системы
«компаунд» применялись цилиндры высокого и низкого давления, а
отработанный пар из цилиндра высокого давления переходил в другой цилиндр
большого диаметра, в котором он вторично расширялся, и затем уже
выпускался в атмосферу.
Главным достоинством паровозов системы «компаунд» являлась
большая экономичность. Этим обстоятельством и объясняется быстрое их
распространение на железнодорожном транспорте в конце XIX в. С ростом
железнодорожной сети, железнодорожных перевозок резко повысилась
1 В. И. Ленин, Соч., т. 22, стр. 178.
243

потребность в топливе. Это вызвало стремительный рост цен на
каменный уголь. Насущным стал вопрос об экономии топлива. Переход
железнодорожной тяги на систему «компаунд» разрешал эту задачу.
Применение паровозов системы «компаунд» нередко сокращало расходы угля
на 15—30%.
В 1850 г. машинистом Большой Восточной дороги в Англии Джоном
Никольсоном был предложен первый проект паровоза системы «компаунд».
Рис. 91. Паровоз-компаунд, спроектированный М. А. Маллегом.
В 1855 г. появились первые товарные и пассажирские паровозы этой
системы. Их испытания прошли весьма удовлетворительно, однако до
70-х годов XIX в. эти паровозы распространялись очень медленно.
Принцип «компаунд» в паровозостроении возродил французский
инженер Маллет, который в 1876 г. создал свой паровоз-компаунд
(рис. 91). Первые паровозы системы Маллета появились на
железнодорожной линии Бианна — Биариц (Франция —Швейцария). Они были
построены на заводе Шнейдера и Крезо близ Парижа. В 1878 г. тот же
завод построил еще два усовершенствованных паровоза-компаунд. Один
из этих паровозов демонстрировался на Парижской выставке в 1878 г.
С этого времени они получили большое распространение на железных
дорогах в Европе.
С 80-х годов XIX в. над усовершенствованием паровозов системы
«компаунд» работало много инженеров в Англии, Франции, Америке,
Германии и в России. В эти годы возникли разнообразные, системы
паровоза-компаунд: дуплекс-компаунд, типа «Тектоник», «Грейт-Бри-
тан» и др.
В России первый пассажирский паровоз системы «компаунд» был
построен на Коломенском заводе в 1891 г. Русские инженеры внесли
большой вклад в дело внедрения этой системы в железнодорожный
транспорт. Инженер А. П. Бородин (1848—1898) создал опытную станцию
для испытания паровозов в стационарных условиях и вместе со своим
244

помощником инженером Леви предложил и реализовал идею испытаний
паровозов в поездных условиях по принципу двойной тяги. Этим Бородин
заложил основы научного исследования силы тяги паровозов. Он
разрешил задачу теплотехнических испытаний паровой машины паровоза.
Рис. 92. Паровоз дуплекс-компаунд Московско-Казанской ж. д.
Его стационарная установка для теплотехнических испытаний явилась
прообразом для многих паровозоиспытательных станций, созданных
затем в США, Германии, Франции и других странах. Таким образом,
Рис. 93. Паровоз системы Маллета. Самый мощный паровоз в 1903 г.
А. П. Бородин научно обосновал целесообразность перехода к системе
«компаунд». Его книга «Опытные исследования над применением системы
«компаунд» и паровых рубашек к паровозным машинам» (1886)
полупила мировую известность.
Большое распространение паровозы системы «компаунд» получили
в конце XIX — начале XX в. Однако, несмотря на целый ряд достоинств,
245

они имели и крупные недостатки. Система «компаунд» была очень
громоздка, ремонт ее был весьма сложен. Этими паровозами было
трудно управлять. Усовершенствование паровозов «компаунд» привело
к возникновению нового типа паровозов, так называемых сочлененных,
или гибких, паровозов. Первый сочлененный паровоз построил инженер
Маллет в 1887 г.
Крупным усовершенствованием конструкции паровоза явилось
применение в паровых машинах перегрева пара.
Рис. 94. Паровозы разного времени в одинаковом масштабе:
паровоз Стефенсона (1825 г.), паровоз Стирлияга (1870 г.),
паровоз «Большой медведь» (1908).
Экономичность даровой машины можно повысить повышением
давления пара, использованием его расширения и устранением конденсации
в цилиндре. Перегрев пара устраняет конденсацию в цилиндре при
помощи особых устройств — пароперегревателей. Первые^ пригодные для
эксплуатации пароперегреватели разработал немецкий ученый
Вильгельм Шмидт (1898 г.). Применение перегрева пара на транспорте
оказалось очень выгодным. Он значительно повышал коэффициент полезного
действия паровой машины, не усложняя управления паровоза и его
конструкции.
Но не только качественно изменялись паровозы. Увеличилось
и количество паровозов.
В конце XIX в. производство паровозов по сравнению с 70-ми годами
возросло в 2—2,5 раза. В дальнейшем количество паровозов продолжало
расти. Если в 90-х годах XIX в. во всех странах производилось 2
паровоза в год, то в 1905—1907 гг. количество выпускаемых ежегодно
паровозов увеличилось от 5,5 тыс. до 7,3 тыс.
По мере развития и совершенствования конструкции паровозов,
а также с ростом потребности в перевозках изменялись их основные
параметры. Усовершенствование паровоза шло по линии увеличения
мощности и силы тяги, рос вес паровоза, увеличивалось рабочее давление
пара и т. п. (См. табл. 6.)
К началу XX в. вес паровоза по сравнению с первыми локомотивами
увеличился в 28 раз, а рабочее давление пара — в 4,5 раза.
Совершенствование конструкций паровозов, изменение их
параметров основывалось не только на успехах собственно
паровозостроения. Это стало возможно благодаря развитию металлургии, поставляю-
246

Таблица 6
Изменение параметров паровозов с 1829 по 1900 г.
Год постройки
Тип
паровоза
Диаметр

цилиндров
в мм
Диаметр
ведущих
колес
в м
Вес
паровоза
в т
Рабочее
давление
пара в
кг/мм2
1829
1830
1864
1870
1886
1895
1898
1899
«Ракета»
«Планета»
6-ко лесные
8-колесные
10-колесные системы
«компаунд»
То же
203,
279,
444,
457
458,
482.
584,2
609,6
1,4
1,52
2,44
2,44
2,13
2,13
1,3
1,3
4
8
35
45
42
48
103
112
0,0316
0,0316
0,082
0,089
0,101
0,111
0,126
0,142
щей все более высококачественную сталь, а также развитию
машиностроительной промышленности, выпускающей точнейшие приборы и
механизмы.
Рис. 95. Эволюция пассажирских вагонов с 1840 до 1900 г.
На протяжении XIX в. происходило постоянное совершенствование
конструкций паровозов, постоянный рост мощности, скорости, силы тяги
локомотивов, вес состава поезда.
За 70 лет скорость паровозов увеличилась в 5 раз, мощность —
в 100 раз, а сила тяги — в 30 раз. Вес состава поездов за этот период
возрос в 10 раз.
247

В конце века делались попытки заменить малоэффективную паровую
машину другими двигателями, в частности двигателем внутреннего
сгорания и электродвигателем.
В этот период происходит развитие и вагонного парка железных
дорог. Создаются новые типы вагонов. Совершенствуется конструкция
кузова рессорного подвешивания, тяговых приборов, буферного
устройства, тормозов и т. д., появляются специальные вагоны для перевозки
тяжелого заводского оборудования,
скоропортящихся наливных грузов. В конце 60-х
годов XIX в. в США были созданы первые
спальные вагоны системы «пульман» (1867).
Большое значение для развития
железнодорожного транспорта имели появившиеся
в этот период пневматические тормоза.
Наиболее совершенную конструкцию пневматических
тормозов создал американец Вестингауз.
Патент на свое изобретение Вестингауз получил
в 1869 г., но применяться тормоз стал лишь
в 1872 г., после того как его действие было
автоматизировано.
В конце века появляются различные
конструкции пути. Выбор конструкции пути
начинают связывать с грузонапряженностью
дороги, типом подвижного состава, скоростью
следования поездов и другими условиями
движения. Если первоначально железные дороги
представляли собой нечто единое по общему
типу постройки, то постепенно происходила
дифференциация типа дороги как по их
устройству, так и по назначению. В зависимости
от размеров движения сооружаются
однопутные, двухпутные и многопутные железные
дороги.
Изменяется и материал, применяемый для верхнего строения пути.
После широкого распространения бессемеровского способа получения
стали железные рельсы, первоначально изготовляемые из пудлингового
железа, стали заменять стальными. Появились более тяжелые типы
рельсов (рис. 96), что способствовало повьппению устойчивости и безопасности
движения поездов.
В процессе быстрого роста полезных дорог перед железнодорожной
техникой возник ряд теоретических вопросов, связанных с наиболее
рациональной эксплуатацией железнодорожных путей.
Наиболее выдающиеся научные работы в области взаимодействия
пути и подвижного состава принадлежат русскому ученому Н. П. Петрову
(1836—1920 гг.). Петров сделал ряд выдающихся открытий по самым
разнообразным областям железнодорожной техники. Он разработал
тяговые расчеты, проделал исследования давления колес на рельсы и
их прочность, исследовал работу тормозных систем и т. п. Он решил
также ряд проблем в области безопасности эксплуатации
локомотивов и подвижного состава. В процессе исследований Петровым с
большой научной глубиной были разрешены вопросы о наиболее
целесообразных и выгодных скоростях движения товарных, пассажирских,
воинских поездов и о нормах расхода топлива.
Рис. 96. Эволюция рельсов:
а — первый железный рельс
Рейнольдса, б — угловой
рельс Курра, в —
грибообразный рельс Джесона,
г — современный рельс.
248

Водный транспорт
Существенные технические сдвиги произошли & в водном
транспорте. Для изготовления кораблей широко начинают применять сталь.
В 1900 г. появляются корабли небывалых размеров — водоизмещением
в 20 тыс. т. Скорость пассажирских судов достигает 20 узлов, или
около 40 км в час. "Увеличение размеров и совершенствование судов
приводят к строительству
более благоустроенных
портов. В это время начинается
строительство плотин и дамб,
получают все более
широкое применение портовые
доки, совершенствуются
технические средства для
строительства и ремонта кораблей.
Совершенствуются и
паровые машины,
устанавливаемые на пароходах.
Принцип двойного расширения
пара (компаунд) получил
распространение на судовых
паровых машинах раньше, чем
на железнодорожном
транспорте. Экономия пара,
а следовательно, и топлива
имеет здесь еще большее
значение, чем для всех
других видов транспорта, так
как запасы топлива на
пароходе должны быть
минимальными из-за ограниченности
помещения. Уже к концу
60-х годов XIX в. машины
такого типа в паровом
флоте получают самое Рис д7 ое Х1Х
широкое распространение.
С 70-х годов начинается
массовое внедрение компаунд-машин в английский военный флот, а
затем и в военные флоты других стран.
С увеличением размеров пароходов стали возрастать и мощности
паровых машин. К концу 90-х годов мощность судовых двигателей
в отдельных случаях достигала 3—5 тыс. л. с.
В России с конца 60-х годов XIX в. в области усовершенствования
судовых машин для речных пароходов работал выдающийся механик
и теплотехник В. И. Калашников (1849—1908). С его именем связано
развитие судостроения и судоходства на Волге. Он первым в России
и одним из первых в Европе работал над внедрением в судовые машины
принципа многократного расширения пара. В. И. Калашников
сконструировал ряд судовых машин с двукратным и трехкратным
расширением. В начале 90-х годов XIX в. на Волге появились созданные по
проектам Калашникова пароходы «Воля» и «Богатырь», имевшие
машины с четырехкратным расширением пара. Калашников работал и над
усовершенствованием судовых паровых котлов. Так называемый
вертикальный котел Калашникова, созданный им в 1882 г., был для своего
249

времени весьма экономичным и удобным при эксплуатации.
Вертикальные котлы получили широкое признание не только в России, но и за
рубежом.
На морском паровом транспорте уже в конце XIX в. стали применять
новый паровой двигатель — 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. Все это
способствовало тому, что паровая
турбина очень скоро нашла применение
в качестве судового двигателя.
Заслуга введения паровой
турбины в водном транспорте
принадлежит одному из ее изобретателей —
англичанину Чарлзу Парсонсу. Пар-
сонс устанавливал свои турбины на
моделях лодок с гребными винтами.
В результате успешных испытаний
в 1894 г. было начато строительство
первого судна с турбиной, названного
изобретателем «Турбиния». «Турби-
ния» развивала скорость в 32 узла
в час.
Сначала 1900-х годов начинается
широкое применение турбин на
военных, коммерческих и пассажирских
судах. В область военного
судостроения паровая турбина вошла после
Алексей Николаевич Крылов. своего применения на английском
броненосце «Дредноут» в 1905—1906 гг.
В этот период начинает складываться наука о корабле, создаваться
теория корабля.
Россия дала мировому судостроению ряд замечательных инженеров-
судостроителей, а также выдающихся ученых—теоретиков кораблестроения
и кораблевождения. Выдающимся ученым в области кораблестроения был
академик А. Н. Крылов (1863—1945). Особую известность получили
работы Крылова по теории корабля. В 1904 г. А. Н. Крылов опубликовал
труд «Теория мореходных качеств корабля», в котором рассматривались
главнейшие свойства корабля: его плавучесть, т.е. способность корабля
держаться на воде при определенном погружении носа и кормы
(осадка); остойчивость, т. е. способность корабля сохранять равновесие и
возвращаться в состояние равновесия; боковая и килевая качка;
ходкость, маневренность корабля и т. д.
Большой вклад в развитие теории непотопляемости корабля сделал
выдающийся ученый адмирал С. О. Макаров (1848—1904). 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. В 1897 г. Крылов предложил Макарову свою
помощь в разработке вопросов непотопляемости. В октябре 1902 г. Крылов
провел расчеты и составил таблицы, показывающие, как влияет
затопление того или иного отсека на крен корабля.
250

Таким образом, в рассматриваемый период происходит техническое
перевооружение как железнодорожного, так и водного транспорта.
Транспорт становится одним из основных потребителей металла, топлива и
других сырьевых ресурсов. Это вызывало в свою очередь дальнейшее развитие
горнорудной промышленности, металлургии, машиностроения, а также
других отраслей народного хозяйства.
СТРОИТЕЛЬНОЕ ДЕЛО
Применение новых материалов
Развитие капитализма в конце XIX в. предъявило к строительству
и архитектуре новые требования. С ростом городов и фабричной
промышленности появляются новые типы зданий. Строятся фабрики и
заводы, банки, деловые конторы, рынки, универсальные магазины,
вокзалы, доходные дома, гостиницы и т. д. Разнообразные здания с резко
выраженной спецификой своего назначения требовали как новых
материалов, так и новых конструктивно-строительных решений.
Главным строительным материалом в это время остается
обожженный кирпич. Кирпич был известен еще в глубокой древности. Но только
с середины XIX в. он стал производиться в массовом количестве и приобрел
значение универсального материала, при помощи которого можно было
выполнять любую строительную работу. 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 годов XIX в. во Франции стали создавать из железа
целые конструкции. Первые попытки этого рода, однако, находили мало
подражателей. И лишь со второй половины века, когда по мере развития
химии удалось более подробно изучить свойства железа, сфера его
применения расширилась. Решающую роль во внедрении железа в
строительство сыграло получение стали по методу Бессемера (1856), а также
открытие возможности прокатки рельсов (1862 г.), 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. Вскоре, однако, стали
изготовлять железные двутавровые балки. Для более значительных нагрузок
стали применяться клепаные балки из листов котельного железа. В
мостостроении вошли в употребление решетчатые фермы из прокатного
железа.
Большое значение в строительном деле стал играть цемент —
вяжущее вещество, применяемое при изготовлении строительных растворов.
Наиболее совершенная разновидность цемента — портландский цемент
был изобретен еще вначале XIX в., но широкое распространение получил
лишь в последнюю четверть прошлого столетия.
Портландский цемент был изобретен в 1824 г. английским
каменщиком Джозефом Аспдином. 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
251

массу. Аспдин назвал цемент портландским из-за внешнего сходства по
цвету с камнем, добываемым около г. Портланда в Англии. Новый
материал, обладая высокими техническими качествами, вскоре стал
совершенно необходимым в строительном деле. Производство цемента
получило особенно большое развитие в Англии и Германии. За 30 лет,
с 1870 по 1900 г., 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.
Цемент в большинстве случаев применяется не в чистом виде, а в
смеси с заполнителем — песком и каменным щебнем,— образуя
искусственную, постепенно затвердевающую каменную массу, называемую бетоном.
Бетон был известен уже древним римлянам, но только в конце XIX в. он
становится одним из основных строительных материалов. Необходимость
строительства сооружений любой величины не только на поверхности
земли, но и под водою делала бетон, особенно в сочетании с железной
арматурой, незаменимым материалом. Он использовался для строительства
мостовых быков, фундаментов зданий, массивных свай, молов, плотин,
тоннелей и т. д.
В это время появляется и совершенно новый строительный материал —
железобетон, представляющий 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. На Всемирной Парижской выставке
1855 г. французский инженер Ламбо экспонировал лодку, корпус которой
состоял из железного каркаса, залитого цементным раствором. В 1861 г.
вышла книга французского ученого Коанье, в которой описано уже
несколько конструкций из бетона с металлической сеткой. Тем не менее
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 и т. д. В 1885 г. Монье продал
право на эксплуатацию своих изобретений, и с этих пор наступает период
широкого применения железобетона в строительстве.
В России первые сооружения из железобетона появились в» конце
80-х годов XIX в. С 1892 г. начали применять железобетонные трубы под
железнодорожной насыпью. В 1911 г. в России были издавы первые
технические условия и нормы для железобетонных сооружений. Однако
слабое развитие строительства и недостаток квалифицированных кадров
тормозили внедрение железобетона.
Одним из очень распространенных материалов в строительстве было-
стекло. В этот период появилось бесчисленное множество новых сортов
стекла, отличавшихся друг от друга цветом, прочностью, толщиной и
другими качествами.
252

Изменение конструктивных форм зданий
Применение новых материалов в строительстве, особенно железобетона
и стекла, привело к изменению конструктивных форм зданий.
Дома-особняки, характерные для городов предыдущей эпохи, уступают место
четырех- и пятиэтажным домам со множеством квартир, обычно сдаваемых
хозяином дома внаймы. Многоэтажные дома приобретают значение
коммерческих предприятий. Архитектура жилых зданий становится более
Рис. 98ш Кристаллпалас. Лондон (1851 г.).
простой по сравнению с архитектурой в XVIII—начале XIX в. Однако
в смысле оборудования (освещение, канализация, паровое отопление)
техника жилищного строительства в этот период стоит на высоте своего
времени.
В Европе и Америке в это время было сооружено много зданий, по
праву считавшихся шедеврами строительного и инженерного искусства.
В 1851 г* в Лондоне был воздвигнут стеклянный дворец «Кристаллпалас»
по проекту Жезефа Пэкстона. Это здание было выстроено для Всемирной
выставки. Дворец был создан из металла и стекла (рис. 98). После
сооружения Кристаллпаласа все торговые здания в Европе и Америке стали
строиться по его образцу. Применение стекла и металла позволяло
возводить светлые, просторные общественные здания.
Из металла и стекла строятся железнодорожные вокзалы в
Лондоне, Париже, Петербурге. Грандиозными сооружениями из стекла и
металла становятся городские рынки. Известен построенный в 50-х годах
в Париже комплекс Центрального рынка, Большой центральный рынок
в Берлине (1886), четыре рынка в Лондоне, построенные между 1860
и 1880 гг.
В 1889 г. для Всемирной выставки в Париже была сооружена
знаменитая Эйфелева башня (рис. 99). Французский инженер Эйфель построил
целиком из металла колоссальное по тем временам сооружение высотой
в 305 м. Эйфелева башня была выполнена методом монтажа
непосредственно на строительной площадке. Принцип ее сборки был затем
заимствован строителями американских небоскребов. В обиход
строительной техники прочно вошли металлические конструкции.
253

Выдающимся достижением строительной техники была металлическая
башня, построенная в 1896 г. русским инженером В. Г. Шуховым на
Всероссийской промышленной выставке в Нижнем Новгороде. Она
представляла собой многоярусную башню, состоящую из нескольких гиперболоид-
ных стальных секций, поставленных одна на другую. В конце XIX в.
в России было построено 200 сооружений такой системы в качестве
водонапорных башен, опор линий электропередач, пожарных и сигнальных башен
Рис. 99. Эйфелева башня в Париже (1889 г.).
и т. п. Башни Шухова достигали высоты 72—150 м. Башня Шухова,
построенная в Москве в 1922 г., до сих пор используется в качестве антенны
телевидения.
Развитие техники транспортного строительства
Развитие железнодорожного транспорта, строительство новых
железных дорог потребовали новой строительной техники. В этот период
наибольшие изменения происходят в проходке железнодорожных тоннелей
и сооружении железнодорожных мостов.
Тоннели, как известно, представляют собой горизонтальные
выработки большого поперечного сечения. С древних времен известны
тоннели самого разнообразного назначения. Первый железнодорожный Мон-
Сенисский тоннель был проложен французскими инженерами между
Францией и Италией в Альпах для двухпутной железной дороги.
Строительство тоннеля было начато в 1857 г. Его сооружали десятки тысяч
рабочих. Строительство тоннеля было рассчитано на 25 лет, но
применение вновь изобретенных буровых инструментов (перфораторов)
и новых взрывчатых веществ (динамита) позволило значительно
сократить сроки его строительства.
254

В 1880 г. был сооружен 15-километровый железнодорожный тоннель
в Альпах под Сен-Готарским перевалом, связавший между собою Италию
и Швейцарию.
В 1880—1883 гг. был проложен Арльбергский тоннель длиной более
10 км, прорытый через Восточные Альпы в Австрии.
В 1905 г. было закончено строительство самого длинного в Европе
Симплонского тоннеля длиной более 19 км. Он был построен на высоте
Рис. 100. Бруклинский мост (США).
765 м над уровнем моря и соединил железной дорогой Швейцарию и
Италию. Этот тоннель до сих пор остается самым большим в Европе.
В России первый большой железнодорожный тоннель длиной около
4 км был сооружен в 1890 г. Он проходил через Сурамский кряж в
Закавказье. При постройке этого тоннеля применялись новейшие буровые
инструменты и взрывчатые вещества.
В 1914 г. в США был построен самый длинный в мире тоннель для
водопровода, питающего Нью-Йорк, длиной 29 км.
В этот период довольно большое развитие получает и техника
строительства мостов. Мостостроение уходит в глубокую древность.
Древнейшими мостостроительными материалами были дерево и камень. С конца
XVIII в. появляются металлические, сначала чугунные, а затем и
железные, мосты. Со второй половины XIX в. начали преобладать мосты из
стали. В связи с появлением нового материала — железобетона началось
развитие железобетонных конструкций. С 80-х годов XIX в.
железобетонные конструкции получают широкое применение в железнодорожном
мостостроении.
Изобретение кессона, т. е. водонепроницаемой камеры для
производства работ под водой и в водонасыщенном грунте, позволило вести
постройку мостовых оснований («быков») на больших глубинах. Применение
железа в виде трубчатых и решетчатых ферм во много раз увеличило длину
отдельных пролетов. Практика показала, что мосты, в которых сплошные
255

«балки были заменены составными решетчатыми балками с точно
рассчитанными в них усилиями, гораздо выгоднее, чем ранее строящиеся
сплошные мосты.
В это время продолжала совершенствоваться и техника висячих
мостов. В Америке, например, еще в 1876 г. длина пролета висячих мостов
на мощных стальных канатах достигла 486 м. Таков был знаменитый
Бруклинский мост около Нью-Йорка (рис. 100). В 1903 г. в США был
построен Вильямсбургский висячий
мост с пролетами величиной в 488 м.
Проезжая часть моста, лежавшая на
высоте около 36 м над уровнем реки,
состояла из клепаной фермы шириною
в 40 м, на которой в два яруса
располагались 4 линии трамвая и 2 колеи
железной дороги, два проезда для
экипажей, пути для велосипедистов и
тротуары. Железные фермы моста
удерживали 4 стальцых троса большого
диаметра.
Сооружение подобных мостов стало
возможным лишь к концу XIX в., когда
была создана наука о мостостроении.
Большой вклад в науку о
мостостроении внесли русские ученые и
инженеры Д. И. Журавский и Н. А. Бе-
лелюбский.
Д. И. Журавский (1821 — 1891)
является одним из основоположников
теории расчета в мостостроении. Он
Николай Аноллонович Белелюбский. предложил свой новый метод расчета
мостовых опор, который прочно вошел
в мировую практику мостостроения.
Н. А. Белелюбский (1845—1922) был выдающимся
инженером-проектировщиком мостов. За свою полувековую деятельность он разработал
•более пятидесяти проектов мостов и пролетных строений, дав ряд
принципиально новых конструктивных решений.
В 1888 г. Белелюбский разработал особый тип прикрепления
поперечных балок — свободно опирающиеся поперечные балки — с устройством
при них в горизонтальных связях специальных поперечных распорок
или жестких, трубчатого сечения диагоналей. К концу XIX в. свободно
опирающиеся поперечные балки были широко распространены в
мостостроении под названием «русского способа».
Далеко шагнула вперед и техника гидростроительства. Развитию
мореходства в этот период сильно способствовало строительство каналов.
Судоходные каналы создавались для сокращения длины водных путей,
улучшения условий судоходства на подходах к портам и устьям рек и т. д.
В 1869 г. был построен Суэцкий канал, соединивший Средиземное
море с Красным. Этот канал образовал кратчайший путь из Европы
в Индийский океан и западную часть Тихого океана. Суэцкий канал
строился 10 лет, с 1859 по 1869 г. Его строительство было
продиктовано быстро расширяющимися экономическими связями между Западом
и Востоком. Канал стал великой европейской торговой дорогой в Азию
и Австралию.
История строительства канала и последующая его эксплуатация
является ярким примером колониальной политики капиталистических
256

держав, политики открытого грабежа слаборазвитых стран. Канал, как
известно, целиком проходит по территории Египта. В 1854 г.
французскому предпринимателю и инженеру Ф. Лессепсу удалось добиться
от египетского правителя Саида-паши концессии на строительство
канала.
Акционерная компания получила от Египта безвозмездно земли,
каменоломни, канал с питьевой водой и 4/5 рабочей силы, необходимой для про-
Рис. 101. Суэцкий канал (вид с птичьего полета).
рытия канала. Канал строился руками крепостных египетских крестьян-
феллахов. На строительстве работало 40 тыс. человек. Почти все работы
производились вручную, пищи и воды не хватало. В результате, даже
по официальным, явно заниженным, данным, на постройке канала погибло
около 20 тыс. рабочих.
Эти колоссальные жертвы были «вознаграждены» тем, что Египет
уже с 70-х годов XIX в. фактически потерял всякое право на
эксплуатацию своего канала. В 1875 г. египетская часть акций перешла в руки
английских капиталистов. Египет же, доведенный строительством канала
до полного финансового банкротства, был поставлен под опеку
европейских капиталистических хищников. Более полувека Суэцкий канал
эксплуатировали иностранные, преимущественно английские и француз-
257

ские, капиталисты. В наши дни народ Египта, обретя политическую»
независимость в 1956 г., национализировал Суэцкий канал и в борьбе
с англо-французскими империалистами доблестно отстоял свои законные
права на канал.
В 1914 г. был построен (вернее достроен) Панамский канал,
соединивший Атлантический и Тихий океаны. Панамский канал начал
Рис. 102. Шлюзы Панамского канала.
строиться Францией еще в 1880 г. Однако строительство его
сопровождалось грандиозными международными аферами, в результате которых США
прибрали это прибыльное дело к своим рукам. Империалисты США
использовали канал для расширения своей экспансии в районах обоих
океанов. С технической стороны сооружение Панамского канала представляло
собой огромное достижение. Размеры Панамского канала далеко цревос-
ходят размеры других морских каналов. Длина канала достигает 65,2 км,
наименьшая его ширина—91,5 м. В ряде мест ширина канала превышает
150 м, что обеспечивает встречный проход больших судов, глубина канала—
12,5 м.
На Панамском канале построено 6 шлюзов. Длина шлюзовых камер —
30,5 м, ширина — 33,5 м, глубина шлюзов достигает 12,5 м (рис. 102).
В Германии в 1885—1887 гг. в военно-стратегических целях был
построен Кильский канал длиной 98 км, соединивший Балтийское
море с Северным. Благодаря Кильскому каналу Германия получила воз-
258

можность маневренно использовать свой военно-морской флот,
концентрируя его по мере необходимости в том или ином районе.
В конце XIX и начале XX в. были сооружены другие морские каналы
меньшего значения.
Механизация строительных работ
Механизация строительных работ долгое время развивалась крайне
медленно. До середины прошлого столетия лопата и тачка безраздельно
царили на всех крупных строительствах.
Некоторые сдвиги наметились лишь к концу XIX в., однако надо
заметить, что строительная техника и до настоящего времени представляет
собою одну из отсталых отраслей машинного производства. Машина и до
сих пор далеко не полностью заменила труд человека в строительном деле.
Наиболее трудоемкой частью строительства является подготовка
грунта для будущего сооружения. Она включает в себя земляные работы,
забивание свай, закладку фундамента и т. п. Одним из первых
механизмов для производства земляных работ были так называемые много-
черпаковые землечерпалки, которые применялись главным образом в
дорожном и гидротехническом строительстве, а также для выемки грунта
при закладке фундаментов зданий и т. п.
Широкое распространение в конце XIX в. получила механическая
паровая лопата. Механическая паровая лопата представляла собой раму,
укрепленную на стальной железнодорожной платформе или на самоходном
гусеничном ходу. К раме были присоединены паровой двигатель и поворотный
кран. Объем ковща лопаты доходил до 6 куб. м. Производительность
паровой лопаты была довольно велика, достигая иногда нескольких сотен
куб. ж в час.
Был механизирован до некоторой степени и процесс закладки основания
зданий. Сваи в землю стали забиваться с помощью нового механизма —
парового копра. За час таким копром можно было забить в зависимости
от прочности грунта полтора десятка свай, т. е. в несколько раз больше,
чем при работе ручным копром.
Для кладки высоких зданий в конце XIX в. стали использоваться
некоторые специальные подъемные механизмы, главным образом
подъемные краны
ВОЕННОЕ ДЕЛО
Одной из характерных особенностей технического прогресса при
империализме является развитие военной техники. Капитализм вообще,
а империализм в особенности, порождает агрессивные, захватнические
войны, которые требуют постоянного совершенствования военной техники.
С конца XIX в. в связи с началом борьбы за передел мира особенно
глубоко и всесторонне стала проявляться связь промышленного
производства с развитием военной техники в целом. В это время экономика
совершенно отчетливо определяет развитие всего военного дела.
«Ничто так не зависит от экономических условий,— писал Ф.
Энгельс,— как именно армия и флот. Вооружение, состав, организация,
тактика и стратегия зависят прежде всего от достигнутой в данный момент
ступени производства и от средств сообщения»1.
1 Ф. Энгельс, Анти-Дюринг, стр. 156.
259

Машинная индустрия конца XIX в. позволила осуществить в военном
деле ряд важнейших технических нововведений, которые были
использованы в мировой войне 1914—1918 гг. Но высокоразвитая военная
техника в начале XX в. была не только результатом мощного
индустриального потенциала капиталистических держав, она в свою очередь
являлась одним из сильнейших стимулов для развития
промышленного производства в целом и особенно для развития тяжелой
промышленности.
«С того момента,— писал Ф. Энгельс в 1892 г.,— как военное дело
стало одной из отраслей крупной промышленности (броненосцы, нарезная
артиллерия, скорострельные и магазинные ружья, винтовки, пули
со стальной оболочкой, бездымный порох и пр.), крупная промышленность,
без которой все это не может быть изготовлено, стала политической
необходимостью. Все это нельзя производить без высокоразвитой
металлообрабатывающей промьппленности, а последняя, в свою очередь, не может
существовать без соответствующего развития всех других отраслей
промышленности, и в особенности текстильной»1.
Рост численности армий, неуклонно происходящий во всех
капиталистических странах, с 70-х годов XIX столетия сделал необходимым быстрое
увеличение количества и качества артиллерии. Появившаяся в 70-х годах
скорострельная магазинная винтовка и улучшенный порох потребовали
изобретения скорострельной артиллерии, которая могла бы противостоять
натиску хорошо вооруженных войск.
В военной промышленности на организацию научных исследований
расходовались огромные средства. Эти исследования обогатили технику
рядом открытий и изобретений, нашедших широкое применение в
металлургии, химии, машиностроении, автомобильной и авиационной
промышленности, приборостроении и т. д.
Развитие артиллерии неизбежно вело к усовершенствованию
производства как самих орудий, так и артиллерийских снарядов, что
стимулировало развитие металлургии стали. Большое влияние на развитие
сталелитейной промышленности оказало создание во многих странах
мощного броневого военно-морского флота. Именно военные заказы
стимулировали появление стали высокой прочности.
Развитие металлургии повлекло за собой развитие горной
промышленности, поставляющей сырье и топливо для металлургической
промышленности.
Изобретение новых систем орудий, развитие нарезной артиллерии,
строительство турбинных военных кораблей, броненосцев и дредноутов,
оснащение их сложнейшим тепловым, электрическим и минным
оборудованием послужили одним из толчков для развития как общего, так
и специального машиностроения, станкостроения, электротехники,
теплотехники, приборостроения, оптики и т. д.
Военное дело стимулировало развитие химической промышленности.
Изобретение новых взрывчатых веществ, отравляющих газов было одним
из исходных моментов для развития химической технологии. Побочное
продукты военной промышленности были использованы и стимулировали
развитие многих отраслей промышленности: химической, текстильной,
стекольной и т. п.
Таким образом, связь всех видов военной техники с системой
капиталистического производства в эту эпоху была особенно полной и взаимообус-
ловливающей.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. XXIX, стр. 127—128.

ГЛАВА XX
РАЗВИТИЕ МЕТАЛЛУРГИИ
Г Усовершенствование доменного производства
рандиозное железнодорожное строительство, завершение
перехода морского транспорта от деревянных парусных судов
к стальным паровым судам, развитие машиностроения — все это требовало
увеличения производства металла и улучшения его качества. Для
получения стали требовалось выплавлять чугун в громадных количествах.
Спрос на чугун требовал прежде всего совершенствования и
развития доменного производства. Это вызвало ряд изменений в
конструкции доменных печей. В начале XIX в. домны обычно строились с
толстым наружным каменным кожухом, так как считалось, что
тонкостенные домны теряют много тепла. Печи с толстым наружным кожухом
обладали громоздкой тяжеловесной конструкцией. Строительство их
было очень сложным и дорогим. С середины XIX в. взгляды на
причины потерь тепла в доменных печах меняются. Было доказано, что
потери тепла зависят не столько от толщины стенок печей, сколько от
устройства самих стенок.
Уже в 40-х годах XIX в. в Шотландии появляются печи с более
тонким каменным, а затем и металлическим кожухом. Шотландские печи были
прочнее и дешевле старых громоздких печей, потери тепла в них были
меньше, чем в печах старой конструкции, а расходы топлива уменьшились.
На европейском континенте шотландские печи распространялись
медленно. Здесь впервые они появились в 60-х годах XIX в., причем в
их конструкцию были внесены некоторые изменения. Шотландские
печи в Европе стали строиться на чугунных колонках, на которых
располагалось металлическое кольцо, поддерживающее каменную
кладку шахты. Сама печь заключалась в клепаный железный кожух. Между
кожухом и каменной кладкой оставлялся зазор, засыпавшийся шлаком,
чтобы предохранить печь при нагреве от трещин и разрыва железного
кожуха.
Однако появление печей с металлическим кожухом не приостановило
работу над улучшением конструкции домны. В 60-х годах XIX в. во
многих странах Европы были выданы патенты на печи со свободно стоящей
шахтой, каменная кладка которой охватывалась для прочности
металлическими кольцами. Одна из первых печей такой конструкции была
построена в Германии в 1864 г.
Печи с кольцевым креплением прочно вошли в металлургию с 70-х
годов XIX в. Переход от печей с металлическим кожухом к печам со
свободно стоящей шахтой диктовался удобством ремонта, а также необходимостью
наблюдения за ходом процессов в домне. В 90-х годах XIX в. высота
261

домны подобного типа доходила до 21 ж при общем объеме домны
в 434 ж3. В начале XX в. максимальный объем доменных печей
достиг 700 м3.
К началу XX в. доменная печь резко изменила свою конструктивную
форму: из каменной и громоздкой, обладающей низкими
технико-экономическими показателями, она превратилась в довольно совершенное
металлическое сооружение (рис. 103).
Кроме того, происходило не только
конструктивное изменение доменных
печей: параллельно с этим видоизменялись
и усложнялись все вспомогательные
устройства, обслуживающие доменное
производство.
С введением горячего дутья
значительно повысилась температура печи,
поэтому для сохранения печной кладки от
разрушения в поясах больших температур
стали применять искусственное
охлаждение. В связи с этим на металлургических
заводах возникло водное хозяйство.
Увеличение высоты доменных печей
усложнило воздуходувные устройства.
С конца XIX в. в доменном производстве
получили распространение
горизонтальные воздуходувки. Преимущество
подобных машин заключалось в дешевизне
установки, более удобном и легком уходе
за ними. По мощности они не
уступали, а иногда и превосходили
воздуходувные машины, употреблявшиеся в
начале XIX в.
Возросшая производительность
доменной печи требовала огромного
количества сырья, которое должно было быть
подвезено к печи и загружено в нее.
Прежние методы загрузки уже не могли
удовлетворить. На смену подъему сырья при
помощи вагонеток, вкатываемых вручную
по наклонному мосту, появляется целый
ряд более совершенных колошниковых
подъемников. Ручная лебедка, служившая
ранее для поднятия груженых клетей
с сырьем на колошник, заменяется теперь
более совершенной паровой лебедкой.
Совершенствуются аппараты засыпки
шихты в домну. В 1850 г. английский
устройство для загрузки доменной печи
с затвором. Конус Парри равномерно
улавливал газы и т. п. Видоизменен-
вплоть до наших дней.
Рис, 103. Схема доменной
(конец XIX в.).
печи
металлург Парри изобрел
в виде конуса или воронки
засыпал сырье и хорошо
ная конструкция этого аппарата применяется
Подводя итоги истории доменного производства, можно сказать, что
его развитие во второй половине XIX в. характеризуется быстрым
изменением конструкции печей, переходом к более рациональным профилям,
увеличением размеров печей, а также усовершенствованием всего
доменного оборудования и усилением воздуходувных средств.
262

В результате усовершецствования всего комплекса доменного
производства со второй цоловины XIX в. резко повысилась его
производительность. Суточная продукция домны, не превышавшая в середине XIX в.
50 т, к концу столетия увеличилась до 600 т, т. е. в 12 раз. Мировая
выплавка чугуна, составившая в 1800 г. около 0,5 млн. т, достигла
в 1850 г. примерно 4,5 млн. т, а в 1900 г.— 40,7 млн. т.
В России развитие доменного производства заметно ускорилось в
последней четверти XIX в. Наиболее хорошо было развито доменное произ-
Рис. 104. Доменная печь Юзовского завода (Россия).
водство на юге страны на базе коксующихся углей Донецкого бассейна
и богатых железных руд Криворожского месторождения. Доменная
техника на Юге находилась на уровне западноевропейской, но в Центре
России вплоть до первой мировой войны подавляющее большинство
доменных печей работало еще на древесном угле. Доменные печи на
Урале обычно были малых размеров, отличались устарелостью
конструкций, были плохо оборудованы и работали на древесном угле.
Изобретение бессемеровского способа получения стали
Грандиозное железнодорожное строительство, рост военной
промышленности, завершение перехода морского транспорта от деревянных
парусных судов к железным и стальным паровым судам, развитие
машиностроения — все это требовало, с одной стороны, увеличения количества металла,
<с другой — улучшения его качества.
Требования, предъявляемые к металлургии тяжелой
промышленностью, не могли быть удовлетворены существующими в 60-х годах XIX в.
методами получения железа и стали, т. е. кричным переделом чугуна и
263

пудлингованием, так как последние обладали рядом существенных
недостатков. Пудлингование было медленным и трудоемким, а
следовательно, и дорогим способом передела чугуна в железо. Тигельный
способ получения стали также был весьма дорог и, главное, ограничен
по своим масштабам.
Задача массового получения стали была разрешена английским
изобретателем Генри Бессемером (1813—1898). В 1854 г. Бессемер начал
работать над улучшением качества
чугуна, шедшего на изготовление
дальнобойных орудий, которые должны
были выдерживать большое количество
выстрелов. В 1856 г. он получил свой
первый патент на
усовершенствованный метод передела чугуна. За этим
изобретением последовал ряд других
изобретений, и в результате Бессемер
создал новый способ передела чугуна в
ковкое железо и сталь (рис. 105).
Бессемерование чугуна — это
процесс передела жидкого чугуна в литую
сталь путем продувки сквозь него
сжатого воздуха. Продувка производится в
специальном резервуаре — конвертере.
Превращение чугуна в сталь в
конвертере происходит благодаря
окислению углерода и примесей (кремния,,
марганца), содержащихся в чугуне,
кислородом воздуха. Процесс
бессемерования происходит без подвода тепла
извне и без применения какого-либо
Геяри Бессемер. горючего материала: тепло,
необходимое для процесса, образуется
благодаря окислению железа и его примесей.
Практически бессемерование протекает следующим образом. Чугун
в том виде, как он выходит из доменной печи, заливается в конвертер1.
Наполнив конвертер, его поворачивают в вертикальное положение
и через отверстия в дне начинают вдувать воздух, который пузырьками
проходит через расплавленный металл. Кислород воздуха при этом приходит
в соприкосновение с каждой частицей чугуна и в результате соединяется
с углеродом, находящимся в чугуне, совершенно так же, как углерод угля,,
сгорая, соединяется с кислородом воздуха. Когда процесс закончен,
конвертер переводят опять в горизонтальное положение и прекращают
вдувание воздуха. После окончания процесса в конвертере образуется железо,,
в которое затем добавляют строго определенную дозу примеси,
содержащей углерод, поддерживающий дальнейший процесс окисления жрлеза.
В результате в конвертере образуется сталь, содержащая требуемый
процент углерода.
Процесс бессемерования протекает чрезвычайно быстро,
продолжительность его не превышает 15 минут. Количество перерабатываемого
чугуна и пропускная способность конвертера весьма велики: в конвертере
10—15 т чугуна превращается в железо или сталь в течение 10 мин. Для
1 Конвертер — это резервуар (похожий на грушу) с отверстиями на дне для
подвода воздуха. Он укреплен на двух подвижных опорах, по одной с каждой стороны,,
и поэтому его можно переводить из горизонтального в вертикальное положение.
264

того чтобы получить такое же количество стали, раньше требовалось
несколько дней работы пудлинговой печи или две недели работы старого
кричного горна.
Несмотря на преимущества бессемеровского процесса по сравнению
с пудлингованием, бессемерование стало внедряться в металлургическое
производство лишь с 70-х годов XIX в., т. е. спустя 20 лет после
изобретения. Это объяснялось рядом причин: во-первых, в 50-х годах потреб-
Рис. 105. Схема конвертера Бессемера.
ности тяжелой промышленности в металле были ограничены; во-вторых,
капиталисты, вложившие большие средства в пудлинговые установки,
боролись против введения нового способа получения стали; в-третьих,
само бессемерование еще не было настолько усовершенствовано, чтобы
занять доминирующее положение в металлургии.
Бессемер потратил много упорного труда, внедряя свое изобретение
в металлургическое производство. В 1858 г. он построил завод в Шеф-
фильде — центре металлургического производства Англии — со
специальной целью распространить новый способ получения стали среди
шеффильдских фабрикантов.
Всемирная выставка в Лондоне в 1862 г. принесла Бессемеру полный
успех. Перед посетителями было продемонстрировано большое
разнообразие изготовляемых из бессемеровского металла предметов, а также высокие
свойства нового металла.
К середине 90-х годов XIX в. бессемеровский процесс прочно вошел
в металлургию. В процессе эксплуатации бессемеровские конвертеры
были значительно усовершенствованы. На крупных металлургических
заводах производительность конвертеров с 1870 по 1903 г. увеличилась
в 62,5 раза.
В России первые заводские опыты получения стали новым способом
были произведены еще в 1856—1857 гг. Однако внедрение
бессемеровского процесса в промышленных масштабах началось лишь с 1872 г.
на Обуховском заводе и с 1875 г. на Нижне-Салдинском заводе.
Здесь под руководством инженера-металлурга К. П. Поленова был
создан новый, так называемый «русский» вариант бессемерования.
Сущность русского процесса бессемерования состояла в том, что в конвертер
265

поступал уже сильно перегретый в отражательной печи чугун, и поэтому
первый период английского процесса бессемерования — горение
кремния и получение шлака — здесь или отсутствовал или был крайне
ограничен. Нагрев чугуна до высокой температуры заменял первый
период процесса и поэтому вел к ликвидации необходимости в
искусственном увеличении содержания кремния в чугуне.
Рис. 106. Бессемеровский цех металлургического завода А. Крупна.
Этим и объясняется большое распространение русского варианта
бессемерования при переделе уральских древесноугольных
малокремнистых чугунов.
Вообще в разных странах и даже в одной и той же стране
бессемеровский процесс осуществлялся по разным схемам. Кроме русского способа
бессемерования известны английский, шведский, немецкий и другие
способы. Та или иная схема бессемеровского процесса применялась в
зависимости от качества руд, использовавшихся для выплавки чугуна.
Разработка мартеновского способа получения стали
Несмотря на громадное значение бессемеровской стали, она все же
окончательно не разрешила вопроса улучшения качества металла. А между
тем специальное машиностроение настоятельно требовало массового
производства высококачественной стали. Кроме того, само бессемерование
породило новую проблему. Бессемеровская сталь вследствие своей
дешевизны очень быстро вытеснила старый пудлинговый металл. Она
приобрела поистине универсальное применение. Из нее начали изготовляться
рельсы, балки, фермы, суда и т. п. В результате образовались крупные
нереализованные запасы пудлингового железа. Явилась насущная
потребность передела его в сталь.
266

С этой целью были проведены опыты. Делались попытки сплавлять
в обыкновенных пламенных печах чугун и железо и таким образом
получать сталь. Однако в таких печах не удавалось добиться
необходимой для сплава высокой температуры.
В 1858 г. немецкие инженеры братья Вильгельм и Фридрдх Сименс
для нужд стекольной промышленности сконструировали
регенеративные. 107. Мартеновский цех металлургического завода.
ную газовую печь, в которой им удалось получить необыкновенно
высокие для того времени температуры. Печь отапливалась газом.
Смешиваясь с воздухом, газ горел, развивая высокую температуру, вполне
достаточную для плавки даже тугоплавких металлов. Регенератор
представлял собой сдвоенную камеру, заполненную решетчатой
кирпичной кладкой, через которую пропускались попеременно печные газы,
воздух или горючий газ. Подогрев их отбросным теплом печи
предотвращал ее охлаждение воздухом или газом и позволял повысить
температуру печного пространства примерно на 1000°.
Принцип регенерации тепла и отопление печи газом использовал в своей
работе французский металлург Пьер Мартен (1824—1915). В 1864 г.
во Франции была впервые пущена в эксплуатацию построенная Мартеном
регенеративная пламенная печь. Сущность мартеновского процесса
заключается в том, что сталь производится на поду регенеративных
пламенных печей путем переработки в них чугуна и стального лома (скрапа).
В мартеновской печи происходит не просто плавка загруженных
материалов: до самого конца процесса идет в печи химическое взаимодействие
между металлом, шлаком и газом.
267

Первая мартеновская печь представляла лишь подобие современной
печи (рис. 108). Свод первых печей был вогнут внутрь. Вообще печь
напоминала собой низкую продолговатую ванну, на каждом конце которой
находились две большие кирпичные трубы, через одну из них входил
горячий газ, через другую — воздух. Печь состояла из двух основных
частей: рабочего пространства (пода,
свода и стенок), которое по
своей конструкции весьма
близко к пудлинговой печи, и
регенераторов, где происходил
подогрев воздуха и газа. Под
мартеновской печи и служил той
чашей, в которой находились металл
и шлак во время плавки. В
первых мартеновских печах под
обычно изготовляли из
огнеупорных «кислых» материалов (кварца
или кремнистого песка). Высокая
температура в печи возникала за
счет подогрева воздуха и газа в
регенераторах, которые расподага-
лись попарно (для газа и воздуха)
Рис. 108. Схема мартеновской печи. с об°?х концов печи.
Первая мартеновская педь
имела емкость 1,5 т. Но уже
в 1880 г. стали строиться печи емкостью 10—15 т металла, а в начале
XX в. имелись мартены, перерабатывавшие за один раз до 100ттги более.
Одна из первых мартеновских печей в России была построена в 1870 г.
на Сормовском заводе.
Создание томасовского способа получения стали
При бессемеровском и мартеновском способах получения стали было
невозможно удаление вредных примесей — серы и фосфора. Поэтому,
когда эти способы получили массовое распространение, возникла
проблема дефосфоризации металла в бессемеровских конвертерах и
мартеновских печах.
Эту задачу успешно разрешил английский металлург Сидней Томас
(1850—1885). В 1878 г. он после долгих исканий сумел осуществить
удаление фосфора из чугуна в шлак, применив для внутренней облицовки
(футеровки) конвертера основную огнеупорную массу — доломит. В качестве
флюса (особого компонента, облегчающего плавку) Томас взял
обожженную известь. Превращение чугуна в сталь в томасовском конвертере
идет так же, как и при бессемеровском процессе, но при этом, что
особенно важно, происходит окисление фосфора. Окисленные примеси
переходят в шлак.
Значение открытия Томаса было огромно. Он полностью разрешил
вопрос о переделе в сталь чугуна, выплавленного из фосфористых
железных руд, большие запасы которых имелись в Европе. Томасовский способ
быстро распространился в металлургическом производстве. Сталь,
получаемая в печах с основной футеровкой, обладала достаточно высокими
качествами и, кроме того, давала широкую возможность вырабатывать
специальные (легированные) стали. В таких печах можно было до некоторой
степени удалять и серу. Именно на такую сталь в конце XIX в.
предъявляло огромный спрос специализированное машиностроение.
268

Получение в томасовском процессе шлака, содержащего фосфор, дало
сельскому хозяйству ценное удобрение, так называемый томасовскии
шлак.
Бессемеровский, мартеновский и томасовскии способы передела
чугуна являются завершающим звеном в цепи развития сталеделательной
промышленности XIX в. Темпы выплавки стали намного опередили темпы
производства чугуна. Если мировая
выплавка чугуна за 30 лет, с 70-х годов до
1900 г., возросла в 16,6 раза, то
выплавка стали за то же время
увеличилась с 0,54 млн. т до 65,4 млн. т, т. е.
в 212 раз.
Новая техника проката
В этот период свое дальнейшее
развитие получает прокат черных металлов,
особенно прокат рельсов, а также
прокат различных профилей металла для
разнообразных нужд строительства.
Прокат металла осуществлялся при
помощи особых станков — прокатных
станов.
В 30—40-х годах XIX в. в связи
с массовым железнодорожным
строительством в Европе впервые начинается
прокат железнодорожных рельсов.
Первый прокатный стан, прокатывавший „ „ ,, m
г -, ' ^ Сидней Джилкрист Томас,
из слитков бандажную полосу для ва- *
тонных колес, был построен в Германии
в 1854 г. на заводах Круппа. Затем в Германии, в Сааре, в 1856—1857 гг.
был установлен прокатный стан для прокатки крупных балок. В 1857 г.
в США был впервые сконструирован мощный трехвалковый прокатный
стан специально для прокатки рельсов.
В 70-х годах XIX в. в прокате стала доминировать прокатка рельсов.
В начале XX в. появляются прокатные станы, способные прокатывать
в сутки больше тысячи рельсов с общим весом в 300 т. На прокатку
одного рельса тратилось всего около 11 мин., а скорость прокатки
колебалась от 1 до 2,5 м в сек.
Большой спрос на особые сорта металла предъявляло и строительство.
Огромное количество сортового железа стало производиться для
железобетонных конструкций, которые с конца XIX в. начинают внедряться
в практику строительного дела. Прокатка разного рода фасонного или
сортового железа производилась на прокатных станах с различным
количеством валков. Прокатные станы весьма быстро дифференцировались, что
обеспечило техническую возможность прокатывать полосы железа любой
длины и толщины. Толщину листового железа можно было менять от 0,5 мм
до нескольких сантиметров. В 1897 г. на одной выставке была
представлена лента железа длиной около 700 м и весом 524 кг. Для прокатки
больших количеств металла и броневых плит были изобретены станы,
развивавшие давление между валками в сотни тонн и требовавшие для
своей работы двигателей мощностью в несколько тысяч лошадиных сил.
В 50-х годах в связи с совершенствованием артиллерии выявилась
непригодность кораблей военно-морского флота, изготовленных из
269

дерева. Появляются первые броненосцы. Однако возможность развития
броненосного флота упиралась в несовершенство техники изготовления
стальных броневых листов, которые изготовлялись путем проковки и
сварки отдельных листов под ударами молота. Это обходилось очень дорого,,
требовало больших затрат времени и рабочей силы.
В 1859 г. русский механик В. С. Пятов сконструировал первый
прокатный стан для прокатки броневых листов (рис. 109). Если раньше для
прокатки одного броневого листа требовалось 14 дней, то прокатный стан
Пятова справлялся с этой работой за 3 дня. В Англии специальный
прокатный стан для производства корабельной брони в 1861 г. изобрел
инженер Дж. Броун. С введением
в практику проката
специальных станов для производства
брони проблема развития
бронированного военно-морского
флота была решена.
Дальнейшая эволюция
техники проката идет по линии
изобретения универсальных
прокатных станов. Первую
практически пригодную конструк-
Рис. 109. Прокатная машина В. С. Пятова. Дию универсального прокатного
(Чертеж из привилегии). стана создал в Германии
инженер Дэлен еще в 1848 г.
Важная работа над усовершенствованием конструкций станов велась и
в США. В 1892 г. по предложению братьев Л. и Дж. Уорк был создан
стан для прокатки широкополочных балок с двумя вертикальными и двумя
горизонтальными сближающимися валками. Развитие конструкции этого
универсального стана привело в начале XX в. к созданию в США новых
мощных прокатных станов — блюмингов и слябингов.
Сначала прокатные станы приводились в движение паровыми
машинами. В 1897 г. в Германии для привода прокатного стана впервые был
применен электродвигатель. В 1906 г. в Тришанице (ныне Чехословакия)
был пущен первый прокатный стан с реверсивным электродвигателем»
С начала XX в. почти все прокатные станы были оборудованы
электродвигателями.
Возникновение науки о строении металлов
Развитие металлургии способствовало возникновению
металлографии — науки о строении металлов, а также ряда других научных
дисциплин, имеющих своей целью изучение технологических процессов
в металлургии. К концу XIX в. огромный опыт развития металлургии
обобщается в ряде классических научных работ, прежде всего в
работах Чернова, Перси, Веддинга, Лаврова, Ледебурга, Осмонда, Сорбиг
А. Ле-Шателье и др.
Выдающуюся роль в развитии науки о металлах сыграл Д. К. Чернов
(1839—1921). Его исследования в области превращения стали при
различных температурах (критические точки температуры), опубликованные
в 70-х годах XIX в., и положили начало металлографии — науки о
строении металла.
Д. К. Чернов работал на Обуховском заводе в Петербурге,
куда был приглашен в 1866 г. Чернов установил, что внутренние
превращения стали, от которых зависит изменение ее механических свойств,
происходят скачками и связаны с определенными температурными точ-
270

ками. При нагревании сталь не остается неизменной, и при определенных
температурах она претерпевает превращения, изменяющие ее строение и
свойства. Рубежи превращений стали под действием изменений
температуры, открытые Черновым, получили
название «точек Чернова». Точка «а»
Чернова, соответствующая
темно-вишневому калению, позволила правильно
определить температуру закалки стали.
Точка «б» дала научное понимание
поведения стали при нагревании.
Идеи Чернова были подхвачены за
рубежом французским ученым Осман-
дом, а также другими исследователями.
Работы Осмонда «О превращениях в
железе, стали и чугуне» (1888) являлись
прямым продолжением работ Д. К.
Чернова. Широко используя термический
анализ, впервые примененный
французом Ле-Шателье (1877), Осмонд с
большой точностью определил температуру
превращений в железоуглеродистых
сплавах и ввел новые обозначения
соответствующих критических точек.
Накопленный металлургами всего
мира большой экспериментальный
материал по микроструктуре стали и
чугуна позволил к 90-м годам XIX в. дать Дмитрий Константинович Чернов.
первый набросок диаграммы состояния
железоуглеродистых сплавов, прообраз которой был предложен еще
Черновым. Эта диаграмма является одной из главных основ металловедения.
Развитие цветной металлургии
Цветная металлургия — одна из важнейших отраслей тяжелой
промышленности, охватывает добычу и обогащение руд, производство и
обработку цветных металлов всех видов и их сплавов.
Руды цветных металлов в отличие от железных руд содержат обычно
от нескольких процентов до тысячных и десятитысячных долей процента
основного металла. Главными особенностями этих руд являются
относительно низкое содержание основного металла и их комплексный
характер. В рудах медных и свинцово-цинковых месторождений обычно
содержатся кадмий, золото, серебро, мышьяк, сера и т. д.
Во второй половине XIX в. сфера применения цветных металлов
чрезвычайно расширилась. Заметно увеличились добыча и производство
цветных металлов, золота, никеля, алюминия и др. Развитие
различных отраслей техники, и особенно электротехники, предъявляло
повышенный спрос на медь, отличающуюся хорошей
электропроводимостью. В связи с этим в технологии выплавки меди произошли глубокие
изменения.
Основным сырьем для меднодобывающей промышленности в этот
период были медные колчеданы. Производство меди почти до конца XIX в.
заключалось в том, что колчеданы предварительно обжигались, а затем
производилась восстановительная плавка, на которую расходовалось
много топлива.
271

Большое значение для развития металлургии меди в это время имеет
способ получения меди из штейнов1, предложенный в 1866 г. русским
инженером В. Л. Семянниковым (1831—1898).
Он загрузил бессемеровский конвертер штейнами и, продувая через
них воздух, убедился, что таким способом можно сжигать в штейнах серу
и получать медь. В. Л. Семянников, а также и другие русские инженеры
(Иосса, Лалетин) с успехом проводили опыты по бессемерованию штейнов
на Боткинском и Богословском заводах.
В 1880 г. русский инженер А. А. Ауэрбах (1844—1916) построил
первые в мире четыре больших конвертера для производства меди на
Богословском заводе. В 1890 г. конвертеры для производства меди были
установлены на заводах Анкода в США. В дальнейшем бессемерование
штейнов получает широкое распространение во многих странах.
Недостатком первых конвертеров для бессемерования штейнов долгое
время являлась плохая стойкость кислой (глинисто-кварцевой) футеровки.
В 1909 г. была освоена основная футеровка, которая с 1910 г. стала
применяться на русских заводах. Переход к основной футеровке позволил
увеличить емкость конвертеров с 15—20 т до 100 т и повысил их
производительность с 30—40 т до 50—60 тыс. т в сутки.
В этот период были значительно усовершенствованы методы
получения золота. В 80-х годах XIX в. мировая золотая промышленность
переживала серьезный кризис. Богатые россыпи Калифорнии и Австралии
оказались в значительной степени исчерпанными. Возникла проблема
извлечения золота из более бедных руд, которая стала особенно актуальной
после того, как в 1890 г. были открыты исключительные по запасам,
но не богатые по содержанию золота конгломераты в Южной Америке.
В это время был создан новый метод извлечения золота из руд под
действием цианистых соединений (цианирование). Его разработка явилась
крупнейшим событием в развитии металлургии золота. В 1843 г. русский
ученый П. Р. Багратион опубликовал в Бюллетене Петербургской
Академии наук статью, в которой изложил условия растворения золота и серебра
при цианистом процессе. Выводы Багратиона заложили основы
современной гидрометаллургии золота. Указание о переходе золота в раствор под
действием цианистых соединений имелось еще в работе немецкого химика
Шееле (1772 г.), но Багратион первый достаточно ясно показал, что золото,
серебро и медь хорошо растворяются в водных растворах щелочных
цианидов. Багратион отметил также ускоряющее действие повышения
температуры раствора на растворение золота, а также установил способы
осаждения золота из раствора.
Однако промышленное применение цианистого процесса осваивалось
весьма медленно. В 1887 и 1888 гг. американцы Мак-Артур и братья
Форрест предложили новый способ получения золота химическим путем.
Они взяли патент на извлечение золота из руд обработкой их
разбавленными щелочными цианистыми растворами и на осаждение золота из этих
растворов металлическим цинком. Проведенные опыты дали весьма
благоприятные результаты, и в конце 1890 г. был построен первый цианистый
завод для промышленной добычи золота.
В России цианистый процесс впервые был применен в 1897—1898 гг.
на Березовском и Кочкарском предприятиях на Урале, затем на сибирских
золотых промыслах. Вскоре цианистый процесс был применен и к
извлечению из руд серебра.
1 Штейном называется промежуточный продукт при производстве некоторых
цветных металлов, в том числе меди. Он представляет собой сплав сульфидов того или
иного цветного металла с сульфидом железа.
272

Благодаря появлению новой техники мировая добыча золота в
начале XX в. возросла до 691 т в год, тогда как в 70-х годах она не
превышала 190 т.
Общее состояние металлургии в конце XIX
и начале XX в.
Техническое оснащение металлургии в конце XIX в. привело к
гигантскому росту производства стали, железа и чугуна, а также цветных
металлов. Если в 1870 г. мировая металлургия выплавляла всего 11,9 млн. т
чугуна, то в 1913 г. выплавка чугуна возросла до 78,4 млн. т. Сталь
в этот период становится основным материалом для производства машин.
Таблица 7
Рост выплавки чугуна с конца 60-х годов XIX в. по 1913 г.
(в млн. т)
Годы
Страны
1864
1
4,8
0,9
1
0,27
1874
2
6,1
2,6
1,3
0,45
1884
4
8
3,4 j
1,4
0,51
1894
1904
1913
США . . .
Англия . .
Германия .
Франция .
Россия . .
6,8
7,5
5,4
2,7
1,34
17
8,5
10
2,9
31,4
10,3
19,1
5,1
4,6
С 1900 г. первое место по производству чугуна и стали на
европейском континенте окончательно переходит к Германии. Если в 1860 г.
Германия выплавляла в 5 раз меньше чугуна, чем Англия, то в 1910г. она
производила на 600 тыс. т чугуна больше, чем Англия и Франция, вместе
взятые, и на 400 тыс. т больше, чем Франция, Россия, Австро-Венгрия
и Бельгия.
Колоссально выросло и производство цветных металлов, причем
цветная металлургия в этот период развивается более быстрыми темпами,
чем производство черных металлов.
Таблица 8
Мировое производство цветных и черных металлов
Годы
1875
1900
Цветные металлы!
млн. т
0,65
2,00
динамика
1
3,1
Черные металлы
МЛН. 771
14,4
39,0
динамика
1
2,7
Итак, металлургия в это время становится ведущей отраслью
промышленного производства. Ее развитие, техническое совершенство,
определило все развитие капиталистического производства в целом. Технические
изобретения в металлургии, позволившие полностью обеспечить индустрию
и транспорт металлом нужного количества и качества,
революционизировали весь технический прогресс своего времени.
1 Медь, цинк, свинец, олово, алюминий, никель, ртуть

ГЛАВА XXI
РАЗВИТИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
¦ ^ Усовершенствование производства серной кислоты
щМ последнюю четверть XIX и в начале XX в. значительного
Ш^ развития достигла химическая промышленность. Ее
возникновение было связано с потребностями текстильной промышленности в таких
продуктах, как серная кислота и сода. С развитием промышленного
производства наряду с текстильной промышленностью в химических
продуктах стали нуждаться все основные отрасли промышленности, а также
сельское хозяйство. Повышение спроса на химическую продукцию
стимулировало развитие и усовершенствование химической технологии.
Одним из важнейших химических полупродуктов является серная
кислота, необходимая при производстве минеральных удобрений, солей
и. кислот, красителей и взрывчатых веществ. Серная кислота стала
применяться в металлургии, в нефтяной, текстильной и в ряде других отраслей
промышленности. Масштабы производства серной кислоты до некоторой
степени стали характеризовать общий уровень промышленного развития
той или иной страны. Единственный в начале XIX в. промышленный
способ производства серной кислоты (так называемый камерный) в силу своей
малой производительности уже не мог обеспечить потребности
промышленности в этом важнейшем химическом продукте.
Для промышленных целей серную кислоту получали из
минерального сырья — серы, цинковой обманки, гипса, из ферросульфатов,
из газов, которые дают печи предприятий цветной металлургии, а также^
из обжига сульфидных руд и главным образом из серного колчедана.
Для получения серной кислоты серный колчедан подвергался
механической и химической обработке.
Наиболее широко в этот период применялись два способа получения
серной кислоты — нитрозный и контактный. Сущность нитрозного способа
состоит в том, что сернистый ангидрид при соприкосновении с нитрозой
окисляется находящимися в ней окислами азота, образуя в присутствии
воды серную кислоту.
Нитрозный способ в зависимости от аппаратуры и некоторых
особенностей течения процесса окисления сернистого газа подразделяется на
камерный и башенный способы. Камерный способ господствовал в начале
XIX в. В конце столетия наиболее широко был распространен башенный
способ производства серной кислоты. Производство серной кислоты по
этому способу можно рассматривать как интенсивную форму нитрозного
способа.
В самом конце XIX в. в сернокислотной промышленности появился
принципиально новый способ получения серной кислоты—контактный.
274

При контактном способе окисление сернистого газа протекает без воды
в присутствии твердых катализаторов. В 1831 г. английский химик
Филиппе впервые предложил осуществлять эту реакцию при высокой
температуре путем пропускания газовой смеси, содержащей сернистый
газ и кислород, через асбест с нанесенной на него платиной. Долгое
время дороговизна платинового катализатора тормозила внедрение
контактного способа в промышленности и только в конце XIX в.
платиновый катализатор был заменен более дешевым, но не уступающим ему
по активности ванадиевым катализатором.
Преимущество контактного способа производства серной кислоты
перед нитрозным заключалось в том, что контактный способ позволял
получать серную кислоту любой крепости, в то время как серная кислота,
получаемая нитрозным способом, была недостаточно крепка по
содержанию.
Новая технология значительно способствовала увеличению выпуска
серной кислоты. С 1878 по 1910 г. производство серной кислоты
увеличилось в 5 раз, достигнув 50 млн. т в год.
Новые методы производства соды
Большие изменения происходят в этот период и в производстве соды.
Начало промышленного получения соды было положено изобретением
французского инженера-химика Леблана. Он еще в 1791 г. предложил
способ получения соды из поваренной соли путем обработки ее серной
кислотой в специальных печах.
В рассматриваемый период значение соды для промышленного
производства капиталистических стран еще более возросло. На смену метода
Леблана пришел новый, более эффективный — аммиачный способ получения
искусственной соды, предложенный в 1861 г. бельгийским инженером
Эрнстом Сольве (1838—1922). Этот способ с конца XIX в. до 20-х годов
настоящего столетия оставался главнейшим для получения соды во
многих странах мира. По способу Сольве сода производилась из естественных
или искусственно приготовленных растворов поваренной соли, известняка
или мела и аммиачной воды. При этом соляной раствор проходил
целый ряд последовательных химических реакций, в результате которых
образовывалась кальцинированная сода.
Получение соды по способу Сольве велось непрерывно по замкнутому
циклу, причем промежуточные операции были механизированы. Это
изобретение способствовало быстрому увеличению производства соды. Если
в 1887 г. мировое производство соды составляло 860 тыс. ?тг, то в 1910 г.
его уровень превысил 2 млн. т, т. е. производство соды возросло в 2,1 раза.
Создание нефтеперерабатывающей промышленности
Химическая промышленность в рассматриваемый период
характеризовалась не только расширением и улучшением технологии ее старых
отраслей. Конец XIX и начало XX в. ознаменовались возникновением ряда
новых химических производств, В это время зародилась и достигла
довольно высокого уровня такая важная отрасль, как
нефтеперерабатывающая промышленность. Если в 1870 г. добыча нефти составляла
0,7 млн. т, то в 1913 г. она достигла 52,3 млн. т.
Вначале из нефти получали керосин, затем керосин и масла и,
наконец, керосин, масла и бензин. Еще в 1823 г. русским крепостным мастерам
братьям Дубининым удалось осуществить перегонку нефти на довольно
275

крупной заводской установке. Заводская установка Дубининых
представляла собой железный куб для нефти емкостью в 40 ведер, вмазанный
в кирпичную печь. Куб накрывался медной крышкой. От крышки
куба отходила медная труба через деревянный резервуар, наполненный
водой. Этот резервуар играл роль холодильника, из которого труба
выводила продукт перегонки в деревянное ведро. Процесс перегонки
осуществлялся следующим образом: куб, наполненный нефтью, нагревался
от tie чей; образовавшиеся при этом пары нефти устремлялись по медной
Рас. 110. Нефтепромысел (Баку).
трубе. При прохождении трубы через холодильник пары в ней
конденсировались, и в результате выходил новый продукт — осветительное масло,
нечто вроде современного керосина. В процессе перегонки использовалось
свойство нефти разлагаться под влиянием нагревания на составляющие ее
компоненты. При этом из 40ведер нефти получалось 16 ведер керосина.
Способ Дубининых был крайне примитивен, однако он имел все данные,
чтобы в дальнейшем развиться в так называемый термофизический
способ разделения нефти. Установка братьев Дубининых была первым
нефтеперегонным заводом, прототипом нефтеперегонных заводов, появившихся
в России и в США в 60—70-х годах XIX в.
В начале второй половины XIX в. быстро совершенствуется
техника добычи нефти, что послужило мощным толчком к развитию техники
нефтепереработки. В конце 50-х годов XIX в. в Европе и Америке уже
работал ряд предприятий по производству керосина, предназначенного
главным образом для освещения. В 1858 г. близ Баку был построен
большой завод для получения керосина из нефти. Оборудование этих заводов
мало чем отличалось от установки Дубининых. Конечно, при
строительстве новых перегонных заводов вводился ряд усовершенствований
в перегонную систему, увеличивалась емкость перегонных кубов, однако
276

принципиально в основе перегонки оставался тот же куб периодического
действия с весьма низкой производительностью и с крайне
неблагоприятным тепловым балансом.
Конец XIX в. характеризуется все возрастающим спросом на
нефтяные продукты. Необыкновенно быстрый рост парка машин и станков,
а также бурное развитие железнодорожного дела привели к резкому
увеличению спроса на смазочные
минеральные масла. Перед
нефтеперерабатывающей
промышленностью встала
проблема более глубокого
разделения нефти с целью
выделения технически ценных
продуктов, и в первую
очередь масел.
Проблемой глубокого
разделения нефти с конца
70-х годов занимались во
многих странах Европы и
в США. В этот период были
созданы самые различные
аппараты, улучшающие
оборудование
нефтеперерабатывающих заводов. Однако
русским инженерам здесь
принадлежит первенство. Один
из первых нефтеперегонных
аппаратов создал русский
инженер А. Тавризов в 1874 г.
В 1882 г. Д. И.
Менделеев сконструировал и
установил на Кусковском
нефтеперегонном заводе под
Москвой первый куб непрерывного
действия, который отличался
несложной конструкцией и
поэтому быстро нашел
заводское применение. Это был,
в сущности говоря, простой
куб, оборудованный
устройством для непрерывной подачи нефти и отвода нефтяных остатков
(рис. 111).
В 1883 г. на заводе Нобеля в Баку вводится первая кубовая батарея,
состоящая из ряда кубов непрерывного действия, работающих по
принципу куба Менделеева. Вскоре эта кубовая батарея была значительно
усовершенствована инженерами Шуховым, Инчиком, Хохловым, Кушелев-
ским, в результате чего производительность батареи резко возросла.
Кубовая батарея под названием Нобелевской получила очень широкое
распространение не только в России, но и во всем мире. К 1900 г. кубы
непрерывного действия заняли господствующее положение в
нефтепереработке, вытеснив кубы периодического действия. Это был поистине
технический переворот, позволивший не только резко повысить
производительность нефтеперегонных заводов, но и более глубоко производить
разделение нефти, т. е. намного повысить степень ее использования.
Кубовая батарея давала не только керосин превосходного качества, в ней
Рис. ]]]. Схема нефтеперегонного куба
Д. И. Менделеева:
/ — бак для сырой нефти, 2 — куб, з —
теплообменник, 4 — шламовая труба, 5 — дымовая труба,
6 — стена, 7 — воздушные холодильники, 8 — подача
сырой нефти в воздушные холодильники, 9 —
холодильник, ю — вывод нефтяных остатков
277

утилизировались и нефтяные остатки. Мазут в батарее подвергался
дальнейшей перегонке с целью выделения смазочных масел различных сортов.
Из отбросов керосинового производства в результате перегонки мазут
превратился в ценное сырье для получения нового продукта — смазочных
масел, которые были значительно ценнее керосина и употреблялись
исключительно для технических целей — для смазывания трущихся частей
машин.
В XX в. перед нефтеперерабатывающей промышленностью встала
новая сложная проблема — получение бензина. С изобретением и
распространением двигателя внутреннего сгорания, работающего на жидком
топливе, бензин, считавшийся до тех пор Отходом нефтепереработки,
стал ценнейшим продуктом. С 1902 по 1912 г. мировое потребление
бензина возросло с 3276 т до 376,8 тыс. т, т. е. в 115 раз.
В период 1900—1913 гг. бензин в основном производился путем
простой перегонки нефти. При получении бензина применялся физический
способ разделения — последовательное испарение с последующей
конденсацией и отбором более легких фракций нефти, что позволило выделять
содержащиеся в нефти продукты только в известных температурных
пределах (от 780 до 300°). Бензин при этом получался низкого качества и
в небольших размерах. Поэтому по мере роста потребностей в нефтяных
продуктах стал необходим новый химический способ переработки нефти,
который позволил бы значительно повысить выход из нее бензина.
Над этой проблемой в течение последней четверти XIX в. и вплоть
до первой мировой войны работали ученые всех стран. Соединенными
усилиями ученых-химиков и инженеров Европы и Америки к началу
первой мировой войны был разработан так называемый крекинг-процесс,
т. е. процесс глубокой переработки нефти.
Крекинг-процесзом называется процесс получения бензина и вообще
легких моторных топлив из нефти путем разложения (расщепления)
молекул тяжелых углеводородов под действием высоких температур и
давления.
Еще в 1876 г. высокотемпературный крекинг некоторых фракций
кавказских нефтей осуществили русские инженеры А. А. Летний,
Ф. Ф. Бейльштейн, А. А. Курбатов. В 1887 г. К. М. Лисенко и
П. П. Алексеев построили в Баку заводскую установку для получения
керосина путем термической переработки масляного гудрона. Большой
вклад в разработку крекинг-процесса внес В. Г. Шухов, который в 1891 г.
совместно с Гавриловым запатентовал промышленную установку для
термического крекинга нефти. Однако в России, несмотря на блестящие
и наиболее ранние по времени экспериментальные работы в области
освоения крекинг-процесса, внедрение его в промышленность шло весьма
медленно. В промышленных масштабах крекинг-процесс был освоен
лишь в 1916 г. в США.
Проникновение химии в главнейшие отрасли техники
Начиная с 70-х годов XIX в. химическая технология в той или иной
форме проникает почти во все основные отрасли производства. Еще
К. Маркс высказал мысль, что по мере развития химических методов
технологии механическая обработка все более и более будет уступать
место химическому воздействию. В теплотехнике применение химии
в этот период создало основу для тепловых расчетов котлоагрегатов
и двигателей внутреннего, сгорания. Химия определила данные для
нахождения показателей качества топлива при сгорании. Формулы
278

Д. И. Менделеева для определения теплотворной способности топлива
я в настоящее время являются основой для большинства тепловых
расчетов. Процесс электролиза при получении водорода стал использоваться
в машиностроении для автогенной сварки и резания металлов. Особенно
глубоко внедряется химическая технология в металлургию, где при ее
помощи стали получать чистый алюминий и специальные стали.
На развитии химической промышленности начинают во все большей
степени сказываться и достижения электротехники. В 60-х годах XIX в.
возникает электрохимия в виде электролиза поваренной соли. Получаемые
при этом в огромных количествах дешевый хлор и хлоропроизводные
имели важное значение для производства искусственных красителей.
Жидкий хлор был использован в военной технике в качестве
отравляющего вещества.
Химические продукты также начали широко применять в сельском
хозяйстве. Налаживается производство неорганических удобрений —
суперфосфатов и др. Добыча и обработка минеральных удобрений в этот
период складывается в особую область химии. Внедрение точных методов
химического анализа в изучение биологических процессов, происходящих
в почве, позволило создать научную базу для земледелия, повысить
урожайность.
С конца XIX в. в Западной Европе начинается массовое применение
минеральных удобрений, что наряду с другими агротехническими
усовершенствованиями за какие-нибудь два десятилетия почти удвоило
урожайность пшеницы (в 1910—1913 гг. в Голландии —26 ц с 1 га, в
Бельгии — 25 ц, в Германии — 22 ц). Увеличение городского населения,
создание больших городов повлекли за собой развитие пищевой
промышленности, которой в XIX в. все возрастающую помощь оказывала химия,
изыскивающая новые способы приготовления продуктов питания и
вводившая в обиход новые продукты.
Совершенно новые возможности открыла химия для производства
синтетических веществ. Синтетические вещества, полученные искусственно
в химической промышленности, обогатили технику большим числом новых
материалов. Химическим путем были получены различные пластические
массы, изоляционные материалы, искусственное волокно, искусственные
анилиновые красители и др.
В Германии затратили много средств и времени на промышленный
синтез индиго. Синтетическим путем индиго был получен в 1880 г. А. Бойе-
ром (1835—1917), но потребовалось 17 лет, чтобы сделать
рентабельным его промышленное производство. После этого прекратилось
возделывание индигоносных растений в Индии, как за четверть века до этого
«о Франции синтетическое производство ализарина упразднило культуру
марены.
Если до появления синтетических веществ химическая
промышленность давала лишь продукты, необходимые для осуществления химических
процессов, то производство синтетических веществ, зарождающееся в этот
период, дало новые материалы для строительства, машиностроения,
электротехники, теплотехники и др.
Развитие химии и химической технологии подтверждает мысль
К. Маркса, что каждое завоевание в области химии не только увеличивает
количество полезных вещей и число полезных применений уже известных
веществ, но и вводит отбросы процесса производства и потребления
обратно в круговорот процесса воспроизводства, создавая тем самым новые
возможности и новые ресурсы.

ГЛАВА XXII
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ ГОРНОГО ДЕЛА
D Состояние горного дела
этот период развитие горного дела, как и других отраслей
техники, было связано и целиком определялось
развивающимся монополистическим капитализмом. В угольной промышленности
ведущих капиталистических стран усилилась концентрация
производства, возникали крупнейшие предприятия, сосредоточивающие
подавляющую часть добычи угля. В США возникли крупные угольные
объединения и предприятия горного машиностроения. Возникший
в 1893 г. в Германии Рейнско-Вестфальский угольный синдикат в 1910 г.
контролировал 95,7% добычи угля в Руре. В Гользенкирхенском горном
обществе в 1908 г. было занято свыше 46 тыс. рабочих. Концентрация
капитала вела к укрупнению горных предприятий.
Возникновение крупнейших объединений оказывало огромное
влияние на развитие горной техники.
С развитием тяжелой индустрии непрерывно возрастал спрос на
продукты горной промышленности. Это предопределяло как темпы ее
развития, так и технику ведения горных работ. Если в 1870 г. мировая добыча-
каменного угля составляла 213 млн. ттг, то в 1913 г. она достигла уже
1 942 млн. т. Добыча железной руды увеличилась с 30,2 млн. т в 1870 г
до 176,7 млн. т в 1913 г.
Наряду с этими отраслями горной промышленности с 70-х годов
начинает интенсивно развиваться новая отрасль — нефтяная. Если в 1870 г.
мировая добыча нефти составляла 0,7 млн. т, то в 1913 г. она достигает
52,3 млн. т. Развивается добыча цветных металлов, растет добыча
золота, серебра. За 1870—1913 гг. стоимость всей продукции мировой
горной промышленности выросла в 8 раз.
Увеличение спроса на продукцию горной промышленности привело
к дальнейшим прогрессивным изменениям в технике горного дела.
Развитие техники разведки полезных ископаемых
Большой спрос на минеральное сырье резко повысил роль
поисковых разведок.
В поисках полезных ископаемых в конце XIX и начале XX в. широкое*
применение получили магнитометрические методы разведки.
Магниторазведка была основана на магнитных свойствах горных пород, которые,
находясь в магнитном поле Земли, намагничиваются в различной мере и
создают магнитные аномалии.
280

Первые попытки применения горного компаса для разведки руд
относятся ко второй половине XVII в., когда в 1679 г. был изобретен
прибор для полевой разведки сильномагнитных руд. Систематические
магнитные съемки начались в 20-х годах XIX столетия, но в повседневную
практику в горном деле магнитометрические методы разведки вошли лишь
в 1914—1915 гг., после того как немецкий ученый Шмидт создал так
называемые «весы Шмидта» для разведки слабомагнитных пород.
В разведочном бурении решающее значение приобрело вращательное
бурение при помощи полого бура с алмазной коронкой и с одновременной
промывкой скважин. Идея создания такого бура была высказана еще
Георгом Лешо в 1857 г., а первая конструкция станка для вращательного
бурения была изготовлена в 1862 г. В 1867 г. на Всемирной выставке в
Париже демонстрировалась буровая машина Рош Толея для пробуривания
горизонтальных шпуров. В 1884 г. Вирт построил на этом принципе станок
для разведочного бурения с промывкой забоя водой.
Рис. 112. Буровой станок.
Один из первых буровых станков (еще очень несовершенный) был
изобретен в Соединенных Штатах Америки. В дальнейшем создаются более
совершенные станки для бурения на глубину до 500 м (станки Крелиуса).
Вначале они изготовлялись без регулятора давления коронки на забой,
однако после были усовершенствованы и снабжены рычажным регулятором
давления (рис. 112). Затем появились вращательные станки специальной
конструкции для глубокого бурения на нефть.
281

Изменение техники проходки горных выработок
В шахтном строительстве в этот период существенно улучшаются
методы проходки шахт. Происходит дальнейшее усовершенствование забивной
крепи, которая теперь становится металлической.
Процесс проходки горных выработок значительно усложняется. В нем
появляются новые методы. Наиболее распространенным из них был
так называемый метод замораживания, обеспечивающий прохождение
водоносных пород.
Есть сведения, что еще в 40-х годах XIX в. в Сибири
промораживали грунт, чтобы обеспечить прохождение шахт на сравнительно
небольшой глубине в сильно водоносных породах. G 80-х годов XIX в. метод
замораживания стал довольно широко применяться и в Европе.
Предпосылкой для этого послужило изобретение немецким ученым Линде в
1875 г. аммиачно-холодильной машины, которая и начала применяться
для промораживания грунта. Впервые метод замораживания был
применен в 1883 г. Он получил широкое распространение в горнорудной
промышленности Германии, Англии и других европейских стран.
Принцип проходки замораживания сводится к следующему: по
окружности вокруг шахты бурят скважины на расстоянии от 0,75 до 1 м друг от
друга. Затем в них вставляют двойные трубы, причем по внутренней трубе
подается охлаждающий раствор хлористого кальция или хлористого
магния. При соприкосновении внешней трубы с грунтом происходит его
охлаждение за счет испаряющегося аммиака или жидкой углекислоты,
после чего по зазору между внутренней и внешней трубами
замораживающий раствор обратно поступает в холодильную машину.
Наряду с методом замораживания для прохояедения пористых или
трещиноватых пород начал применяться метод цементации, т. е.
нагнетания в скважину скрепляющих грунт цементных растворов. Впервые он был
применен в 1864 г. во Франции Лойтером. В конце XIX в. этот метод был
усовершенствован Альбертом Франсуа.
При проходке шахт крупную роль продолжают играть взрывные
работы. Для рассматриваемого периода характерен переход к более
совершенным, нитроглицериновым взрывчатым веществам. Но трудность
получения нитроглицерина и сложность его применения (он применялся тогда
в жидком виде) надолго задержали его практическое использование в
горном деле. С изготовлением же динамита, представляющего собой смесь
нитроглицерина с инертными веществами, новые взрывчатые вещества
прочно вошли в практику добычи полезных ископаемых.
Продолжали улучшаться и методы бурения шпуров. Первые
перфораторы начали использоваться при прохождении тоннелей. Первые
перфораторы были поршневого типа, они монтировались на громоздких
станках и могли применяться только при проходках выработок большого
сечения.
В 1897 г. американский изобретатель Лейнер создал весьма
совершенную конструкцию молоткового перфоратора. Благодаря портативности
молотковый перфоратор применялся не только при прохождении
тоннелей, но и при работах на шахтах и рудниках. Он явился прообразом
современного отбойного молотка.
В этот период получили распространение и вращательные
перфораторы. Еще в середине XIX в. были изобретены ручные вращательные
перфораторы. В 1876 г. появился вращательный гидравлический перфоратор
Брандте, сыгравший видную роль в развитии техники горного дела.
Еще с большим успехом вращательные перфораторы стали
применяться после появления электродвигателя, на основе которого были созданы
282

электробурильные машины. Первая бурильная машина была создана
в 1879 г. и демонстрировалась в 1881 г. на Всемирной выставке в Париже.
Она была затем усовершенствована и широко применялась для бурения
слабых пород.
Механизация процессов разрушения горных пород
Развитие металлургии, паровой энергетики, машиностроения,
транспорта, рост торговли и связанного с ней денежного обращения
колоссально увеличили спрос на самые разнообразные продукты горного дела.
Между тем техника добычи полезных ископаемых в предшествующий период
Рис. 113. Дисковая врубовая машина.
капитализма, несмотря на целый ряд существенных усовершенствований,
была основана на ручном труде. Машина здесь не нашла применения
в самом главном процессе добычи — в процессе зарубки угля.
Мысль о механизации процесса зарубки угля была высказана еще
в XVIII столетии англичанином Мензисом. который спроектировал
машину для подрубки угля. Машина Мензиса представляла собой тяжелое
стальное кайло, закрепленное на раме. Кайло совершало
возвратно-поступательное движение, нанося удары по углю. Его автор стремился
заменить механизмом работу руки человека, т. е. это была попытка создать
рабочую машину в горном деле.
Наиболее эффективными в горном деле оказались врубовые машины,
в которых использовался принцип дисковой пилы (рис. 113). Конструкция
дисковой врубовой машины была разработана английским инженером
Уорингом (1852 г.).
Резание угля этой машиной осуществлялось при помощи зубков,
закрепленных на диске. Диск был расположен сбоку машины и делал вруб
глубиною 90 см. Машину за ручки подвозили к забою, при помощи
рычагов приводили в движение диск и делали вруб. Врубовая машина Уоринга
применялась для производства горизонтальных врубов. Однако лучшей
врубовой машиной в 70-х годах XIX в. была пневматическая дисковая
машина Винстлея.
С конца XIX в. врубовые дисковые машины начинают широко
внедряться в угольную промышленность. Начиная с этого времени врубовые
машины получают большое распространение в угольной промышленности
США. В 1891 г. в угольных шахтах США применялось 500 врубовых машин,
«а долю которых приходилось 24% добычи угля. В 1913 г. в американской
283

угольной промышленности использовалось 15 тыс. врубовых машин,,
с помощью которых добывалась уже почти половина (49%) угля в стране.
В Англии в 1913 г. на угольных шахтах работало 2797 врубовых машин,
на долю которых приходилось 7,7% всей добычи угля.
Производительность труда при машинной зарубке угля возросла в два раза по
сравнению с ручной зарубкой.
Рост масштаба механизации зарубки обусловил конструктивные
усовершенствования врубовых машин. Были значительно улучшены старые
Рис. 114. Буровая каретка с перфораторами.
дисковые врубовые машины, они стали более компактны, передаточный
механизм начали изготовлять из стального диска (1900 г.), а механизм
машин стали прикрывать удобным закрытым кожухом (1907 г.). Сама
машина монтировалась на салазках. Был усовершенствован и режущий
механизм машины, благодаря чему увеличивается глубина вруба. С 1900 г.
на дисковых машинах стали применяться электроприводы. Но, несмотря
на все усовершенствования, дисковая врубовая машина обладала
существенными неустранимыми недостатками: ее было трудно удерживать у груди
забоя, тонкий и широкий диск быстро зажимался осаждающимся после
подрубки углем. Это делало машину непригодной для работы на неровной
почве. Поэтому дисковые машины были постепенно заменены более
совершенными — штанговыми и цепными врубовыми машинами.
Первая штанговая машина была создана в Англии еще в 50-х годах
XIX в., но широкое применение штанговые машины получили лишь
в 80-е годы. В этой машине зарубка угля производилась вращающейся
штангой, по всей длине которой прикреплялись режущие зубки.
Штанговая машина помещалась на колесах и передвигалась по рельсам вдоль
забоя. Затем ее стали монтировать на особой раме с широкими полозьями.
Первые штанговые машины с электроприводом появились в 1887 г.
Штанговые машины, как и дисковые, имели ограниченное распространение, так
как зубки быстро изнашивались, их приходилось часто менять, что
чрезвычайно удорожало эксплуатацию машины. Наибольший интерес в
развитии механизации зарубки представляет изобретение цепных машин.
Первая цепная машина «Гершери» была создана в Англии в 60-х годах
284

XIX в. Однако внедрению ее в производство препятствовал большой
недостаток: в машине часто рвались цепи.
В 1877 г. инженером Джефри и несколько позднее Лехнером была
создана цепная машина в Америке. Рабочим органом цепной врубовой
машины является бар, состоящий из направляющей металлической рамы
и движущейся в ней режущей цепи с зубками. Бар обычно имел длину
91 см и врубался в уголь на глубину 1,8 м. Цепная рама в машине
могла поворачиваться на 180°.
Первые цепные машины были очень несовершенны. Они не столько
находились в забое, сколько на поверхности, в ремонте. Потребовалась
большая работа, чтобы создать цепную врубовую машину достаточно
надежной конструкции. Первая практически пригодная для
угольной промышленности цепная врубовая «брестмашина» конструктора
Дирдоффа была сконструирована в США в 1893 г. фирмой Джефри. В 90-х
годах XIX в. эта машина с успехом применялась в угольной
промышленности США. В 1888 г. фирмой Дя^ефри стали выпускаться цепные машины
с электрическим приводом. В 1894 г. врубовые цепные машины начинает
изготовлять фирма Сулливан, а в 1897 г.— фирма Гудмен.
К. Маркс, узнав о применении в шахтах цепных машин, в 1881 г.
писал следующее: «Есть одна только новость, достойная быть отмеченной.
Говорят, что один янки изобрел угледобывающую машину, делающую
излишней большую часть теперешней работы углекопов (а именно —
€амое «врубание» в забоях и копях), оставляя на их долю лишь дробление
« нагрузку угля в вагонетки. Если это изобретение окажется удачным,
как все позволяет думать, оно даст могучий толчок развитию страны
янки и сильно поколеблет промышленное превосходство Джона Булля»1.
Эта характеристика впоследствии полностью подтвердилась. Благодаря
применению надежной, высокопроизводительной цепной машины
американская угольная промышленность обогнала английскую, где в основном
использовались дисковые машины. Если в 1870 г. в США добывалось
42 млн. т угля, или в 1,5 раза меньше, чем в Англии, то в 1913 г. там
добывалось уже 517 млн. т, или почти в 2 раза больше, чем в Англии. К началу
XX столетия США выдвинулись на первое место в мире по количеству
добываемого угля.
Широкое применение в горной промышленности в этот период
получили пневматические перфораторы (рис. 114). Это позволило значительно
поднять производительность труда в ней.
Технический прогресс в механическом комплексе
горных предприятий
К началу XX в. относятся первые шаги по механизации доставки угля
в угольной промышленности. Наклонные желоба для транспортировки
полезных ископаемых применялись на шахтах еще в начале XIX в.
Впервые деревянные желоба появились на рудниках в Южной Африке.
Для лучшего скольжения руды деревянные желоба заменили затем
металлическими. Позже, чтобы руда лучше двигалась, желоба стали
подвешивать и раскачивать.
В конце XIX в. в угольной промышленности появились скребковые
и ленточные конвейеры. Скребковые конвейеры на угольных шахтах были
впервые применены в 1902 г. англичанином Блеккетом. Они состояли из
•желоба и цепи со скребком и использовались главным образом в забоях
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч , т. XXVII, стр. 137.
285

различной длины. Сначала они были снабжены пневматическим, а затем,
и электрическим приводом.
В 1906. г. англичанин Сетклиф сконструировал ленточный конвейер
для пластов небольшой мощности. Вначале в конвейере применялись
хлопчатобумажные ленты, а позднее — прорезиненные.
Качаьрщиеся конвейеры впервые появились в 1906 г. в Германии,
а затем и в Англии. Вначале решетки подвешивались к стойкам, затем
Рис. 11-5. Подъемная машина.
были созданы качающиеся конвейеры на специальных опорах-каретах,
с пневматическими или электрическими приводами. Появление конвейера
было вызвано переходом к разработке маломощных угольных пластов,
где невозможно было применять вагонетки.
Развитие механизированной откатки было связано с появлением в США
в 1881 г. тягачей-воздуховозов, работавших сжатым воздухом. В конце
XIX и начале XX в. начинает распространяться электровозная откатка.
Первый троллейный электровоз для угольных шахт был
продемонстрирован в 1879 г. на Берлинской промышленной выставке. В 1882 г.
электровозы начали использоваться и под землей. В США первый электровоз на
угольных шахтах появился в 1887 г., т. е. позже, чем в Европе. В
последующие годы США, однако, далеко обогнали европейские страны по количеству
и мощности шахтных электровозов.
Первые электровозы были троллейными. Стремление обеспечить
большую маневренность электровозов привело в США к применению
специальной кабельной катушки. Это давало электровозу возможность заезжать
в камеры и забирать оттуда груженые вагонетки. Несколько позже, в конце
XIX в., в Америке создаются первые аккумуляторные электровозы.
286

Первый аккумуляторный электровоз был построен в 1899 г. фирмой
Болдуин Вестингауз. Аккумуляторные электровозы привлекли внимание
и европейских конструкторов.
Развитие подъема угля на поверхность идет по линии
совершенствования паровых подъемных машин (рис. 115). В этот период начинают
применяться более мощные и экономичные подъемные машины, что оказывает
благотворное влияние на увеличение как грузоподъемности, так и скорости
Рис. 116. Схема центробежного насоса.
подъема. Если в 1870 г. скорость подъема на английских угольных шахтах
не превышала 5,25 м/сек, то в 1912 г. она составляла уже 14,6 м/сек.
Максимальный подъемный вес английского рудничного подъема в 1870 г. был
равен 4 /тг, а в 1912 г.— уже 6 т. В 1894 г. в Германии появилась первая
подъемная машина с электродвигателем (электродвигатель постоянного
тока с последовательным возбуждением). Регулирование скорости
подъема производилось сопротивлением, включаемым в электрическую цепь.
В связи с развитием техники переменного тока и в то же время потребностью
подъемных машин в постоянном токе стала необходимой удобная
система преобразования переменного тока в постоянный. В 1891 г.
американец Леонард предложил свою систему электрического регулирования.
Электродвигатель переменного тока, по его системе, приводил в движение
пусковой генератор постоянного тока, который в свою очередь был
соединен с электродвигателем постоянного тока, установленным на подъемной
машине. Скорость подъема при этом регулировалась изменением тока
возбуждения пускового генератора от специального генератора возбуждения.
В Европе аналогичная система была сконструирована инженером Ильг-
нером в Германии. На работу подъемной машины влияли колебания
нагрузки электростанций. В 1901 г. на установках Леонарда и Ильгнера
стали применять маховик. В таком виде электрические подъемные
машины получили широкое распространение в Европе и Америке.
Развитие водоотливных установок в шахтах было связано с
применением электроприводов. Первая попытка приспособить асинхронный
двигатель трехфазного тока к поршневому насосу встретила значительные
затруднения: поршневой насос был тихоходен и работал со скоростью
30—35 об/мин, тогда как двигатель трехфазного тока делал от 600
до 750 оборотов в минуту. Для устранения этого в электродвигателях
был использован трехфазный ток меньших периодов. При этом
появилась возможность изготовлять двигатели с меньшим числом оборотов.
287

В конце XIX в. был создан быстроходный поршневой насос, делавший
150 об/мин. Однако кардинально вопрос был решен внедрением
центробежных насосов с электрическим приводом (рис. 116). Это
позволило повысить скорость работы насосов до 1500 об/мин. Впервые
водоотливная установка с центробежным насосом была создана немецкой фирмой
Зульцер в 1903 г. на одной из шахт в Испании. В дальнейшем центробежные
насосы получают распространение в других странах. Вначале считалось.
Рис. 117. Эволюция шахтных предохранительных ламп.
что центробежный насос не сможет обеспечить высокого напора воды. Но
практика показала обратное — центробежные насосы было целесообразно
применять именно при высоких напорах. Они работали при этом гораздо
эффективнее, чем клапано-поршневые насосы.
В развитии вентиляции большую роль сыграл ряд теоретических
исследований, создавших основу для современных методов проветривания
рудников. К ним прежде всего относятся работы английского ученого Аткин-
сона. В 1860 г. Аткинсон вывел формулу для подсчета количества воздуха,
необходимого для нормальной работы людей в шахте. Затем немецкий
ученый Мюрк установил законы движения воздуха по выработкам и исследовал
влияние сопротивления стенок выработок движению воздушной струи.
Теоретическое исследование в области проветривания, а также работы
по конструированию вентиляторов создали основу для применения
центробежного вентилятора в шахтах. После появления электроприводов цент-
робежный вентилятор получил широкое распространение на угольных
шахтах и рудниках.
В этот период происходят сдвиги и в области освещения горных
выработок. Прежде всего необходимо отметить создание в 1884 г. лампы Вольфа,
получившей применение в горной и угольной промышленности всех стран.
С ее появлением стало возможно определить содержание метана в шахте
(рис. 117). В 1880 г. на английских угольных шахтах стали использовать
стационарное электрическое освещение. В 1880 г. французский инженер
ГастонТруве на заседании Парижской Академии наук продемонстрировал
переносную электрическую лампу для угольных шахт. В 1896 г. в
Америке создаются получившие широкое распространение головные
электролампы, в которых применялась удобная портативная электробатарея
Эдисона.
В конце XIX — начале XX в. была создана научно-теоретическая
основа развития горнорудной промышленности. В ряде стран ученые
изучают законы поведения горных пород при проходке горных выработок,
при выемке полезных ископаемых, иссл< дуется рудничная тмосфера.
288

Возникает новая самостоятельная отрасль науки — горная механика,
делаются попытки обобщить методы проектирования горных
предприятий, исследуются методы гравитационного обогащения руд.
В развитии горной науки видное место принадлежит русским ученым.
В этот период русские ученые П. А. Олышев (1817—1896) и И. А. Тиме
(1838—1920) закладывают основы горной механики, М. М. Протодьяконов
(1874—1930) выдвигает оригинальную теорию давления горных пород
и дает обобщающую систему их классификации. Инженер Б. И. Бокий
(1873—1927) и другие русские ученые разрабатывают новые методы
проектирования рудников, С. Г. Войслов, Г. Я. Дорошенко исследуют вопросы
обогащения угля. Большое значение для теоретических основ
флотационного обогащения имели исследования И. С. Громеки в области теории
капиллярных явлений.
Подводя итоги развитию горной техники в конце XIX и начале XX в.,
важно отметить новые черты, отличающие ее от техники предшествующего
периода. В этот период решающее значение в горной промышленности
продолжала играть добыча угля. Но наряду с добычей угля появляются
и новые отрасли, в первую очередь нефтяная промышленность.
Осуществляется переход от мелких шахт и рудников, принадлежащих
отдельным предпринимателям, к крупным рудникам, владельцами которых
являются, как правило, мощные монополистические объединения. Возникают
заводы горного машиностроения. Машинная техника интенсивно внедряется
во все области горнодобывающей промышленности. Характер техники
горного дела в этот период меняется под влиянием использования стали в
машиностроении и все повышающейся роли электропривода. В технике
горнорудной промышленности начинается переход от машин с
принципом прямолинейного возвратного действия (поршневые насосы) к
ротационным машинам (центробежные насосы и вентиляторы).

ГЛАВА XXIII
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
¦ м Особенности развития машиностроения
¦Растущий спрос на различные машины со стороны транспорта,
В строительства, военного дела, металлургии, горного дела,
энергетики и других отраслей промышленности создал благоприятные
предпосылки для развития машиностроения. Высококачественная сталь,
поставляемая развивающейся металлургией, обеспечивала машиностроение
основным материалом, необходимым для развития техники производства
машин.
С 70-х годов XIX в. до начала первой мировой войны объем
продукции машиностроительной промышленности вырос в 5,5 раза.
Подавляющая часть машиностроительной промышленности мира была
сконцентрирована в США, Германии и Англии. В этих странах производилось около
85% мировой машиностроительной продукции. Возрастающее значение
машин в различных отраслях производства вызывало интенсивное
развитие станкостроения.
Характернейшими чертами развития машиностроения в этот период
являются переход от производства универсальных к узкоспециальным
станкам и переход к индивидуальному электроприводу. Развитие
машиностроения в конце XIX и начале XX в. шло под знаком повышения
качества машин и их рабочей скорости. Увеличение скорости резания
металла достигалось переходом от резцов из углеродистой стали к резцам из
легированной стали, а затем к резцам из особых сверхтвердых сплавов.
С укрупнением предприятий возникает более узкая специализация
металлообрабатывающих станков. На узкоспециализированных станках
обрабатывалась одна деталь или выполнялась только одна
производственная операция. В этом сужении функций станка были заложены
неограниченные возможности как для массового выпуска продукции, так и для
автоматизации самого процесса производства.
Усовершенствование режущих инструментов, экспериментальные
и теоретические исследования различных машин способствовали
значительному улучшению их конструкций и росту их мощности. Рост
мощности и сложности машин заставил совершенствовать способы их
управления. Одним из самых рациональных способов управления станков
явилось введение групповых и индивидуальных электрических приводов.
Электродвигатель коренным образом изменил самый процесс
приведения в движение рабочих машин. Исчезли громоздкие трансмиссии,
уменьшились потери в промежуточных передачах и от холостого хода.
Ликвидация трансмиссий улучшила использование фабрично-заводских
помещении.
290

Специализация и введение электропривода привели к тому, что уже
в конце XIX в. машинный парк представлял собой систему самых
разнообразных машин, способных успешно заменять труд человека во всех
важнейших отраслях производства. Было налажено производство
специальных машин для текстильной, транспортной, горной,
металлообрабатывающей, энергетической, строительной и других отраслей
промышленности. Развивалось сельскохозяйственное и военное
машиностроение. Машины производили сложные приборы и аппараты для
научных лабораторий. Машиностроение стало основой основ всего
промышленного производства.
С развитием специализации в машиностроении, а также с переходом
к индивидуальному электродвигателю организация машинного
производства меняется. Простая кооперация однородных или разнородных рабочих
машин, составляющая основу капиталистической фабрики начального
периода капитализма, уступает место расчлененной системе машин,
представлявшей собой сложную совокупность разнородных, но
одновременно действующих машин, которые получают движение уже не от
одного общего двигателя, а от индивидуальных двигателей при
каждой рабочей машине или при группе машин. В такой системе машин
предмет труда проходит последовательно ряд взаимно связанных частичных
процессов, которые выполняются цепью разнородных, но взаимно
дополняющих друг друга машин. Таким образом, один цех, а иногда и одна
фабрика представляли собой гигантскую комбинированную систему,
состоящую из десятков рабочих машин различного типа.
К. Маркс, намечая пути развития машинной индустрии,
характеризовал бывшую при нем еще в зародыше расчлененную систему машин
следующим образом: «Комбинированная рабочая машина, представляющая
теперь расчлененную систему разнородных отдельныхрабочихмашини групп
последних, тем совершеннее, чем непрерывнее весь выполняемый ею
процесс, т. е. чем с меньшими перерывами сырой материал переходит от
первой до последней фазы процесса, следовательно чем в большей мере
передвигается он от одной фазы производства к другой не рукою человека,
а самим механизмом. Поэтому, если в мануфактуре изолирование
отдельных процессов является принципом, вытекающим из самого разделения
труда, то, напротив, в развитой фабрике господствует иной принцип:
непрерывная связь отдельных процессов»1.
Маркс видел в этой непрерывности технических процессов основную
тенденцию развития машинной техники, которая привела в наше время
к высшей фазе машинной индустрии — к автоматическому производству.
Но путь к автоматизации лежал через расчлененную систему машин,
широкое применение которой приходится на период с 70-х годов XIX в.
по 30-е годы XX в.
Развитие станкостроения
Возрастающее значение машин в различных отраслях производства
вызвало интенсивное развитие собственно машиностроения —
станкостроения. Станки есть основа производства машин машинами.
Назначением металлорежущего станка является обработка заготовки металла
с целью получения изделия определенных геометрических
размеров, формы и качества.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 386—387.
291

В станкостроении конца XIX в. господствовали пять основных типов
станков: токарные, применявшиеся для обработки наружных и
внутренних поверхностей тел вращения (цилиндр, конус, сфера);
строгальные (и долбежные), применявшиеся для обработки плоскостей изделий;
сверлильные, предназначавшиеся для сверлений и обработки отверстий,
а также для расточки, нарезки резьбы; фрезерные, употреблявшиеся для
обработки особенно точных деталей, а также для фасонной обточки и
нарезания резьбы; и шлифовальные станки, обрабатывавшие детали самой
разнообразной формы абразивными материалами и инструментами.
G 70-х годов XIX в. все эти типы станков развиваются в сторону более
узкой дифференциации и специализации. В этот период начинают
появляться специальные
станки, выполняющие одну
определенную операцию. От
каждого основного вида
станка, точно ветви от
ствола дерева, выросли
и развились новые,
родственные виды станков. В
середине XIX в., например,
на токарном станке
обрабатывали цилиндрические
детали и снаружи и
внутри. На этом же станке
нарезали резьбу и
обрабатывали небольшие торцы
деталей. С 70-х годов
от этого универсального
токарного станка
отпочковался станок для
растачивания длинных
цилиндрических и полых изделий (орудийных стволов и гребных валов). Затем
был создан специальный станок для точной расточки внутренних
поверхностей, названный горизонтально-расточным. Почти одновременно с ним был
сконструирован и лобовой токарный станок для обработки больших
плоскостей. Для изделий с тяжелыми громоздкими плоскостями был изобретен
карусельно-токарный станок, приспособленный для обработки больших
плоскостей.
Появилось много ответвлений и у других основных станков. Наряду с
простыми шлифовальными станками были сконструированы круглошли-
фовальные станки для наружного шлифования, для внутреннего
шлифования и т. д. Фрезерный станок, являющийся наиболее универсальным из
всех станков предыдущей эпохи, также стал насчитывать целый ряд
специализированных видов.
В машиностроении этого времени разработка способов резания
металлов вообще занимает большое место. Происходит более резкая
дифференциация режущих инструментов и режущих деталей станков. Появились
так называемые резьбовые фрезы, фасонные резцы, разнообразные зуборез-
яые инструменты, червячные фрезы и т. д.
Механический суппорт, прочно вошедший в конструкцию всех
станков, тоже получил дальнейшее развитие. Движение суппорта было
автоматизировано. Возникли станки-автоматы и полуавтоматы, у которых
подвод режущего инструмента в рабочее положение, движение подачи
инструмента и отвод его после работы в исходное положение совершались
автоматически, без помощи рук человека.
Рис. 118. Токарный станок конца XIX в.
292

Наконец, изменился сам материал, из которого изготовлялись станки.
Начали употребляться стали более высоких марок. На режущий
инструмент шла теперь так называемая инструментальная сталь разнообразных
сортов. Она не теряла своей твердости даже при нагреве до красного
каления, т. е. до температуры 600°.
Таким образом, к началу XX в. большое число металлорежущих
станков становится узкоспециальными, способными обрабатывать только
одну деталь или выполнять только одну механическую операцию.
В результате специализации станкостроения была достигнута
небывалая до тех пор точность обработки деталей, доходившая теперь до
десятой доли миллиметра. Благодаря этому стало возможным производство
сложнейших машин, механизмов, приборов и инструментов. Кроме того,
узкая специализация во много раз ускорила сам процесс изготовления
деталей и, следовательно, приводила к колоссальному увеличению
выпускаемой продукции. В начале XX в. машиностроение стало переходить
на рельсы массового производства.
Специализация машиностроения способствовала внедрению в него
автоматики, так как сужение функций станка прямо вело к упрощению
выполняемых им операций и тем самым создавало благоприятные условия
для внедрения автоматических процессов. Однако автоматизация в
станкостроении не приобрела в то время господствующего положения.
Внедрение электропривода в машиностроение
Огромное влияние на развитие машиностроения оказала
электрическая энергия, которая с 80-х годов XIX в. стала широко применяться на
машиностроительных заводах. На смену паровой машине, целое столетие
безраздельно господствовавшей на заводах и фабриках, пришел
электрический двигатель. Новый двигатель оказался не только экономичнее, но
и компактнее, он занимал меньше места и требовал гораздо меньше
к себе внимания рабочего во время работы. Электродвигатель был и более
безопасным в работе по сравнению с паровой машиной.
С внедрением в машиностроение электродвигателя встал вопрос о
новой системе передачи энергии к станкам. Та система передачи, которая
применялась при паровых двигателях, была весьма громоздка, неудобна
и неэкономична. Под потолком вдоль цеховых помещений тянулись
вращающиеся валы с насаженными на них приводами-колесами —
шкивами, с которых сбегали к станкам ремни. Одна мощная паровая машина,
расположенная где-то вне цеха, вращала с помощью приводного ремня
всю систему валов, которые в свою очередь отдавали полученную
энергию, посылая ее к станкам по ветвям таких же приводных ремней.
Таким образом, образовывалась целая паутина ремней, которые
затемняли помещение цеха, загромождали все пространство цеховых
пролетов. На этом длинном пути от единого источника — паровой машины —
до рабочего шпинделя станка терялось чрезвычайно много драгоценной
энергии.
Электродвигатель, как двигатель крупной промышленности, стал
внедряться в производство в 80-х годах XIX в. Тогда же началось постепенное
усовершенствование передачи электроэнергии от двигателя к рабочим
машинам. Различают два периода внедрения электродвигателя в
производство. Вначале на промышленных предприятиях был введен групповой
электропривод. Компактность электродвигателя и простота ухода за ним скоро
натолкнули на мысль рассредоточить энергию единого мощного двигателя
на несколько менее мощных двигателей и перенести их непосредственно
293

в цехи. Для этой цели единую трансмиссионную передачу стали разбивать
на отдельные участки, обслуживающие небольшие группы станков.
Каждая из этих групп станков приводилась в движение отдельным
электродвигателем. Таким образом, единый мощный электродвигатель был заменен
несколькими менее мощными двигателями, которые располагались
вблизи станков. Групповая трансмиссия сделала управление станками
более гибким и точным. Однако и она не устраняла многие недостатки
групповой передачи. Групповой электропривод был неспособен разре-
Рис. 119. Цех машиностроительного завода конца XIX в.
шить и проблему обеспечения непрерывности последовательных операций.
И только внедрение индивидуального электропривода полностью
устраняло эти недостатки.
При системе индивидуального электропривода один
электродвигатель обслуживает отдельный станок, и таким образом каждый станок
имеет свой источник движения. Это чрезвычайно упростило конструкцию
станка и сделало излишним многочисленные громоздкие ременные
передачи.
Индивидуальный электропривод, начавший внедряться в начале
XX в., совершил в полном смысле слова техническую революцию в
машиностроении, позволил управлять рабочими операциями с безграничной
гибкостью. Потери электроэнергии свелись к минимуму. Лес ремней, хотя
и не упразднился, но сделался «карликовым», почти совершенно не
влиявшим на условия работы в цехе. Применение индивидуального
электропривода привело к повышению скорости станков и создало предпосылки для
автоматического управления ими.
Электропривод повлек за собой изменение самой конструкции станков.
Станки стали конструироваться так, чтобы двигатель и станок,
поставленные на общей ставине, составляли одно целое. Благодаря этому
294

отпала необходимость в индивидуальной трансмиссии или
контрприводе. Двигатель, вплотную приблизившись к станку, стал как бы частью
машины.
Дальнейшие успехи электротехники в области электрификации
промышленности создали возможность сращивания двигателя и станка.
В начале XX в. в конструкцию сложных станков ввели уже не один,
а несколько двигателей, что привело к электрическому управлению
операциями. Однако эта тенденция в рассматриваемый период еще не
получила своего полного развития.
Развитие науки о металлообработке
Во второй половине XIX в. зарождается и получает развитие новая
область теоретических исследований, подводящая научную базу под
станкостроение,— теория резания металлов.
Начало научного изучения процесса резания металлов положил
русский ученый И. А. Тиме (1838—1920), который в своих работах
сформулировал основные законы резания, считая изучение процесса
образования стружки наиболее важным в развитии этой науки.
В 1880—1900 гг. в трудах русского ученого К. А. Зворыкина (1861 —
1928) были поставлены основные вопросы динамики и механики процесса
резания металлов. Работая на строгальном станке, К. А. Зворыкин
тщательно изучал соотношения между явлением резания и размерами снимаемой
стружки. Книга К. А. Зворыкина «Работа и усилие, необходимые для
отделения металлических стружек», изданная в 1893 г., по справедливому
определению И. А. Тиме, представляет собой «драгоценный вклад в
русскую техническую литературу».
Американский ученый Тейлор (1856—1915) в период с 1880 по 1906 г.
установил эмпирическим путем режимы резания при токарных работах,
что имело большое практическое значение.
Быстро растущее машиностроение, а также развитие
железнодорожного транспорта потребовали и рационального применения смазки для
устранения износа деталей машин, вызываемого трением. В 1883 г.
появилась работа русского ученого Н. П. Петрова «Трение в машинах и влияние
на него смазывающей жидкости», в которой была решена одна из
труднейших проблем техники — проблема смазки. Созданная им
гидродинамическая теория трения, т. е. теория трения между твердыми телами,
разъединенными слоем смазки, является большим вкладом в науку. Н. П. Петров
первый сформулировал это явление математически и дал методы его
точного измерения и регулирования. Н. П. Петровым были определены многие
не известные ранее коэффициенты трения. При этом Петров разработал
также правила изготовления смазок.
Изучая зависимость внутреннего трения от температуры смазки,
Петров предложил графический способ определения силы трения при
различных смазках и при любой внешней температуре. Экспериментально
проверяя свои выводы, Петров построил специальный прибор для
определения внутреннего трения жидкостей, продемонстрированный им в
1898 г. в Петербурге.
При решении теоретических проблем возникал весьма существенный
вопрос: о применимости для смазки минеральных масел и об
использовании при изготовлении их нефтяных остатков. Благодаря Н. П. Петрову
огромному количеству нефтяных остатков было найдено обширное поле
применения.
295

Изобретение электрической сварки металлов
Развитие электротехники вызвало к жизни новый способ обработки
металлов — электрическую сварку, впервые примененную в 1867 г.
американским электротехником Томсоном.
Томсон пропускал электрический ток большой силы, но
незначительного напряжения, через два куска металла, предназначенного для
Николай Николаевич Беяардос. Николай Гаврилович Славяяов.
сварки и расположенного так, чтобы они соприкасались в месте сварки.
Сопротивление прохождению тока в месте стыка кусков металла
вызывало выделение тепла, достаточного для сварки металлических частей.
Однако этот способ сварки металлов, названный позже контактным,
не получил в это время широкого распространения.
Русские изобретатели электрической сварки Н. Н. Бенардос (1842—
1905) и Н. Г. Славянов (1854—1897) пошли по другому пути.
Для электросварки они применили электрическую дугу, т. е.
использовали явление, при котором между сближенными угольным и
металлическим электродами возникает яркое пламя огромной температуры,
которое и расплавляет металл.
Самым замечательным изобретением Н. Н. Бенардоса был способ
электросварки, предложенный им в 1882 г. и названный «электрогефест».
Бенардос соединил один полюс сильной электрической батареи с
угольным электродом, а другой — со свариваемым металлом. Как только он
подносил электрод к металлу, вспыхивала яркая дуга, расплавлявшая
края свариваемых швов. В месте соединения образовывался шов,
представляющий собой полоску сплавленного металла.
Способ Бенардоса получил широкое применение на железных дорогах
при ремонте рельсов и подвижного состава. Совершенствуя его,
изобретатель в дальнейшем разработал не только сварку при помощи
угольного электрода, но и изобрел, по существу, основные способы дуговой
электрической сварки, применяемые и поныне.
296

Развивая и совершенствуя способ электросварки, созданный Н. Н. Бе-
нардосом, русский изобретатель Н. Г. Славянов в 1888 г. разработал
свой способ использования электрической дуги для сварки металлов.
В отличие от Бенардоса Славянов применил при сварке только
металлические электроды. Металлический электрод у него служил как для
поддержания электрической дуги, так и для получения из него
расплавленного металла, необходимого для создания шва или заливки. Для
поддержания достаточной электрической дуги Славянов разработал
и применил на практике электрифицированный сварочный полуавтомат,
или, как он его назвал, «плавильник». Будучи замечательным
технологом, Славянов добился исключительно высокого качества работ,
подвергая сварке не только железо и сталь, но и чугун, бронзу, латунь. Свое
изобретение Н. Г. Славянов назвал «электрической отливкой металлов».
Электрическая сварка к началу XX в. нашла значительное
распространение за границей. В России же она вначале была внедрена лишь на
десяти предприятиях, а после смерти ее изобретателей была почти забыта.
Итак, создание разнообразного парка металлорежущих станков,
применение специализированного инструмента для обработки деталей,
разработка новой технологии производства машин машинами привели
к широкому применению системы машин, основанной на использований-
электродвигателей. Стало технически возможно производство сложных
машин для электротехнической, горной, металлургической и других
отраслей промышленности, а также для железнодорожного и водного
транспорта.

ГЛАВА XXIV
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС В ЭНЕРГЕТИКЕ
И ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
Л Особенности развития энергетики
арактерной особенностью техники рассматриваемого периода
явилось повышение роли электричества. В энергетике
были сделаны крупнейшие изобретения, обеспечившие колоссальный
технический прогресс XX в. Новый вид энергии— электричество — и
новый тип универсального теплового двигателя — паровая турбина — вот
главнейшие достижения энергетики, оказавшие революционизирующее
влияние на всю технику этой эпохи.
В 70—80-е годы XIX в. были сделаны крупные научные обобщения
в области изучения электричества и магнетизма. Экспериментальные
данные, накопленные при исследовании электричества и магнетизма в
первой половине XIX в. (опыты Фарадея и др.), дали материал для
создания электромагнитной теории Максвелла, которая и стала основой
развития электротехники в конце XIX — начале XX в. В это время
начинается интенсивная разработка теоретических вопросов
электротехники, связанных с практическим применением электроэнергии в самых
различных областях капиталистического производства.
В первую очередь инженерная мысль обратилась к вопросу об
источниках электроэнергии — генераторах, так как без рационального
источника электрического тока, способного вырабатывать токи необходимой
мощности и частоты, было невозможно осуществить внедрение
электроэнергии в промышленное производство. Наиболее существенным
достижением являлось изобретение инженерами Граммом, Гефнер-Альтенеком
Фонтенем и др. электромагнитного генератора с самовозбуждением и
кольцевым якорем.
Изобретение рационального генератора помогло решить проблему
электрического освещения (лампы Лодыгина, Яблочкова, Эдисона,
Кржижика и др.).
В ходе работ над усовершенствованием электрического освещения
были сделаны многие важные открытия и изобретения. Была
разработана схема дробления «электрического света», изобретен трансформатор,
был впервые применен переменный ток и т. д. Эти новшества
способствовали практическому разрешению вопроса о централизованном
производстве электроэнергии и передаче ее к отдаленным местам потребления.
Проблема передачи электроэнергии на дальние расстояния
разрабатывалась в основном в 80-х годах XIX в. В ходе многочисленных
экспериментов русский ученый Лачинов и француз Депре, повысив напряжение
тока в линии передач, наметили правильный путь к разрешению этой
проблемы. К. Маркс и Ф. Энгельс приветствовали первые успехи в области
298

передачи энергии на расстояние. Они указывали, что это окажет
огромное революционизирующее влияние на весь ход технического
прогресса.
В конце XIX в. проблема передачи электроэнергии на большие
расстояния была в основном решена. Техническим средством, позволившим
решить ее, явилось применение переменного тока, сначала однофазного,
затем двухфазного и, наконец, трехфазного, передача которого
оказалась наиболее выгодной и удобной. Система трехфазного тока
была предложена русским инженером М. О. Доливо-Добровольским.
В 90-х годах XIX в. развернулось широкое строительство
электростанций и линий дальних электропередач. Развитие электростанций
потребовало создания более мощного и рационального теплового
двигателя, способного их обслуживать. Паровая машина была непригодна
для этих целей. И в результате исследований теплотехников в странах
Европы и США появился качественно новый тип теплового двигателя —
паровая турбина.
Решение проблемы передачи электроэнергии на большие расстояния
освободило промышленность от сковывавших ее местных энергетических
условий. Электрическая энергия с начала XX в. прочно вошла в
промышленное производство, сначала в виде группового, а затем
индивидуального электропривода, который и осуществил реконструкцию
всего силового хозяйства машинной индустрии начала XX в.
Создание электрического освещения
С 70-х годов XIX в. весьма быстро развивается техника
электрического освещения. После изобретения электромагнитного телеграфа
создание электрического освещения было вторым шагом по пути практического
применения электричества.
Первые попытки применения электроэнергии для освещения
относятся еще к началу XIX в. В. В. Петров, наблюдавший в 1802 г.
явление электрической дуги, впервые указал на возможность ее широкого
использования для освещения. Явление светящейся электрической дуги
исследовал в 1812 г. английский ученый Дэви, который также
высказал мысль о возможности электрического освещения.
Создание источника света, действующего по принципу накаливания
проводника током, т. е. лампы накаливания, явилось первым шагом
по пути практического применения электричества для нужд освещения.
Самая ранняя по времени лампа накаливания была создана французским
ученым Деларю в 1820 г. Она представляла собой цилиндрическую трубку
с двумя концевыми зажимами для подвода тока, в ней накаливалась
платиновая спираль. Однако лампа Деларю не получила практического
применения. Но попытки создания ламп накаливания не
прекращались. На протяжении более 50 лет после Деларю было сконструировано
большое количество электроламп, но все они были крайне несовершенны
и не могли конкурировать с широко применявшимся тогда газовым
освев];ением.
Особое место в области усовершенствования ламп накаливания
занимают работы русского изобретателя А. Н. Лодыгина (1847—1923).
В 1873 г. А. Н. Лодыгин впервые применил электричество для освещения
улицы в Петербурге (рис. 120). От всех предшествующих ламп
накаливания лампы Лодыгина отличались тем, что в них в качестве тела накала
применялись тонкие стерженьки из ретортного угля, помещенные в
стеклянный шар или в цилиндр. Вначале Лодыгин не удалял воздуха из
299

внутреннего пространства колбы, но затем, в процессе
совершенствования своих ламп, он стал выкачивать воздух из них. В течение
1873—1875 гг. Лодыгиным и его помощниками было создано не-
Алексаядр Николаевич Лодыгин. Томас Альва Эдисон.
сколько конструкций ламп накаливания. Лампы Лодыгина были самыми
ранними по времени осветительными установками, вполне пригодными для
освещения улиц, помещений общественного пользования, кораблей и т. п.
Выдающийся американский техник-изобретатель Т. Эдисон (1847—
1931), ознакомившись с устройством ламп Лодыгина, также занялся
их усовершенствованием. После нескольких лет напряженной работы
в 1879 г. Эдисону удалось получить достаточно хорошую конструкцию
лампы накаливания вакуумного типа с угольной нитью (рис. 121).
Хотя ничего принципиально нового лампа Эдисона по сравнению с
лампой Лодыгина не давала, но она оказалась более практичной. Для своего
времени лампа Эдисона была достаточно экономичным электрическим
источником света, действие которого могло продолжаться непрерывно
в течение нескольких сот часов.
Второе направление в создании электрического освещения было
связано с применением в качестве источника света электрической дуги. Первые
попытки применения электрической дуги для освещения относятся еще
к 40-м годам XIX в. Дуговая лампа с ручным регулированием была
создана в 1844 г. французским изобретателем Л. Фуко. В России первая
дуговая лампа оригинальной конструкции была создана в начале
50-х годов XIX в. инженером А. И. Шпаковским. В 1869 г. русский
ученый В. Н. Чиколев продемонстрировал в Москве значительно
усовершенствованную дуговую лампу с регулятором, однако эти лампы не
получили большого распространения, так как регулятор был весьма
сложным механизмом, требовавшим частой чистки и ремонта.
В 1876 г. русский изобретатель П. Н. Яблочков (1847—1896)
предложил так называемую «электрическую свечу» — дуговой источник света
без применявшегося ранее регулятора. Яблочков во время одного из опы-
300

тов установил, что дуговая лампа может действовать и без регулятора,
если угли поставить параллельно, а не на одной прямой линии, как это
ранее делалось. На этом принципе и была основана «свеча» Яблочкова,
представляющая собой два угольных
стержня, разделенных прослойкой
какого-нибудь огнеупорного
изолирующего материала, например каолина,
гипса и т. п., испаряющегося под
действием электрической дуги. Угли
в «свече» Яблочкова присоединялись
к зажимам источника тока, в
результате между ними образовывалась
дуга.
Сущность изобретения Яблочкова
была изложена в патенте на
изобретение «свечи» 3 марта 1876 г.: «Это
изобретение заключается в полном
устранении всякого механизма, обычно
применяемого в обыкновенных
электрических лампах. Вместо того чтобы
механически осуществлять
автоматическое сближение угольных электродов
по мере их сгорания, я просто
располагаю эти угли одни рядом с другими,
как показывает прилагаемый рисунок,
разделяя их изоляционным материалом,
способным расходоваться одновременно
с углями, например каолином.
Подготовленные таким образом угли могут вставляться в особый тип
специального подсвечника, и достаточно по ним пропустить ток от элемента или
любого другого источника, чтобы возникла
дуга между кончиками углей».
«Свеча» Яблочкова горела всего около двух
часов. Но для своего времени она была самым
удобным и доступным для широкого круга
потребителей источником света небольшой
Павел Николаевич Яблочков.
Рис. 120. Схема электрической
лампы накаливания
А. Н. Лодыгина (1872 г.).
Рис. 121.
Электрическая лампа
накаливания Т. А. Эдисона
(1879 г.).
мощности. Яблочков старался усовершенствовать созданный им источник
света.
Его исследования привели к чрезвычайно важным для
электротехники открытиям и изобретениям. Так, он первый для питания
301

осветительных установок вместо постоянного стал применять
переменный ток.
Вся предыдущая электротехническая практика —телеграфия, минное
дело, гальванопластика—основывалась на постоянном токе. Яблочков
первым выдвинул задачу внедрения переменного тока в промышленное
производство. Установки освещения по системе Яблочкова вскоре стали
Рис. 122. Схема «дробления электрического света»
системы П. Н. Яблочкова.
А — прерыватель, В — индукционные катушки, С — электрические свечи.
работать на переменном токе. Однако переменный ток в то время был
недостаточно изучен, и его освоение шло весьма медленно при сильной
оппозиции некоторых выдающихся техников-электриков (Эдисонт
Лачинов).
Весьма большое практическое значение имела разработка
Яблочковым способов «дробления электрического света» (рис. 122). Он впервые
на практике применил трансформатор переменного однофазного тока
в виде индукционных катушек со стержневым сердечником, что дало
возможность разрешить проблему «дробления» и «разделения»
электрического света. Этим Яблочков как бы разделил процесс применения
электрической энергии на три звена: производство (генерирование), передача
и потребление. Таким образом, начало развития элементов
электроэнергетической системы было положено трудами П. Н. Яблочкова.
Развитие генераторов и электродвигателей
Одновременно с электрическим освещением была решена проблема
применения электроэнергии в силовом аппарате промышленности.
В 1869 г. 3. Грамм (1826—1901), бельгиец по происхождению, работавший
во Франции, получил патент на генератор нового типа, в котором
изобретатель успешно применил принцип самовозбуждения вместе с весьма
удачным конструктивным решением кольцевого якоря.
Генератор Грамма в принципе представлял собой машину
постоянного тока современного типа (рис. 123). Однако изобретение Грамма
страдало большим недостатком — в его генераторе индукции подвергались
лишь витки проволоки, которые находились на наружной части кольца,
а витки, находившиеся внутри кольца и составлявшие значительную
часть обмотки, индукции не подвергались. Это резко понижало
эффективность машин Грамма.
Этот недостаток был устранен изобретением немецкого
электротехника Гефнер-Альтенека (1872 г.), который поместил обмотку
генератора на наружной поверхности железного цилиндра, в результате чего
302

было достигнуто максимальное использование движущихся в
магнитном поле проводников. Изобретение Гефнер-Альтенека представляет
собой один из важнейших этапов в истории генераторов. Затем
последовали дальнейшие конструктивные улучшения электромагнитного
генератора Эдисоном (1880 г.),
Максимом (1890 г.) и др. С созданием
электромагнитного генератора была
решена проблема генерирования, или
производства электрической энергии.
Это было величайшим достижением
электротехники.
С 70-х годов начинается новый
этап в развитии электродвигателей.
К этому времени было хорошо изучено
и стало практически использоваться
свойство обратимости электрических
машин. Было установлено, что всякая
динамомашина может работать в
качестве генератора и двигателя, может
превращать механическую энергию в
электрическую и наоборот —
преобразовывать электрическую энергию в
механическую. Обратимость
электрической машины первым доказал
французский электротехник Фонтень
в 1875 г.
В течение 70-80-х годов электри- PuCt 123, Машина-генератор
ческая машина постоянного тока при- 3. Т. Грамма,
обрела все основные черты
современной машины. Дальнейшие усовершенствования были направлены главным
образом на повышение качества и улучшение использования динамомашин.
Разрешение проблемы передачи электроэнергии
на расстояние
После появления мощных электромагнитных генераторов возникла
проблема централизованного производства электроэнергии, которое
позволило бы использовать ее для обслуживания мощных промышленных
предприятий. В конце XIX в. электродвигатели начинают играть ваяшую
роль в тяжелой промышленности. Электрические генераторы
вырабатывают электричество не только для превращения его в световую или
тепловую энергию, но главным образом для превращения его в энергию
механическую.
Применение электродвигателей позволяло концентрировать
производство электрической энергии на крупных электростанциях, что вело
к значительному удешевлению электроэнергии. В эпоху концентрации
промышленного производства эта возможность электрической энергии
была очень быстро использована. В. И. Ленин писал, что
«электрическая промышленность — самая типичная для новейших успехов
техники, для капитализма конца XIX и начала XX века»1.
G конца 80-х годов начинают создаваться первые электростанции,
т. е. технические сооружения, предназначенные для производства электри-
1 В. И. Ленин, Соч., т. 22, стр. 233.
303

ческой энергии. Электрические станции соединяются с обслуживаемыми
ями потребителями системой проводов, по которым происходит
распределение и передача электрической энергии. Первая электростанция была
создана в США Эдисоном. Чтобы обеспечить массовое использование
электрического освещения, Эдисон реализовал в 1882 г. мысль о создании
Рис. 124. Электрическая станция для питания электрических свечей
П. Н. Яблочкова, оборудованная генераторами Грамма.
централизованной электрической станции, высказанную еще в 1879 г.
Яблочковым.
В связи со строительством электрических станций проблема передачи
.электроэнергии на расстояние приобрела большое экономическое
значение. Передача электричества на расстояние открывала возможность
создания крупных электростанций в районах низкосортного топлива, резко
удешевляла стоимость электроэнергии, что способствовало более
глубокому проникновению электричества в промышленность.
Попытки осуществить передачу электрической энергии имели место
в Европе уже в начале 70-х годов XIX в. В 1873 г. французский
электротехник И. Фонтень на Международной выставке в Вене
демонстрировал передачу электроэнергии на расстояние 1 км. К концу
70-х годов опытные установки по передаче электроэнергии на
расстояние были созданы также в Англии и в Америке.
В России в 1875 г. военный инженер Ф. А. Пироцкий (1845—1893)
устроил на Волковом поле, вблизи Петербурга, передачу электроэнергии
на расстояние до 1 км.
Первая электропередача, рассчитанная на нормальную эксплуатацию,
была осуществлена для электрического освещения в 1876 г. П. Н.
Яблочковым. Однако дальнейшее развитие передачи электрической энергии на
большие расстояния задерживалось ввиду отсутствия теоретического
анализа происходящих при этом явлений. И вот русский электротехник
Лачинов (1842—1902) в 1880 г. опубликовал свой труд
«Электромеханическая работа», где исследовал работу электрических машин и
математически доказал возможность путем увеличения напряжения передачи
любых количеств электроэнергии на значительные расстояния без
больших потерь. Эти исследования имели огромное значение для разрешения
проблемы передачи электроэнергии и для всего последующего развития
электротехники.
304

Подобные же теоретические выводы были сформулированы
французским физиком М. Депре, который подтвердил их также и
опытным путем. В 1881 г. на Первом Международном конгрессе электриков
в Париже Депре сделал сообщение о передаче и распределении
электроэнергии. Первую опытную линию электропередачи длиной в 57 км
Депре построил на Мюнхенской выставке в 1882 г. На этой линии
передавался по телеграфной проволоке постоянный ток напряжением
1500—2000 вольт от генератора,
приводимого в движение паровой
машиной, к электродвигателю,
соединенному с насосом. Однако эта
электропередача работала с перебоями и
обладала еще очень низким
коэффициентом полезного действия (22%).
Затем Депре построил еще несколько
линий электропередач во Франции,
причем наибольшее значение имела линия
длиной в 56 км.
Опыты Депре, дававшие еще очень
незначительные результаты, весьма
заинтересовали К. Маркса и Ф. Энгельса,
которые придавали большое значение
работам Депре, усматривая в них
начало новой технической эры. Ф. Энгельс
писал, что передача электрической
энергии на большие расстояния
«окончательно освобождает промышленность
почти от всяких границ, полагаемых
местными условиями, делает
возможным использование также и самой от-
Марсель Депре.
даленнои водяной энергии, и если вна- F M F
чале оно будет полезно только для
городов, то в конце концов оно станет самым мощным рычагом для
устранения противоположности между городом и деревней»1.
Внедрение передачи электроэнергии на расстояние долгое время
тормозилось самой природой постоянного тока. Дело в том, что
постоянный ток вследствие низкого напряжения оказался мало пригодным
для передачи. Значительно большие возможности в этом смысле
представлял переменный ток. Важнейшим этапом развития техники
передачи электроэнергии был переход от постоянного тока к
переменному. Однако известные в то время электродвигатели
переменного тока отличались существенными недостатками, которые часто делали
их непригодными для эксплуатации. Перед изобретателями встала задача
найти возможность использовать переменный ток и трансформаторы
переменного тока для передачи электроэнергии на дальние расстояния и
питания электродвигателей.
Первый шаг в этом направлении был сделан итальянским физиком
и электротехником Г. Феррарисом (1847—1897) в 1885—1888 гг.,
предложившим применить систему двух переменных токов, разнящихся по фазе
на 90°, названную впоследствии «двухфазным» током. Феррарис показал,
что при помощи двухфазных токов можно получить внутри железного
кольца так называемое «вращающееся магнитное поле».
1 Л*. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. XXVII, стр. 289.
305

Рис. 125. Трехфазный
двигатель М. О. Доливо-Добро-
вольского (1891 г.).
В дальнейшем эту идею разработал и внедрил в практику известный
сербский ученый, электротехник Н. Тесла (1856—1943), который
создал различные конструкции многофазных, главным образом двухфазных,
электродвигателей. Наиболее целесообразной в практическом отношении
Тесла считал двухфазную систему. По этой
системе в 1896 г. была построена первая
крупная электрическая станция двухфазного
тока — Ниагарская гидроэлектростанция в
США, Однако и двухфазный ток не
получил широкого распространения.
Изобретение, которое позволило более
рационально решить проблему передачи
энергии на дальние расстояния, было
сделано русским инженером М. О. Доливо-
Добровольским (1862—1919), который
предложил принять для электрической передачи
энергии не двухфазный переменный ток,
а трехфазный1.
Как опытным путем, так и теоретически
Доливо-Добровольский доказал, что при
помощи трехфазного тока можно получить
такое же вращающееся магнитное поле, какое
получали Феррарис и Тесла при помощи
двухфазного. Основываясь на этом, Доливо-Добровольский и построил
свой двигатель трехфазного тока, получивший в дальнейшем в
электротехнике название «асинхронного» (рис. 125).
Асинхронные двигатели в отличие от синхронных приходят во
вращение самостоятельно при включении тока. Их скорость в определенных
пределах может быть регулируема. Для
питания асинхронные двигатели
требуют, как было уже сказано, всего
трех проводов, присоединенных к трем
концам трех обмоток статора, вторые
концы которых соединяются
определенным образом между собой. Генераторы
трехфазного тока по конструкции ничем
не отличаются от генераторов обычного
однофазного переменного тока, за
исключением того, что обмотка, в
которой индуктируется электродвижущаяся
сила, разбивается не на две, а на три
группы — фазы.
В 1891 г. на электрической выставке во Франкфурте-на-Майне
Доливо-Добровольский впервые в мире организовал передачу
электрической энергии на расстояние около 170 км при помощи трехфазного
тока. Здесь же впервые демонстрировался и его трехфазный двигатель,
принципиальная схема которого мало изменилась до настоящего
времени.
Доливо-Добровольский решил вопрос и о трансформаторах
трехфазного тока, весьма важных для передачи электроэнергии. В 1890 г.
Рис. 126. Схема трехфазного
трансформатора М. О. Доливо-Добро-
вольского.
1 Трехфазным током называется система из трех переменных токов, сдвинутых по
фазе на х/з периода, т. е. на 120°. Система трехфазного тока имеет ряд преимуществ,
в частности если для передачи двухфазного тока требуются четыре провода, то для
передачи трехфазного тока— только три.
306

он предложил для трехфазных токов вместо трех обычных однофаз-»
ных трансформаторов использовать один трансформатор, специально
приспособленный для трехфазных токов, который в отличие от
однофазного имеет не два магнитных сердечника, а три (рис. 126).
Таким образом, Доливо-Добро-
вольским было изобретено и
разработано все необходимое для
трехфазной передачи электроэнергии и для
ее распределения между
осветительными силовыми установками.
Изобретения Доливо-Доброволь-
ского знаменовали начало нового
периода в электротехнике. Только после
создания экономически выгодной и
технически неслояшой системы
трехфазного тока, решившей проблему
передачи электроэнергии на большие
расстояния, началось широкое
внедрение электричества в
промышленность.
Решение проблемы передачи
электроэнергии на расстояние, создание
работоспособных электрических
двигателей, успехи машиностроительной
промышленности позволили в конце
XIX в. приступить к переводу
городского транспорта на электротягу.
В 1879 г. фирма «Сименс и Гальске» ,, Михаил Осипович
^ г -г, Доливо-Добровольскии.
на промышленной выставке в Берлине ^ ^ г
(рис. 127) построила первую опытную
электрическую железную дорогу. Электроэнергия для двигателя
подавалась по третьему рельсу, а отводилась по ездовому рельсу. Однако
этот трамвай не был пригоден в городских условиях.
Интересные работы по использованию электрической энергии для
привода в движение обычного вагона городской конки были проведены
Ф. А. Пироцким в 1880 г. в Петербурге в Рождественском парке городской
конно-железной дороги. Опыты Пироцкого были удачными и показали
экономические и технические преимущества нового вида городского
транспорта. Однако владельцы акций Общества конно-железных дорог,
боясь конкуренции, воспрепятствовали проведению испытаний.
Дальнейшее развитие городского хозяйства все больше и больше
требовало коренных изменений в способах передвижения в крупных
городах. В результате стали постепенно строиться трамвайные линии.
В 1881 г. вблизи Берлина была пущена первая трамвайная линия
протяженностью около 2,5 км. Уже в 1895 г. в крупнейших городах
Европы и США конки заменяются трамваем. В России регулярная
эксплуатация трамвая была впервые организована в 1892 г. в Киеве.
В Москве первая трамвайная линия была построена в 1899 г. За 10 лет
протяженность железнодорожной электросети достигла 2260 км, из
которых 1138 км приходилось на Германию.
Одновременно велось изучение проблемы электрификации
железнодорожного транспорта. Начиная с 1901 г. электричество используется на
пригородных железнодорожных линиях Парижа. С конца XIX в.
проводятся опыты электрификации горных линий в США, в Италии и
в Швейцарии.
307

Успешное разрешение проблемы передачи электроэнергии
способствовало необычайно быстрому развитию электротехники.
Благодаря электрической энергии стало возможным более
рациональное использование природных источников энергии. Электрическая
передача дала возможность использовать дешевую гидравлическую энергию
рек, применять малоценное топливо — малокалорийные сорта каменного
Рис. 127. Электрическая железная дорога В. Сименса (1879 г,).
угля, угольную пыль, торф и т. д. Электрическая энергия в полном смысле
слова совершила революцию в энергетике и этим самым создала условия
для нового колоссального технического прогресса.
Технический прогресс в теплоэнергетике
Усовершенствование и развитие парового двигателя в конце XIX в.
происходило под непосредственным влиянием электротехники. 90-е годы
XIX в. характеризуются широким строительством электростанций.
Развитие электроэнергетики потребовало создания нового быстроходного
экономичного двигателя.
В этот период в разных странах появляется целый ряд конструкций
паровых машин с числом оборотов от 200 до 600 в минуту,
предназначенных специально для нужд электростанций. Но как бы ни
усовершенствовались паровые машины, они не могли вполне удовлетворить требованиям,
предъявляемым к ним энергетикой. Большинство паровых машин были
маломощными и могли применяться лишь на небольших
электростанциях. Крупные электростанции обслуживались в большинстве случаев
огромными паровыми машинами с небольшим числом оборотов,
потреблявшими колоссальное количество топлива, что весьма удорожало стоимость
308

электроэнергии. Таким образом, с первых же шагов развития
электротехники возникла острая потребность в специальном быстроходном
мощном и экономичном двигателе для электростанций. Технические
предпосылки для создания нового теплового двигателя в конце XIX в. были
налицо. Техника производства специальных сплавов и механическая
обработка металлов достигли высокого уровня. Были изучены свойства
водяного пара и законы его истечения. Успешно развивалось также
учение о сопротивлении материалов и теория упругости. Изобретение
нового теплового двигателя — паровой турбины1—явилось ответом на
запросы машинного производства.
С самого начала своего практического применения турбина обладала
рядом преимуществ по сравнению с паровой машиной. Она гораздо проще
и удобнее осуществляла принцип непрерывного вращательного
движения, чем поршневая паровая машина. Турбина могла развивать
скорость хода почти до неограниченных размеров, исчислявшихся
десятками тысяч оборотов в минуту. Наконец, мощность любой турбины
намного превосходила мощность даже самой большой паровой машины. Кроме
того, в эксплуатации турбины обходились ничуть не дороже паровых
машин. Все эти качества и сделали паровую турбину основным двигателем
крупной машинной индустрии конца XIX — начала XX в.
Идея использования кинетической энергии пара для получения
вращательного движения нашла впервые свое воплощение в крутящемся шаре
Герона. Этот прибор представлял собой прообраз реактивной паровой
турбины. Другой «машиной», использующей кинетическую энергию
пара для своего вращения, являлось известное «колесо» итальянского
ученого Бранка (XVII в.). Оно вращалось благодаря тому, что пар из
котла вытекал на лопасти горизонтального колеса с ячейками. Это
устройство было не чем иным, как примитивной активной паровой турбиной.
Однако для реализации технических принципов, положенных в
основу этих аппаратов, как в древности, так и в средние века отсутствовали
все необходимые предпосылки: экономические условия, знание свойств
пара, понимание процессов преобразования энергии и надлежащий
уровень развития техники.
В конце XVIII в. идея турбины снова как будто бы возродилась. Уатт,
работая над паровым двигателем, высказывал мысль, что паровая
турбина представляет наиболее выгодное решение в деле достижения
вращательного движения. Но Уатт с обычной своей проницательностью понимал
и невозможность технического осуществления паровой турбины в
конце XVIII в.
Над созданием паровой турбины изобретатели разных стран работали
длительное время. С 1880 по 1890 г. в Англии было выдано 52 патента
на паровые турбины, а с 1890 по 1900 г.— 186. Наиболее удачные
технические решения этой проблемы дали швед К. Лаваль и
англичанин Ч. Парсонс.
Шведский инженер Карл Густав де Лаваль (1845—1921) происходил
из старинной французской семьи, эмигрировавшей в Швецию в конце
XVI в. во время преследования гугенотов. Идея паровой турбины
возникла у Лаваля при работе над сепаратором для молока. Так как
паровая машина не могла обеспечить большую скорость вращения вала
1 Паровая турбина — тепловой двигатель, в котором используется работа
расширения водяного пара, непрерывно протекающего через криволинейные каналы
направляющих и рабочих лопаток. В турбине энергия пара сначала преобразуется в
промежуточную форму — кинетическую энергию истечения, а затем в рабочих лопатках
вращающегося ротора и в направляющих аппаратах статора обращается в механическую
работу вращения вала.
309

сепаратора (6 — 7 тыс. об/май), Л аваль, для того чтобы не применять
в сепараторе сложных передач, прямо на оси сепаратора поместил
реактивную турбину простейшего типа. Это изобретение было запатентовано
Лавалем в 1883 г. (рис. 128).
В 1889 г. Лаваль создает новую, более сложную одноступенчатую
реактивную турбину. Принцип действия турбины Лаваля заключался
в следующем: четыре трубы, так называемые паровые сопла (3—6),
подводили под острым углом пар к лопаткам колеса (2), укрепленного на валу (1).
Пар, поступающий в сопла под
высоким давлением с
незначительной скоростью и
покидающий их с большой скоростью
и при низком давлении, тек по
лопаткам и выходил с
противоположной стороны колеса. Его
давление на вогнутую сторону
лопаток вызывало вращение
колеса и производило
механическую работу. Турбина Лаваля
являлась простейшей активной
паровой турбиной, в которой
струя пара с большой скоростью
направлялась на лопатки
колеса.
В 1895 г. на выставке в
Чикаго были представлены
первые турбины Лаваля мощностью
Затем стали производиться
— до 300—350 л. с. В 1860 г.
Рис.
128. Схема работы активной
турбины Лаваля.
в 5 л. с, делавшие 30 тыс. об/мин.
турбины довольно больших мощностей
на выставке в Париже была представлена однодисковая турбина Лаваля
мощностью 350 л. с.
Турбины Лаваля сыграли большую роль в истории турбостроения.
При их конструировании были поставлены и разрешены многие основные
вопросы турбостроения. Однако, хотя турбина Лаваля и способствовала
дальнейшему развитию турбостроения, из-за несовершенства конструкции
она не получила большого распространения.
Решительный сдвиг в деле использования паровых турбин на
электрических станциях произвела турбина английского инженера Чарльза
Парсонса (1854—1931), создавшего первую турбину1 в 1884—1885 гг.
Паровая турбина Парсонса принципиально отличалась от турбины
Лаваля. В ней была применена многоступенчатая конструкция
реактивного типа. Турбина Парсонса состояла из ряда помещенных на одном
валу венцов лопаток особой конструкции: между вращающимися
венцами лопаток помещались неподвижные ряды таких же лопаток,
направленных в противоположную сторону. Эти так называемые реактивные лопатки
и составляют особенность изобретения Парсонса. Реактивные лопатки
Парсонса представляли собой аппарат, в котором происходило
превращение потенциальной энергии пара в кинетическую энергию и превращение
последней в механическую работу. Парсонс придал лопаткам форму,
при которой сечение междулопаточных каналов уменьшалось по направле-
1 Реактивная турбина — это турбина, ротор которой использует силу реакции
потока. В паровых реактивных турбинах окружное усилие на рабочем колесе создается
не только вследствие изменения направления газового потока (как в активной турбине),
но и благодаря силе реакции, возникающей при расширении газов в лопаточных каналах
рабочего колеса.
310

нию истечения пара. Таким образом, лопатки Парсонса образовывали
как бы насаженные на вал сопла, из которых, расширяясь, истекает пар.
Механическая работа при этом получалась как за счет активного, так и за
счет реактивного действия паровой струи. В противоположность
одноступенчатой турбине Лаваля, где энергия давления пара вся сразу в сопле
преобразовывалась в энергию движения, турбина Парсонса была
многоступенчатой. В этой турбине энергия давления, постепенно понижаясь
Рис. 129. Турбогенератор Парсонса (модель).
Справа — электрогенератор с высокими электромагнитами,
слева — паровая турбина со снятой крышкой.
со ступени на ступень, от одного венца лопаток к другому, превращалась
в энергию движения.
Турбину Парсонса, строго говоря, следует называть
активно-реактивной, но, так как в основу ее положен все же реактивный принцип работы
пара, за нею осталось название реактивной турбины.
В 1885—1888 гг. Парсонс продолжал работать над
усовершенствованием своей турбины. В 1888 г. он создал турбину с одним протоком пара,
а затем сконструировал ряд турбин мощностью 60—75 кет, делающих
5600—5800 об/мин. В 1893 г. Парсонс предложил своеобразную
конструкцию многоступенчатой турбины, представляющей соединение
нескольких простых реактивных колес (типа «Герои»). В 1894 г. он создал
новый образец реактивной турбины, которая явилась основным типом
паровых турбин того времени, предназначенных для электрических
станций. В 1913 г. мощность таких турбин достигла 2500 квтК
Турбцны Парсонса получили гораздо большее распространение,
чем турбины Лаваля. Они с самого своего возникновения были
рассчитаны для использования на электростанциях, остро нуждающихся в
подобного рода двигателях.
Но развитие паровых турбин не остановилось на турбине Парсонса.
В 1899 г. французский инженер Огюст Рато создал активную
многоступенчатую турбину, которая представляла собой по сравнению с
турбиной Парсонса новый шаг в турбостроении. В ней воплотились новые
технические принципы конструирования турбин. Турбина Рато
получила большое распространение в Европе, особенно в Швейцарии,
Германии и Франции. Она оказалась более экономичной, чем турбина
1 Характерно, что мощность своих турбин Парсонс измерял уже не лошадиными
•силами, а киловаттами. Этим подчеркивалось, что его турбина предназначалась
исключительно для выработки электроэнергии.
311

Парсонса. В Америке большое распространение получила турбина
Ч. Кертиса, которая также представляла собой активную
многоступенчатую турбину.
К концу рассматриваемого периода потребность в новом тепловом
двигателе была полностью удовлетворена. Была создана мощная паровая
турбина, вполне удовлетворявшая потребности быстро развивающейся
электроэнергетики. Промышленность развитых капиталистических стран
освоила производство паровых турбин большой мощности, обладающих
большой быстроходностью.
Производством турбин занимались крупнейшие предприятия: в
Германии — «Всеобщая компания электричества», в Англии — «Джон
Браун», в США — «Дженерал электрик» и фирма Вестингауз. В России
турбины небольшой мощности в крайне незначительном количестве
производились на Металлическом заводе в Петербурге.
В эту эпоху решены проблемы создания электрического освещения,
передачи электрической энергии на большие расстояния. В этот период
были изобретены и начали применяться новые двигатели — паровые
турбины, было положено начало строительству электрических станций,
которые позволили обеспечить промышленность новым видом энергии.
Таким образом, по выражению В. И. Ленина, электротехническая
промышленность превратилась в самую типичную для новейших успехов
техники, для капитализма конца XIX и начала XX в.

ГЛАВА XXV
ЗАРОЖДЕНИЕ НОВЫХ ОТРАСЛЕЙ ТЕХНИКИ
¦ # Изобретение двигателя внутреннего сгорания.
щЯ Создание самолета
¦V^ онец XIX — начало XX в. ознаменовались зарождением
¦ m совершенно новых отраслей техники, достигших своего
наибольшего развития уже в наше время.
В конце XIX и начале XX в. складываются новые отрасли
производства, которые в дальнейшем коренным образом преобразовали
материальные условия жизни общества. Это стало возможным благодаря
изобретению нового двигателя — двигателя внутреннего сгорания.
Принцип четырехтактного двигателя, в котором горючая смесь перед
воспламенением подвергалась предварительному сжатию, что значительно
увеличивало его экономичность, был высказан еще в 1862 г. французским
инженером А. Боде Рошем, но практически использован немецким
конструктором Н. Отто (1832—1891) в 1876 г. Его четырехтактный газовый
двигатель получил высокую оценку на Парижской всемирной
выставке 1878 г.
После того как в качестве топлива стал использоваться бензин,
двигатель внутреннего сгорания занял ведущее место на транспорте. В 80-х
годах прошлого столетия моряк русского флота О. С. Костевич (1851—
1916) предложил проект легкого бензинового двигателя внутреннего
сгорания с карбюратором. По этому проекту был построен 8-цилиндровый
двигатель, предназначавшийся для установки на дирижабле. Больших
успехов в создании легких бензиновых двигателей добился немецкий
изобретатель Г. Даймлер (1834—1900). В 1885 г. он получил патентна свой
двигатель, установленный на автомобиле, моторной лодке и мотоцикле.
Первый двухцилиндровый двигатель Даймлера имел мощность 3/4 л. с.
при 800 оборотах в минуту.
В 1906 г. гонки на Большой приз Французского автомобильного
клуба уже показали мощность двигателей в 100—130 л, с.
Второе направление в развитии двигателя внутреннего сгорания
связано с изобретением двигателя, работавшего на тяжелом топливе.
Немецкий инженер Р. Дизель (1858—1913) выдвинул идею создания
«рационального теплового двигателя». При своих первоначальных опытах Дизель
пытался распылить жидкое топливо при помощи сжатого воздуха, но
успеха в этом не добился. В 1897 г. Дизель построил новый двигатель с
самовоспламенением от сжатия. Дальнейшее развитие двигателей внутреннего
сгорания принадлежит русскому инженеру Г. В. Триклеру, который
в 1899 г. разработал бескомпрессорный двигатель высокого сжатия с
самовоспламенением. Двигатель был построен и испытан на Путиловском
заводе.
313

Трудности создания подвижных сельскохозяйственных машин в
конце XIX и начале XX в. тормозили развитие механизации в сельском
хозяйстве капиталистических стран.
Самодвия^ущаяся колесная повозка с тяжелым паровым двигателем
не могла работать на рыхлой почве вспаханного поля. Разрешение этой
задачи пришло с применением гусениц. Первый гусеничный трактор с
паровыми двигателями был построен в
России Ф. А. Блиновым в 1888 г. (патент
1879 г.).
С распространением двигателей
внутреннего сгорания в 1901 г.
американской фирмой «Харт Парр» были
выпущены первые тракторы с двигателем,
работавшим на нефти. Однако
практическое применение тракторов в сельском
хозяйстве началось только в 1907 г.
Таким образом, в конце XIX в.
были созданы предпосылки для
развития такого двигателя, который можно
было бы использовать на транспорте
(автомобиле, самолете), в
промышленности и сельском хозяйстве.
История сохранила много
свидетельств о попытках человека решить
проблему полета. По преданию, еще в
XI в. английский монах Оливье будто
бы пытался совершить полет с башни
монастыря на двух крыльях. Однако
Рудольф Дизель. полет Оливье окончился неудачей:
монах сломал себе ноги.
Итальянский худояшик, механик и инженер Леонардо да Винчи,
наблюдая полет птиц, высказал первые научные соображения «о
подъемной силе крыла птицы». В примитивном виде у Леонардо да Винчи уже
формулируются идеи вертолета и парашюта.
В XVII в. полет на крыльях пытался осуществить французский
механик Венье. В записях русского боярина Желябовского рассказывается
о мужике, бившем челом государю Алексею Михайловичу и просившем
18 рублей из государевой казны на постройку слюдяных крыльев, на
которых он обещал полететь, «аки журавль». После неудачи им было
испрошено еще 5 рублей на изготовление «игшенных» (замшевых) крыльев.
Но полет опять был неудачным, за что изобретателя били батогами, а
деньги вернули в казну, продав его имущество.
Попытки осуществить полет при помощи крыльев, приводимых в
движение мускульной силой, были обречены на неудачу. Более
плодотворными явились попытки осуществить полет на аппарате легче воздуха.
Идея таких полетов развивалась параллельно с идеей полетов с
помощью крыльев. В Китае с давних пор были известны так называемые
«летающие драконы», которые наполнялись горячим воздухом или дымом,
сообщавшим им способность подниматься. От китайцев «драконы» были
заимствованы парфянами и индусами, а в средние века — европейцами.
В 1731 г. неизвестный изобретатель-самоучка в Рязани наполнил
горячим дымом матерчатый шар и пытался подняться на нем в воздух.
Вполне достоверные исторические сведения имеются о демонстрации
в Париже в июне 1783 г. полета воздушного шара-аэростата,
наполненного нагретым воздухом, изобретенного братьями Жозефом и Этьеном
314

Монгольфье. В ноябре этого же года на шаре Монгольфье впервые
поднялись люди. В декабре 1793 г. по предложению французского ученого
Шарля был совершен полет на шаре, наполненном водородом. Полет
длился 2,5 часа.
В 1805 г. русский академик Я. Ф. Захаров совершил полет для
исследования атмосферы, продолжавшийся 3 часа 45 минут. В
дальнейшем аналогичные полеты совершались
и в других странах.
С начала XIX в. начинает
развиваться военное применение аэростатов.
Б 80-х годах выдвигаются проекты
управляемых аэростатов. Во второй
половине XIX в. разрабатываются также
вопросы применения аэростатов с
двигателями. В 1852 г. француз Жиффар
первый осуществил полет на
дирижабле с паровым двигателем.
В развитии дирижаблестроения
большое значение имели работы
К. Э. Циолковского (1857—1935),
усовершенствовавшие дирижабль. В1893—
1894 гг. в Петербурге был построен и
наполнен газом опытный
цельнометаллический дирижабль по проекту
инженера Д. Шварца. Практическая
реализация этих идей связана с
работами немецкого ученого Цеппелина.
В 1900 г. в Германии был осуществлен
первый полет на дирижабле подобной Александр Федорович Можайский.
конструкции.
Однако дирижабли, как ранее и воздушные шары, не решали
проблему завоевания воздушного океана. В XIX в. было построено много
различных летающих аппаратов тяжелого воздуха — «механических птиц»,
снабженных крыльями и воздушными винтами. Медленно, но верно
изобретатели шли от модели к созданию настоящих аэропланов.
Первый аэроплан был создан замечательным русским
изобретателем А. Ф. Можайским (1825—1890). В 1860 г. Можайский приступил
к исследованию возможности создания летательной машины тяжелее
воздуха. Он изучал строение крыльев птиц, определял соотношения между
площадью крыльев и весом у птиц, устанавливал скорости парящего
полета. Затем он стал исследовать полеты воздушных змеев. Одновременно
Можайский изучал работу воздушных винтов. В отличие от многих
изобретателей того времени, строивших летательные машины с машущими
крыльями, Можайский с самого начала своей работы твердо стал на путь
создания летательной машины с неподвижным относительно корпуса
крылом.
В 1876 г. в Петербурге проводилась публичная демонстрация полета
моделей А. Ф. Можайского, которые вызвали сочувственные отклики
в печати. В 1880 г. он подал заявку на изобретенный им самолет с
паровым двигателем (рис. 130).
По приложенному чертежу видно, что самолет Можайского имел все
пять основных частей, которые имеются и в современных самолетах,—
крылья, корпус, силовая (винтомоторная) установка, хвостовое оперение
и шасси. Назначение и взаимное расположение этих основных частей
в самолете Можайского были те же, что и в современных самолетах-
315

монопланах. На своем самолете Можайский предлагал поставить
двигатель внутреннего сгорания. Однако вследствие его несовершенства был
вынужден применить в качестве двигателя паровую машину. С 1882
по 1885 г. Можайский ежегодно проводил опыты со своим «воздухолета-
тельным снарядом». В одном из таких испытаний осенью 1884 г. на военном
поле в Красном Селе под Петербур ом самолет Можайского оторвался
от земли и пролетел небольшое
пространство.
Работы в области авиации
продолжались и в других странах.
В 1892 г. английский конструктор
Г. Филиппе создал первый большой
аэроплан, поднявшийся в воздух,
хотя и без человека.
Затем большой аэроплан построил
американец Хирам Максим. В 1898 г.
был осуществлен полет на этой
машине. После разбега самолет
поднялся, но тут же накренился на
бок и упал, так как не обладал
устойчивостью в воздухе. Несколько-
аэропланов было построено во
Франции Клеманом Адером. На
самолете Адера, на котором находился
человек, в 1897 г. был осуществлен
полет на расстоянии 300 м. Однако
при спуске самолет разбился.
В области освоения техники
полетов значительны работы немецкого
инженера Отто Лилиенталя (1848—
1896), сосредоточившего свои усилия
на изучении способов скользящих
планирующих полетов, аналогичных
парящему полету птиц. В 1889 г. Ли-
лиенталь опубликовал работу «Полег
птиц, как основа авиации». В 1891 г.
им были проведены первые опыты
скользящего полета против ветра на
крыльях, причем Лилиенталю
удалось пролететь расстояние в 35 м-
В течение 5 лет он совершил на своих планерах около 2 тыс. опытных
полетов, добиваясь устойчивости аппарата в планирующем полете.
В 1896 г. при полете в сильный ветер планер Лилиенталя потерял
устойчивость в воздухе и разбился. Изобретатель погиб.
Трагическая гибель Лилиенталя не остановила работы энтузиастов
воздушных полетов. Во многих странах появились последователи
Лилиенталя. Англичанин Пильчер построил планер типа конструкции
Лилиенталя, немного изменив лишь форму крыльев. Совершив ряд успешных
полетов, в 1889 г. Пильчер разбился вместе со своим аппаратом,
попытавшись произвести полет при сильном ветре.
Работы пионеров воздухоплавания имели громадное значение для
накопления опыта развития идеи полета в воздухе. С начала 90-х
годов начинают свои работы в Америке братья Уилбур и Орвилл Райт —
фабриканты велосипедов в Южной Каролине. В 1903 г. они на своем
опытном планере поставили двигатель внутреннего сгорания. Братья
Фиг. 2
? L"f?
Рис. ISO. Схема самолета
А. Ф. Можайского.
(Чертеж из привилегии 1881 г.)
316

Райт произвели на своем примитивном аэроплане несколько полетов.
При довольно сильном ветре аэроплан все же имел самостоятельную
.скорость в 4—5 м в секунду (рис. 131). В 1907—1908 гг. братья Райт
построили ряд более совершенных аэропланов.
В то же время со своими летательными аппаратами выступили
англичанин Арчдикон, французы Делягранж, Влерио и многие другие изо-
Рис. 131. Самолет братьев У. и О. Райт в полете.
«бретатели. Однако существенных успехов пионеры воздухоплавания
в это время не добились. Качественный сдвиг в самолетостроении
произошел лишь к 20-м годам нашего столетия. Однако работы
первых исследователей имели огромное значение. В их процессе был
накоплен большой опыт, послуживший основой бурного развития авиации в
наше время.
Изобретение телефона, фонографа, кинематографа
Ко второй половине прошлого столетия относятся попытки создания
телефона. С развитием теории электричества, в частности теории
электромагнетизма, была создана научная база для его изобретения. Еще в 1837 г.
американец Ч. Пейдус установил, что магнитная полоса может издавать
звук, если ее подвергнуть быстрому перемагничиванию. В 1849—1854 гг.
вице-инспектор Парижского телеграфа Шарль Бурсёль теоретически
сформулировал принцип устройства телефонного аппарата.
Первым образцом телефонного аппарата был прибор,
сконструированный немецким физиком Филиппом Рейсом в 1861 г. (рис. 132). Телефон
Рейса состоял из двух частей: передающего и приемного аппарата,
действие которых было взаимосвязано. В передающем аппарате при передаче
317

Рис. 132. Телефон Рейса (1861 г.).
происходило периодическое размыкание и замыкание цепи тока, чему
в приемном аппарате соответствовало дрожание металлического стержня,
воспроизводившего звук. С помощью аппарата Рейса можно было хорошо»
передавать музыку, но передача речи
была затруднена.
В 1876 г. американский техник
А. Белл (1847—1922) родом из
Шотландии создал первую
удовлетворительную конструкцию телефона. В этом же-
году он получил патент на его
изобретение (рис. 133).
Однако телефонные трубки Белла
могли хорошо передавать речь лишь
на сравнительно небольшом расстоянии
и, кроме того, обладали целым рядом
других недостатков, делавших
невозможным их практическое применение.
К этому времени идея создания
телефона распространилась очень
широко. В США, например, было в 70-х
годах взято свыше 30 патентов на телефонные аппараты. Так же обстояло-
дело и в Европе.
Над усовершенствованием телефона работали многие изобретатели.
Наиболее существенные усовершенствования в телефон в 1878 г.
независимо друг от друга внесли англичанин
Д. Юз (1831—1900) и американец Т. Эдисон.
Они изобрели важнейшую часть
телефонного аппарата — микрофон. Микрофон Юза —
Эдисона являлся только передатчиком,
который воспринимал звуковые колебания и
усиливал индуктивный ток в катушке
телефона Белла. С изобретением микрофона
стало возможно разговаривать на больших
расстояниях, а звук в телефоне получался
чище. Затем Эдисон предложил
использовать в телефоне индукционную катушку.
С введением ее в телефонный аппарат в
основном закончилось его конструирование.
Дальнейшая работа целого ряда
изобретателей в различных странах сводилась
к улучшению существующих конструкций.
Телефон в отличие от других новейших
технических изобретений весьма быстро
вошел в обиход почти во всех странах.
Первая городская телефонная станция
была введена в эксплуатацию в США в
1878 г. в Ныо-Гаване. В 1879 г.
телефонные сети имелись уже в 20 городах в США.
Первая телефонная станция в Париже была открыта в 1879 г., в
Берлине—в 1881 г.
Пионером телефонии в России был инженер П. М. Голубицкий
(1845—1911), внесший много существенных усовершенствований в
конструкцию телефона. В 1878 г. Голубицкий построил первую серию
многополюсных телефонов. Он доказал также возможность действия телефонов
на расстоянии до 350 км.
Рис. 133. Телефон
А. Г. Белла (1876 г.).
318

В 1881 г. в России было учреждено Русское акционерное общество
«для устройства и эксплуатации телефонных сообщений в различных
городах Российской империи». Первые телефонные линии в России были
построены в 1881 г. одновременно в пяти городах — Петербурге, Москве,
Варшаве, Риге и Одессе.
Интереснейшим изобретением этого периода явился фонограф—
аппарат для записи и воспроизведения звука. Этот прибор, изобретенный
в 1877 г. Эдисоном, обладал способностью сохранять, а затем в любое
время воспроизводить и повторять записанные на нем звуковые
колебания, вызванные ранее голосом
человека, музыкальными инструментами и т. п.
(рис. 134).
Устройство и принцип действия
фонографа сводятся к следующему.
Звуковые колебания в фонографе
передавались очень тонкой стеклянной или
слюдяной пластинке, а при помощи
прикрепленной к ней пишущей иглы
(резца с сапфировым наконечником)
переносились на поверхность
вращающегося валика, обернутого оловянной
фольгою или покрытого особым
восковым слоем. Пишущая игла была
связана с мембраной, воспринимающей рис. 134. Фонограф Т. А. Эдисона,
или излучающей звуковые колебания. (1877 г.)
Ось валика фонографа имела резьбу,
и поэтому при каждом обороте валик смещался вдоль оси вращения на
одну и ту же величину. В результате этого пишущая игла на восковом
слое выдавливала винтовую канавку. При движении по этой канавке игла
и связанная с ней мембрана совершали механические колебания,
воспроизводя записанные звуки.
На основе фонографа затем возникли граммофон и другие приборы,
применяемые при механической звукозаписи.
В 90-х годах XIX в. появляется кинематограф, совместивший в себе
ряд изобретений и открытий, которые позволили осуществить основные
процессы, необходимые для воспроизводства сфотографированного
движения.
Ближайшими предшественниками кинематографа, позволившими
осуществить процесс кинематографирования, явились «аппарат для
анализа стробоскопических явлений» русского изобретателя Тимченко
(1893 г.), совмещавший проекцию на экран с прерывистой сменой
изображений, хронофотограф французского физиолога Ж. Демени,
сочетавший хронофотографию на пленке и проекцию на экран (1894 г.),
а также созданный американским изобретателем У. Латамом в 1895 г.
«паноптикум», соединивший хронофотографию с проекцией на экран, и
другие изобретения.
Аппарат, в котором сочетались все основные элементы
кинематографа, был впервые изобретен во Франции Луи Ж. Люмьером (1864—
1948). В 1895 г. он совместно со своим братом Огюстом разработал
конструкцию киноаппарата для съемки. Люмьер назвал свое изобретение
кинематографом. Опытная демонстрация фильма, заснятого на
кинопленке с помощью этого аппарата, состоялась в марте 1895 г., а в декабре
этого же года в Париже начал функционировать первый кинотеатр.
В 90-е годы кинематограф появляется и в других странах, причем
почти в каждой европейской стране был свой изобретатель этого
319

аппарата. В Германии пионерами кинематографии были М. Складанов-
<жий (1895 г.) и О. Местер (1896 г.); в Англии — Р. Поул (1896 г.); в
России — А. Самарский (1896 г.) и И. Акимов (1896 г.); в США — Ф. Джен-
кинсон (1897 г.) и Т. Армат (1897 г.).
Изобретение радио
Одним из величайших открытий в области техники явилось
изобретение радио. Честь его изобретения принадлежит великому русскому
ученому А. С. Попову (1859—1906). Еще в 1886 г. немецкий ученый
Г. Герц (1857—1894) впервые
экспериментально доказал факт излучения
электромагнитных волн. Он установил,
что электромагнитные волны
подчиняются тем же основным законам, что
и световые волны.
В конце 90-х годов Н. Тесла в
Европе и Америке прочел ряд докладов,
сопровождавшихся демонстрированием
экспериментов. Он возбуждал длинные
волны с помощью генераторов высокой
частоты, зажигал лампы и посылал
сигналы на расстояние. Тесла уверенно
предсказывал возможность применения
этих волн для телефонии и даже для
передачи электрической энергии.
Попов еще в 1889 г., работая в
области исследования электромагнитных
колебаний, впервые высказал мысль
о возможности использования
электромагнитных волн для передачи
сигналов на расстояние.
Александр Степанович Попов. 7 мая 1895 г. А С. Попов на
заседании Русского
физико-математического общества в Петербурге впервые
продемонстрировал радиоприемник. В работе над повышением
чувствительности приборов для обнаруживания электромагнитных колебаний
Попов шел своим оригинальным путем. Он впервые применил антенну
и, видя несовершенство вибраторов как источников электромагнитных
волн, приспособил приемник для регистрации грозовых разрядов
атмосферного электричества. Радиоприемник, изобретенный Поповым, был
назван им грозоотметчиком (рис. 135).
Устройство грозоотметчика сводилось к следующему: в цепь батареи
включалась трубка с металлическими опилками и реле. В обычных
условиях сила тока в обмотке реле была слабой, и якорь реле не притягивался.
Но во время грозы грозовые разряды вызывали появление
электромагнитных волн. Это приводило к тому, что сопротивление опилок в трубке падало
и реле срабатывало, подключая электрический звонок, который и подавал
сигнал о поступлении электромагнитных волн. Грозоотметчик Попова
позволял принимать радиоволны на расстоянии нескольких километров.
Доклад А. С. Попова в мае 1895 г. был через несколько месяцев
полностью опубликован в январском выпуске «Журнала Русского физико-
химического общества» под названием «Прибор для обнаружения и
регистрирования электрических колебаний». Затем этот доклад был напечатан
320

в 1896 г. в журнале «Электричество» и в журнале «Метеорологический
вестник».
В результате многочисленных экспериментов 24 марта 1896 г. Попов
осуществил первую в мире радиотелеграфную передачу. Его доклад
в Физико-химическом обществе сопровождался работой
грозоотметчика, который принимал телеграфные сигналы на расстоянии 250 м. В
передаче были применены передающая и приемная антенны.
В 1897 г. Попов устанавливает связь между кораблями «Африка»
и «Европа» на расстоянии 5 км. А осенью 1899 г. при спасении
наскочившего на камни броненосца «Генерал-адмирал Апраксин» А. С. Попов
установил постоянную
радиотелеграфную связь на расстоянии
более 46 км.
А. С. Попов не опубликовал
подробного отчета о своих опытах.
Русское военное ведомство
предложило засекретить эти работы.
Через год после первого
доклада Попова и через два месяца после
его второго доклада, в 1897 г.,
итальянец Г. Маркони взял патент в Англии
йа прибор для телеграфирования
без проводов. Из описания видно, Рис т Радиоприемник А. С. Попова
что радиоприемник Маркони весьма (1895 г.).
близко воспроизводил
грозоотметчик А. С. Попова. В 1897 г. в Англии было образовано специальное
акционерное общество по эксплуатации изобретения Маркони.
Судьба Попова и Маркони сложилась по-разному. В то время как
Маркони, получив финансовую поддержку, смог развернуть в большом
масштабе работы по усовершенствованию радиоаппаратуры, А. С. Попову
пришлось работать в очень тяжелых условиях.
Средств на усовершенствование его гениального изобретения
отпускалось мало, а результаты работ в печати почти не освещались.
Радиотехника, основы которой были заложены работами А. С. Попова,
стала особенно быстро развиваться после первой мировой войны, во время
которой радиосвязь становится важнейшей формой связи в армии и флоте.
Радио получило широкое применение затем и для гражданских целей.
Эти отрасли техники в рассматриваемый период не имели
большого значения, но, несмотря на свою незначительную роль, они явились
вершиной технического прогресса конца XIX — начала XX в. и стали
отправными точками технического прогресса в современную эпоху.

ГЛАВА XXVI
РАЗВИТИЕ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
началу первой мировой войны мировая капиталистическая
промышленность снабжала как армию, так и военно-морской
флот самым разнообразным вооружением. Турбинные дредноуты, крейсера
и миноносцы, подводные лодки, дальнобойная артиллерия огромных ка
либров, скорострельное пехотное вооружение и т.д.— вот чем
характеризуется военная техника того времени. Первая мировая война привела к
дальнейшему росту производства вооружений. Были разработаны
принципиально новые взрывчатые вещества, новые виды вооружений. Выросла
военная авиация, появились танки, были применены боевые отравляющие
вещества и т. д.
Артиллерийское и пехотное вооружение
Артиллерия уже в конце XIX в. составляла один из самых могучих
родов войск. Она воплощала огневую мощь армий. Ее огонь со второй
половины XIX в. стал основным средством в бою. Начиная с 70-х годов
XIX в. от битвы при Седане растет скорострельность орудий, повышается
их дальнобойность, улучшается меткость стрельбы из всех родов орудий,
увеличивается многообразие артиллерийских систем, растет подвижность
артиллерии в целом.
Уже к 70-м годам XIX в. с введением нарезной артиллерии дальность
стрельбы орудий увеличилась до 3—3,5 км, а меткость ее превосходила
меткость гладкоствольной артиллерии примерно в 5 раз. Однако с каждым
годом армия предъявляла к артиллерии все новые и новые требования.
Поэтому на всем протяжении рассматриваемого периода идет дальнейшее
улучшение баллистических качеств орудий.
Особенно интенсивно количественное и качественное
совершенствование артиллерии шло во время первой мировой войны 1914—1918 гг.
Во время войны началось массовое производство орудий самых
разнообразных систем, боеприпасов, приборов управления огнем. Появилось
множество образцов легких полевых пушек и гаубиц, тяжелых полевых
орудий. В начале войны начали широко применяться совершенно
новые типы оружия: появились станковые, а затем и ручные пулеметы,
минометы, траншейные орудия. К концу войны армии имели
специализированные артиллерийские части, противотанковую зенитную
артиллерию, артиллерию сопровождения пехоты и т. д. Военная история еще
не знала такого разнообразия артиллерийских орудий, которые были
использованы в годы первой мировой войны.
к
322

В военное время увеличилась и дальнобойность артиллерии.
Дальнобойность гаубиц возросла на 25%, пушек на 30%. Если в начале войны
максимальная дальность полета артиллерийских снарядов не превышала
16—18 км, то в 1917 г. знаменитая немецкая пушка «Колоссаль»
обстреливала Париж с расстояния в 120 км.
Чрезвычайно увеличилась и подвижность артиллерийского парка.
В начале войны основной силой передвижения орудий была конная тяга.
Рис. 136. Производство артиллерийских орудий на заводе А. Крупиа.
В процессе войны железные дороги стали одним из главнейших средств
сообщения армий. Только они могли производить перевозки необычайно
большого количества боевых припасов, орудий и живой силы.
Часть батарей тяжелой артиллерии, а также зенитные батареи были
снабжены тракторами. Паровые тракторы использовались для
буксировки тяжелых осадных орудий. Гусеничный трактор был применен в
войну 1914—1918 гг. впервые и именно для нужд артиллерии. Тракторы
обеспечили перевозку тяжелого орудийного парка независимо от
состояния дорог. Перевод артиллерии, особенно тяжелых систем, на
механическую тягу повысил ее тактическую подвижность и позволил быстро
организовать переброски артиллерийских частей на значительные
расстояния.
Пехотное вооружение в начале войны состояло из нарезной винтовки
и штыка. В ходе войны вооружение пехоты совершенно изменилось. По
мнению военных авторитетов, батальон пехоты 1918 г. больше отличался
по всем военным качествам от батальона 1914 г., чем этот последний от
батальона времен франко-прусской войны (1870—1871 гг.).
Значение винтовки как оружия одиночного бойца, несмотря на то
что сама винтовка за время войны претерпела большие изменения,
323

к концу войны явно уменьшилось, в то же время чрезвычайно повысилась
роль нового пехотного оружия — пулеметов.
Если сравнить огневую мощь пехотных частей в различные
военные периоды XIX и в начале XX в., то получим следующую картину:
пехотный батальон в начале XIX в. делал всего 2 тыс. выстрелов в
минуту, батальон во времена франко-прусской войны (1870—1871 гг.)
производил уже 7 тыс. выстрелов, а батальон накануне первой мировой
войны — 15 тыс. выстрелов. Во время войны боевая мощь пехотного
оружия продолжала расти. И к концу войны пехотный батальон делал
до 22 тыс. выстрелов в минуту.
Взрывчатые вещества
В тесной связи с развитием артиллерии находится изобретение новых
взрывчатых веществ. Стремление к дальнейшему повышению
баллистических качеств артиллерии и ручного огнестрельного оружия поставило
перед военной наукой и техникой задачу изобретения более мощных
взрывчатых веществ, чем дымный порох.
В 70-х годах XIX в. была изобретена скорострельная магазинная
винтовка. Но ее выгодные боевые качества терялись из-за применения
дымного пороха: при частой стрельбе из магазинной винтовки дым не
успевал рассеиваться, поэтому стрелкам были плохо видны цели. Таким
образом, практика военного дела поставила задачу открытия малодымного
или бездымного пороха. Независимо от французов Д. И. Менделеев
в России открыл секрет бездымного пороха. В 1891 г. было начато
заводское изготовление бездымного пороха по методу Менделеева. В других
странах — в Англии, США, Германии — к началу XX в. также сумели
наладить производство бездымного пороха. С его изобретением была
разрешена проблема скорострельности из магазинных винтовок.
Усовершенствование винтовки и улучшение пороха сочеталось с
усовершенствованием скорострельной артиллерии, способной противопоставить
натиску огромных масс хорошо вооруженных людей силу и массирован-
ность огня.
Со второй половины XIX в. появляются бризантные (дробящие)
взрывчатые вещества. В 1854 г. русский химик Н. Н. Зинин впервые
предложил применить нитроглицерин в качестве взрывчатого вещества.
В 1863 г. артиллерийский офицер В. Ф. Петрушевский разработал способ
приготовления значительных количеств нитроглицерина и способ его
взрывания. Однако русское военное ведомство отказалось ассигновать
средства для дальнейших опытов.
Работа над изобретением нового взрывчатого вещества перешла
в Швецию, где этим делом занялся инженер А. Нобель (1833—1896),
который был хорошо знаком с открытиями Зинина и Петрушевского.
Продолжая работы русских ученых, Нобель в 1865 г. изобрел капсюль-
детонатор, при применении которого получался наиболее мощный взрыв
нитроглицерина. В 1888 г. он предложил нитроглицериновый порох —
баллиат. Его фабрики в Швеции, Франции, Германии и в других странах
цо производству нового взрывчатого вещества принесли Нобелю огромное
состояние. Применение нитроглицерина в качестве взрывчатого вещества
и открытие явления детонации положило начало бурному развитию
бризантных (дробящих) взрывчатых веществ.
С 70-х годов XIX в. началось применение бризантных
взрывчатых веществ в артиллерии. В конце 80-х годов в ряде европейских стран
для снаряжения боеприпасов стали применять пикриновую кислоту.
324

Незадолго перед этим было открыто ее свойство детонировать от
промежуточного детонатора. В России к изучению свойств пикриновой кислоты
и к разработке методов снаряжения ею снарядов приступили в начале
90-х годов. Большой вклад в разработку этой проблемы внес инженер
С. В. Панпушко. Во время первой мировой войны пикриновая кислота
и ее смеси были самым распространенным бризантным взрывчатым
веществом.
В войне 1914—1918 гг. было испытано еще одно химическое
нововведение — боевые отравляющие вещества. Газовая борьба — один
из новых видов войны, порожденных XX веком. Первыми применили
газы немцы в 1915 г. К концу войны в Германии около х/4 всех боевых
припасов для артиллерии составляли химические снаряды. Первыми
отравляющими веществами были хлор, хлорпикрин, фосген, иприт и
некоторые другие. Вред, причиненный газами, был огромен. По всеобщему
признанию газовая война была одной из самых варварских форм войны.
Она была категорически запрещена международным правом.
Новые типы боевых машин
Накануне войны 1914 г., а также во время военных действий
появились принципиально новые боевые машины, обязанные своим
происхождением двигателю внутреннего сгорания.
К началу войны 1914 г. авиация играла роль вспомогательного
разведывательного средства, главным образом средства глубокой разведки.
Все воевавшие страны, вместе взятые, имели накануне войны около 600
самолетов в строю и приблизительно 1 тыс. самолетов в запасе. Качество
самолетов было крайне низкое, они не были вооружены. Однако в течение
войны авиация весьма быстро возросла количественно и значительно
усовершенствовалась качественно. Уже в 1915 г. сложились 3 рода
военной авиации: разведывательная, истребительная и бомбардировочная.
За время войны были созданы истребители, развивающие
горизонтальную скорость до 220 км в час с высотой полета до 7 км и дальностью
до 900 км. Появились легкие, средние и тяжелые бомбардировщики со
скоростью 180 км/час, с потолком полета 4,5—5,5 км, дальностью 500—600 км
и бомбовой нагрузкой 0,5—2 т. В ряде стран, особенно во Франции,
Англии, Германии, развернулось интенсивное для того времени
строительство самолетов. Эти три страны за период войны построили почти 150 тыс.
самолетов.
Во время войны появились и совершенно новые боевые машины —
танки. Танк представляет собой полностью бронированную машину
с мощным вооружением, установленным во вращающейся башне.
Огневая мощь танка обеспечивается мощностью его вооружения. Он способен
передвигаться не только по дорогам, но и при полном бездорожье, а
также преодолевать естественные и искусственные препятствия.
Идея создания «сухопутного крейсера» выдвигалась еще в середине
XIX в. инженерами и техниками многих стран. Однако долгое время она
считалась утопической. Создание танка стало возможным лишь тогда,
когда был накоплен достаточный опыт применения двигателей
внутреннего сгорания и гусеничного хода.
Первый проект вездеходной бронированной боевой машины был
разработан во Франции капитаном Левассером в 1903 г. В 1911 г. в
Петербурге русский инженер В. Д. Менделеев предложил свой оригинальный
проект бронированной гусеничной машины. В 1912 г. лейтенант австро-
венгерской армии Бурштын также предложил военному министерству
325

проект танка. Проект был возвращен изобретателю с надписью: «Человек
сошел с ума». И только в Англии идея «сухопутного крейсера» встретила
в военных кругах поддержку. В октябре 1914 г. в английское военное
министерство был представлен разработанный английскими инженерами
Триттоном и Вильсоном проект гусеничной бронированной машины.
Первый английский танк был фактически бронированным американским
Рис. 137. Атака танков в период первой мировой войны.
гусеничным трактором типа «Холт». В 1915 г. в Англии был построен
тяжелый танк, послуживший исходным образцом для первых
боеспособных английских танков.
В 1915 г. был построен танк и в России. В марте 1915 г. русский
изобретатель А. Васильев разработал проект и изготовил модель
гусеничной боевой машины. Первый русский танк «Вездеход» был собран
в Риге. Это был легкий гусеничный танк, вооруженный пулеметом.
Однако русская промышленность не смогла наладить производство танков.
Во время войны в России так и не было освоено их изготовление, и лишь
в 1919 г. молодая Советская республика сумела наладить их
производство.
Впервые танки были применены во время первой мировой войны в
сражении на р. Сомме 15 сентября 1916 г., из 32 машин, двинутых
в атаку, непосредственно в бою участвовали только 18.
Сражение при Камбре 20 ноября 1917 г. показало, на что способны
новые машины. Англичане бросили в атаку 378 танков. Они прорвали
сильно укрепленные позиции немцев и продвинулись в глубину на
8 км. Немцы потерпели поражение. Было захвачено 8 тыс. пленных и
100 орудий.
Самым крупным танковым сражением во время первой мировой
войны было сражение при Амьене 8 августа 1918 г. В нем участвовали
580 английских и 90 французских танков. В этом бою танки решили
успех боя. Немецкие войска потерпели поражение. Немецкий генерал
Людендорф назвал этот день «черным днем германской армии».
326

Военное судостроение
Война на море в 1914—1918 гг. велась с такой же интенсивностью,
как и на суше. Перед мировой войной основными типами военных
оудов являлись крупнейшие морские корабли, сначала броненосцы,
потом дредноуты. Броненосцы были основным классом военных кораблей
конца XIX в. В 1906—1908 гг.
они были заменены еще более
мощным линейным военным
кораблем типа дредноут. Первый
дредноут1 был построен в
Англии в 1906 г. Дредноут
отличался от броненосца главным
образом мощностью
вооружения и брони.
Военные корабли
превратились в целые инженерные
сооружения: на них
устанавливались двигательные
механизмы, крупные электроустановки,
мощное вооружение,
радиостанции, сложнейшие приборы
управления кораблем и
боевыми средствами. Строительство,
управление и эксплуатация
военных кораблей требовали
точных научных знаний. Для
постройки дредноутов были
необходимы огромные средства,
которые были под силу только
странам с высоко развитой
промышленностью .
Во время войны был
применен совершенно новый вид
морского оружия — подводные
лодки. Подводные лодки были
одним из главнейших
достижений военно-морской техники
начала XX в. Подводная лод- Рис. 138. Военный корабль типа «Дредноут»
ка — боевой военный корабль, (Англия).
предназначенный для
нанесения скрытых торпедных ударов по кораблям и транспортам
противника, а также для ведения разведки и расстановки мин.
Лодки, применявшиеся во время первой мировой войны, были еще
весьма несовершенны. Одним из главнейших их недостатков была
незначительная скорость в погруженном состоянии. Догнать быстроходный
корабль лодка не имела возможности, она могла только подкрадываться
и судам, стоящим на якоре или медленно крейсирующим.
В создании подводного флота принимали участие ученые и инженеры
разных стран. Подводная лодка — в полном смысле слова
интернациональное изобретение. В России идея подводного судна была выдвинута русским
изобретателем-самоучкой Ефимом Никоновым, который в 1725 г. построил
«потаенное огневое судно».
«Дредноут» (англ.—неустрашимый) — название первого корабля такого класса.
327

В 1855,г. инженер Бауэр, работавший в России, построил
подводную лодку «Морской черт». С мая по октябрь 1856 г. эта лодка с
экипажем 11 человек совершила 134 подводных плавания на близкое
расстояние. В 1861 г. французский инженер О. Риц создал две подводные
лодки. В 1864 г. американец Онлей построил подводную лодку
«Давид», вооруженную миной. Эта лодка участвовала, правда, без
значительного успеха, в гражданской войне в США на стороне южан.
В 1865 г. русский ученый Александровский построил лодку с
двигателем, работавшим на сжатом воздухе, вооруженную двумя минами.
В Германии, в Италии и Японии подводные экспериментальные лодки
начали строить в 90-х годах XIX в. К началу XX в. все главнейшие
страны имели на вооружении подводные лодки.
В России в 1903—1915 гг. по проектам конструкторов И. Г. Бубнова
и М. П. Налетова было создано несколько подводных лодок типа «Барс»
водоизмещением в 650 т, вооруженных 12 торпедными аппаратами.
Они являлись самыми мощными подводными лодками в мире. Русская
подводная лодка типа «Краб», сконструированная в это же время, была
первым минным заградителем.
В ходе мировой войны подводные лодки приняли активнейшее участие
в военных действиях на море. Подводный флот за время войны очень
вырос количественно и качественно. Германия попыталась подорвать
мощь военного флота союзников путем внезапных подводных нападений
на их суда. Немецкие подводные лодки, не считаясь с
международным правом, нападали на все корабли противника, будь то военные, торговые
или санитарные. Этим немецкое командование пыталось навести террор
на главных морских путях сообщения и прервать коммуникации
союзников.
Подводя итоги достижениям военной техники, можно сказать, что
военная техника периода империализма качественно отличается от
военной техники предыдущего периода. Она носит на себе все черты
машинного капитализма. В составе армий появляются в невиданных до того
времени количествах артиллерийские орудия, новые средства связи, телефоны
и телеграфы, автомобили. Наконец, появились совершенно новые типы
боевых средств: авиация, танки, подводные лодки. На поле боя, таким
образом, стали действовать машины. Если первую мировую войну еще
нельзя назвать в полном смысле слова войной машин и моторов, то все же
она близко приближается к ней. Применение машин в этот период сталс>
главнейшим условием ведения войны.

ГЛАВА XXVII
СОСТОЯНИЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
п
¦ ¦ ериод с 1871 по 1917 г.— один из важнейших в развитии совре-
D Н менного естествознания, период революционных открытий
в различных областях естественных наук и ломки старых представлений
о мире.
Точные естественные науки развиваются и в это время на основе
обширного практического опыта, обогащая его со своей стороны светом
новых научных открытий.
В рассматриваемый период происходит дальнейшая специализация
науки, появление новых специальных отраслей ее. В то же время ранее
обособленные и самостоятельно развивавшиеся отрасли науки начинают
связываться новыми, «пограничными» науками. Так, на границе физики
и химии возникает как самостоятельная область науки физическая химия;
на границе химии и биологии — биохимия.
Новые открытия подорвали основы старой, механистической картины
мира и расчистили путь для дальнейшего развития эволюционных идей
в естествознании. Уже на предшествующем этапе эти идеи получили
распространение в астрономии, в науке о земле, в биологии. В области же
физико-химических наук, в представлениях о материи, элементах
времени и пространства доминировали механистические идеи. Теперь
эволюционная теория завоевала сильные позиции и в этих отраслях
естествознания.
В то же время развитие науки и ломка механистических
представлений о мире приводят, с одной стороны, к идее о единстве мира, с другой —
к концепции относительности наших знаний о нем. Это вызвало так
называемый общий кризис естествознания.
Математика
Начало нового периода в развитии математики связано с дальнейшей
разработкой выводов Н. И. Лобачевского, Я. Больяи и Б. Римана по
неэвклидовой геометрии. Их исследования были развиты итальянским ученым
Е. Бельтрами (1835—1900), а также немецким математиком Ф. Клейном
(1849-1925).
Выдающимся событием в области аксиоматического метода явилась
опубликованная в 1899 г. работа немецкого математика Д. Гильберта
(1862—1943), который впервые разрешил задачу построения
геометрической системы, логически развертывающейся из точно
сформулированных, независимых посылок. Этим Гильберт внес крупный вклад в
329

математическую логику, которая начинает формироваться в дисциплину,
практическое значение которой для так называемой машинной
математики обнаружилось в дальнейшем.
Значительное развитие получило учение об общих свойствах
конечных и особенно бесконечных множеств. Теория множеств как
математическая дисциплина была основана в 1874—1884 гг. немецким математиком
Г. Кантором (1845—1918). Идеи и понятия теории множеств проникли
буквально во все отрасли математики. Теория множеств явилась одной
из основ развития теории функций действительного переменного,
современной общей топологии и других дисциплин. Кроме того, она
оказала глубокое влияние на понимание самого предмета
математики.
В рассматриваемый период большое развитие получила теория
вероятностей. Этот раздел математики занимается изучением случайных
явлений, течение которых заранее нельзя точно предсказать и осуществление
которых при, казалось бы, одинаковых условиях может протекать
совершенно различно в зависимости от случая.
Теория вероятностей находит несколько весьма актуальных
применений в естествознании и технике, главным образом в теории
наблюдений, развившейся б связи с потребностями геодезии и астрономии, а
также в теории стрельбы. Особенно бурно начала развиваться эта наука
в XIX в. в связи с прогрессом статистической физики и статистических
методов исследования самых различных вопросов.
Решающую роль здесь сыграли работы русских ученых: П. Л. Чебъь
шева (1821—1894) и А. А. Маркова-старшего (1856—1922). Исследования
Жаркова по теории так называемых марковских цепей имели огромное
-значение для ряда физических проблем (диффузия, броуновское
движение). Значительную роль в разработке теории вероятностей сыграли
также работы выдающегося русского математика А. М. Ляпунова
(1857-1918).
Важным направлением в развитии математики конца XIX и начала
XX в. является теория групп, т. е. учение о симметрии в самом общем
виде. Первоначально она развивалась лишь как вспомогательный
аппарат для решения уравнений высших степеней в радикалах. В течение
XIX и XX вв. важное значение закономерностей симметрии выявилось
во многих других разделах науки (геометрии, кристаллографии,
физики, химии). Благодаря этому методы и результаты теории групп
получили очень широкое распространение. В самом конце XIX в.
знаменитый русский кристаллограф и геометр Е. С. Федоров (1853—1919)
решил с помощью теоретико-групповых методов важную задачу
кристаллографии — задачу классификации всевозможных кристаллических
пространственных решеток.
Изучение наиболее общих свойств геометрических фигур и пространств,
интерес к которым был вызван развитием неэвклидовой геометрии, привел
к созданию новой области математики — топологии. Топологию можно
определить как учение о тех свойствах геометрических образов, которые
не меняются при непрерывной их деформации. Топология возникла
в связи с разработкой проблем теории функций комплексного
переменного и качественной теории дифференциальных уравнений А. Пуанкаре
{1854—1912). В начале XX в. проблемы топологии продолжали успешно
разрабатываться учеными многих стран.
Очень важным в указанную эпоху было возникновение понятия
функционального пространства, а также основных идей функционального
анализа. В математике пространство определяется как множество объектов,
между которыми имеются отношения, сходные по своей структуре собыч-
330

жыми пространственными отношениями. Исторически первым по времени
является понятие эвклидова трехмерного пространства, которое
рассматривается как множество точек, связанных рядом определенных
отношений. В результате постепенного его обогащения возникло понятие
функционального пространства, в котором точками являются функции. Такие
пространства рассматривались итальянскими математиками В. Вольтер-
ра (1887 г.) и С. Пинкерле (1895 г.), а также Д. Гильбертом (1904 г.)
и венгерским ученым Ф. Рисом (1912 г.).
Новые достижения математики — создание неэвклидовой геометрии,
аксиоматического метода теории множеств, новых аспектов теории
вероятностей, теории групп, топологии, функционального анализа и т. д.—
внутренне тесно связаны с изменениями и развитием научных
представлений о явлениях материального мира. Из-за специфики предмета и метода
исследования математика часто теоретически предваряет открытие многих
физических и других законов природы. В дальнейшем естественные науки
все чаще и больше обращаются к методу математического анализа своего
материала, и математика, таким образом, как бы «входит в быт»
естественных наук. Это сближение различных областей естествознания доказывает
единство предмета естественнонаучного исследования и вместе с тем
единство материального мира.
Астрономия
Рассматриваемый период знаменуется важными событиями в
развитии астрономии. Если наука до второй половины XIX в. не знала путей
для выяснения физической природы процессов и явлений, происходящих
во вселенной, то теперь астрономия обогатилась новыми методами
изучения космоса. Эти методы — спектральный анализ и фотография —
основаны на достижениях физики и химии.
Астроспектроскопия и фотография обусловили быстрое
совершенствование новой отрасли астрономии — астрофизики.
Во второй половине XIX в. была разработана классификация
звездных спектров. Изучение спектров небесных светил позволило доказать
существование объектов как звездной (звездные системы, скопления и т. п.),
так и газовой (газовые туманности) природы.
Первые точные определения звездных величин были проведены в 70—
80-х годах XIX в.; были составлены достаточно точные фотометрические
каталоги. К концу XIX в. астрономия располагала уже достаточно
обширным материалом, относящимся к собственным движениям, параллаксам
и некоторым другим характеристикам звезд.
Существенное развитие получила звездная астрономия, которая при
исследованиях закономерностей звездной системы, помимо
геометрических характеристик (параллаксов, собственных движений), стала широко
использовать полученные астрофизическими методами физические
характеристики звезд: спектральные классы, лучевые скорости, показатели
цвета и др. Это позволило гораздо глубже познать закономерности
строения и развития звездного мира.
В 1906 г. Я. Кантейн (1851—1922) предложил международный план
исследования звездного мира путем изучения звезд в 206 избранных
площадях, равномерно распределенных по небу. Проводимые по этому
плану исследования доставляют обширный материал для изучения
строения и динамики звездной системы. В процессе выполнения этого плана
накапливаются сведения о звездных величинах, спектральных классах,
собственных движениях, лучевых скоростях.
331

Большую роль сыграли и другие международные работы, например
составление зонных астрометрических каталогов, фотографической
«карты неба» и др.
Исследованиями Я. Кантейна (1904 г.), К. Шваршильда (1907 г.)
и др. было подтверждено наличие закономерностей собственных движений
«звезд, существование которых предполагал еще в 1859 г. русский
астроном М. А. Ковальский (1821—1884) в работе «О законах собственного
движения звезд каталога Брадлея».
Отрицательное влияние на мировоззрение астрономов конца XIX
и начала XX в. оказал общий кризис естествознания, который проявился
в астрономии в тенденции к отрицанию бесконечности вселенной во
времени и к признанию нашей Галактики единственной звездной системой,
включающей все небесные тела. Однако исследования, выполненные
рядом передовых ученых, доказали существование других звездных систем.
В результате сложился новый раздел звездной астрономии —
внегалактическая астрономия.
Новые открытия в астрономии в рассматриваемый период знаменовали
переход от изучения только частных вопросов, касающихся природы
отдельных небесных тел, к выяснению общих закономерностей их строения и
развития.
Механика
В конце XIX и начале XX в. получают свое дальнейшее развитие
как общие разделы механики — динамика твердого тела, теория
устойчивости движения, так и механика жидкостей и газов. Ряд исследований
по механике был ответом на практические запросы техники, другие,
опережая запросы практики, казались чисто теоретическими, отвлеченными,
и только наше время показало их практическое значение.
Прямую связь с практическими вопросами имели теоретические
работы по динамике тяжелого твердого тела. Исследование этой проблемы
стимулировалось тем, что конец XIX в. был периодом широкого
распространения нарезных артиллерийских систем. Надо было придать
снаряду быстрое вращение, которое обеспечивало бы ему необходимую
устойчивость в полете. Решение этой задачи механики дали русские
ученые артиллеристы Н. В. Маиевский (1823—1892), Н. А. Забудский
(1853—1917). Позже над этой проблемой работал А. Н. Крылов (1863—
1945).
Проблема движения быстровращающегося снаряда является
частным случаем динамики гироскопа (волчка). Исследование снарядов вызвало
у механиков новый интерес к проблеме движения гироскопа. В 1888 г.
С. В. Ковалевская (1850—1891) дала решение вопроса о вращении тяжелого
тела вокруг неподвижной точки для случая, когда центр тяжести тела
не находится на оси симметрии.
Теория гироскопа тесно связана с одной из наиболее общих проблем
механики — с проблемой устойчивости равновесия и движения
материальных систем. Общее ее решение было дано А. М. Ляпуновым в работе
«Общая задача об устойчивости движения» (1892 г.). Большой вклад
в общую теорию устойчивости движения тел внес французский ученый
А. Пуанкаре.
В последней трети XIX и начале XX в. получает дальнейшее развитие
механика жидкости. Немецкий ученый Г. Гельмгольц (1821—1894)
разрабатывает учение о вихрях в жидкости. В этот же период развивается
динамика вязкой жидкости. Гидродинамическую теорию трения создал
русский ученый Н. П. Петров (1836—1920). Теоретические исследования
332

Петрова по гидродинамической теории смазки были вызваны
потребностями железнодорожного транспорта и связаны с нахождением способов
•сохранения осей вагонов.
В начале XX в. в связи с запросами авиации возникает новый раздел
гидродинамики — аэродинамика.
Решающую роль в создании аэродинамики сыграл русский ученый
Н. Е. Жуковский (1847—1921). В 1904 г. Жуковский сделал открытие,
послужившее основой всего
дальнейшего развития современной
аэродинамики . В работе «О присоединенных
вихрях», которая была доложена в
Московском математическом обществе
15 ноября 1905 г., Жуковский дал
формулу для определения подъемной силы
крыла, являющуюся основой всех
аэродинамических расчетов самолетов.
В 1910—1912 гг. появились новые
работы Жуковского, в которых он
провел расчет силы, действующей на
крыло, и указал ряд теоретических
профилей крыла. В1912—1918 гг. появляются
исследования Жуковского, в которых он
дал теорию воздушного винта.
К этому же времени относятся
работы немецкого ученого Л. Прандтля,
который в 1905 г. в труде «О движении
жидкости при очень малом трении» дал
весьма плодотворное для последующего
развития механики представление о
пограничном слое жидкости, прилегаю- п _ D TJ,
r „ ^ i r Софья Васильевна Ковалевская,
щей к поверхности обтекаемого твер- *
дого тела, объяснив сопротивление тела,
движущегося в жидкости или газе, главным образом отрывом
пограничного слоя. Прандтль много сделал для развития теории крыла.
В 1902 г. появилась работа русского ученого С. А. Чаплыгина (1869—
1942), озаглавленная «О газовых струях», которая положила начало новой
•области механики — газовой динамике. В работе был дан метод
исследования в струевых движениях газа при любых дозвуковых скоростях.
Огромное значение этого исследования обнаружилось значительно позже,
когда развитие скоростной авиации привело к изучению сил, с которыми
воздух действует на самолет, летящий со скоростью, приближающейся
к скорости звука.
Исключительно большое значение для исследования полета ракет
имел новый раздел механики — динамика переменной массы,
разработанный И. В. Мещерским (1859—1935) в его трудах «Динамика точки
переменной массы» (1897 г.) и «Уравнение движения точки переменной
массы» (1904 г.).
Выдающийся русский ученый К. Э. Циолковский (1857—1935) создал
теорию полета ракеты с учетом изменения ее массы, математически доказав
возможность применения реактивных аппаратов для межпланетных
сообщений.
Развитие машинной техники, строительство железнодорожных мостов
и быстроходных пароходов, а также регуляторостроение поставили в
центре внимания ученых проблемы колебаний и резонанса. Теория
вынужденных колебаний и учение о резонансе были логическим продолжением
333

исследований Лагранжа, изложенных в «Аналитической механике»
(1788 г.). Особо надо отметить в этом направлении работы немецкого
математика К. Вейерштрасса (1815—1897) и русского ученого О. И. Сомова
(1815-1876).
Из специальных областей теории колебаний важное значение имело
исследование качки корабля, проведенное А. Н. Крыловым. В XX в.
начинает разрабатываться новая область теории колебаний, так
называемая теория нелинейных колебаний, вызванная к жизни развитием
электротехники, радиотехники, технической акустики.
Физика
Последняя четверть XIX в. ознаменовалась двумя важнейшими
открытиями, преобразившими господствующие до этого физические
представления о строении материи: была экспериментально доказана реальность
электромагнитного поля и открыта
атомистическая природа электрических
зарядов — источников
электромагнитного поля.
В 1887 г. Генриху Герцу удалось
впервые обнаружить возникновение
электромагнитных волн. Он доказал,
что эти волны, так же как и световые
лучи, отражаются, преломляются и т. д.
В течение следующего десятилетия
были открыты почти все диапазоны
электромагнитных волн—от нескольких
сот метров до 20 ангстремов.
В 1895 г. немецкий физик В.
Рентген открыл электромагнитное излучение,
названное им ж-лучами. Вскоре было
доказано, что лучи Рентгена — это
электромагнитные волны очень короткой
длины. Открытие рентгеновских лучей
приобрело большое практическое
значение, в частности в медицине. Еще
большее практическое значение имели
исследования А. С. Попова, положившие
начало широкому использованию элек-
Геярих Герц. тромагнитных волн для беспроволочное
связи. Другой русский ученый —
П. Н. Лебедев (1866—1912) — продвинул учение об электромагнитных
волнах в ряде направлений. Благодаря его работам была заполнена брешь
в общей шкале волн — между обычными радиоволнами и инфракрасными
лучами. Лебедев сделал и другое важное открытие: он доказал, что
электромагнитные волны могут оказывать давление. Исследования Лебедева
показали, что электромагнитные излучения характеризуются не только
энергией, но и массой.
Открытия Герца, Рентгена, Лебедева и ряда других ученых
дополнили теорию электромагнитного поля Максвелла и обеспечили ее
торжество. До этих открытий в теории Максвелла были существенные
недостатки. Максвелл перенес центр внимания с электрических зарядов на
электромагнитное поле. Поле и вещество у Максвелла оказались разорванными.
Поэтому вопрос об элементарных зарядах, порождающих поле и излу-
334

чающих электромагнитные волны, вопрос о природе носителей
заряда и тока изучался вначале вне связи с электромагнитным полем.
В 1874 г. Стоней дал первое количественное определение заряда
атома электричества, назвав этот заряд «электроном». Стоней назвал
электроном наименьший возможный электрический заряд, связанный
с ионом одновалентного вещества (количественно это определение Стонея
было ошибочным, составляя 1/16
принятой теперь величины).
В 1870 г. англичанин У. Крукс
открыл катодные лучи в разрядной трубке
с разреженным воздухом. В 1897 г.
английский ученый Дж. Томсон (1856—
1940) показал, что катодные лучи есть
поток отрицательных электронов.
В 1887 г. Генрих Герц заметил, что
если свет электрической искры одного
разрядника падает на отрицательный
электрод соседнего, то прохождение
искрового разряда значительно
облегчается. В 1888 г. Вильгельм Гальвакс
(1859—1922) установил, что
отрицательно заряженная металлическая
пластинка теряет свой заряд при освещении
ее лучами другой лампы. Русский
ученый А. Г. Столетов (1839—1896)
обстоятельно исследовал все эти явления
и показал, что сила возникающего
тока зависит от интенсивности
освещения и от длины волн света.
Исследуя явление фотоэлектриче- Вильгельм Рентген,
ского эффекта, Столетов еще не знал,
что в его опытах под воздействием ультрафиолетового света иа
металла вырываются отрицательные электрические заряды, которые
ранее наблюдал Крукс в разрядной трубке и которые Стоней назвал
электронами.
Окончательно атомное строение электрических зарядов было
доказано только в 1911 г. опытами американского ученого Милликена
(1868-1953).
Открытие и исследование электронов, их взаимодействия и движения
сыграли огромную роль в истории учения о веществе. Рядом опытов было
доказано, что абсолютная величина заряда любого тела, как
отрицательного, так и положительного, составляет целое кратное заряда электрона.
Следовательно, заряд электрона есть «атом» электричества. Электрон (в
общем смысле этого слова, т. е. как положительный, так и
отрицательный),— источник электрического поля, через которое он связан с
другими электронами. При своем движении он создает магнитное поле, а при
ускорении движения электронов возникают электромагнитные волны.
В конце XIX в. было окончательно установлено, что свет излучается
и поглощается электронами, входящими в состав атома вещества.
Развитие учения об электромагнитном поле, открытие электрона,
установление электрической структуры атома привели к синтезу этих
достижений в так называемой электронной теории, сложившейся в конце
XIX —начале XX в. Основы этой теории содержались в работах
выдающегося голландского ученого Г. Лоренца (1853—1928), резюмированные
в книге «Теория электронов» (1909 г.). Пытаясь охватить все свойства
335

материи, Лоренц исходил из трех основных материальных элементов —
положительных элементарных зарядов, связанных с атомами вещества,
отрицательных элементарных зарядов (электронов) и эфира. Все
бесконечное разнообразие видов материи Лоренц рассматривал как результат
взаимодействия этих элементов. В своей теории Лоренц исходил из
законов электромагнитного поля, найденных Максвеллом, но вводил
Александр Григорьевич Столетов. Александр Беккерель.
в уравнение Максвелла добавочные члены, отражающие влияние зарядов
на электромагнитное поле.
Рассматривая законы движения электронов в связи с изменениями,
связывающими их поля, электронная теория раскрывала внутренний
механизм электрических и магнитных явлений, электрических и магнитных
свойств вещества. Электронная теория Лоренца установила также
замечательное свойство быстродвижущихся электронов — зависимость массы
электрона от скорости его движения. Она показала также, что при
быстром движении тел (т. е. систем заряженных частиц, связанных
электромагнитным полем) изменяются и такие их свойства, как объем
и длительность происходящих в теле процессов.
В результате исследований Г. Лоренца, Дж. Томсона и др.
создались предпосылки к пониманию строения атома как сложного
образования. Этому способствовало открытие естественной радиоактивности
А. Беккерелем (1852—1908) и Пьером и Марией Кюри в конце 90-х годов
XIX в. Оказалось, что атомы наиболее тяжелых химических элементов не
вечны, а беспрерывно разрушаются. Естественно было сделать
предположение, что атом — это система электрически заряженных частиц, что
в состав любых атомов входят электроны. Это заключение подтверждалось
и рассмотренными выше явлениями испускания электронов при
нагревании и освещении тел (термоэлектронная эмиссия, фотоэлектрические
явления), а также действием магнитного поля на излучение атома,
в результате чего происходило расщепление спектральных линий в
магнитном поле на несколько компонентов (явление Зеемана, 1896 г.).
336'

В начале XX в. началась разработка теории атома — основы
современной физики.
Исходя из периодической системы элементов Менделеева, Дж. Том-
сон предположил, что электроны в атоме располагаются слоями и что
химические свойства элемента определяются внешним слоем электронов,
что в дальнейшем и подтвердилось.
Пьер Кюри. Мария Складовская-Кюрив
В 1911 г. английский физик Э. Резерфорд (1871—1937), изучая
рассеивание альфа-частиц (ядер гелия) атомами различных веществ,
установил, что альфа-частицы, несмотря на то что они испытывают
сотни тысяч столкновений с атомами, отклоняются большей частью на
очень малые углы. Лишь в некоторых случаях альфа-частица испытывает
отклонение на большой угол в 120—150°. Следовательно, встречные атомы
пронизываются быстрой и массивной альфа-частицей. Исходя из этого,
Резерфорд предложил свою модель атома, так называемую планетарную
модель, согласно которой в центре атома находится положительно
заряженное ядро, масса которого почти равна массе атома. Величина заряда
ядра возрастает от одного химического элемента к другому на величину,
равную заряду электрона (но с положительным знаком). Численно заряд
атома, выраженный в единицах элементарного заряда, равен порядковому
номеру соответствующего элемента в периодической системе. Вокруг ядра
движутся электроны, подобно планетам вокруг Солнца. Число
электронов также равно номеру элемента, так что их совокупный заряд
нейтрализует положительный заряд ядра.
Но электронная теория того времени не смогла объяснить внутренние
процессы. Согласно классической электродинамике ускоренно движущиеся
внутриатомные электроны должны были непрерывно терять свою энергию
на излучение электромагнитных волн, поэтому их движения внутри атома
должны были бы затухать в миллионные доли секунды, что противоречило
факту большой устойчивости атома. При этом излучаемый атомом свет
337

согласно электронной теории должен был бы име^ь непрерывный спектр.
Опыт же показывает, что раскаленные газы (т. е. совокупность атомов,
обладающих большой энергией) излучают вполне определенный
линейчатый спектр, характерный для данного вещества.
Таким образом, выяснилось, что на основе классической механики
и электродинамики невозможно объяснить внутриатомные процессы,
равно как и процессы излучения атомов. Выход из противоречия был
найден путем создания квантовой
теории.
В 1900 г. немецкий физик М. Планк
(1858—1947), исходя из законов
теплового излучения, выдвинул гениальное
предположение, что элементарные
излучатели — атомы — могут отдавать
свою энергию электромагнитному полю
(т. е. излучать свет) только
дискретными порциями — квантами.
В 1905 г. А. Эйнштейн (1879 —
1955), развивая квантовую теорию,
выдвинул мысль о том, что свет
представляет собой совокупность
элементарных световых «частиц» — фотонов,
или квантов света. Эйнштейн ввел
представление о дискретной (квантовой)
структуре поля излучения, что
позволило сразу же объяснить целый ряд
физических явлений — законы
фотоэффекта, люминесценции,
фотохимические закономерности.
Эрнст Резерфорд. Исходя из этих представлений,
датский физик Н. Бор в 1913 г.
сформулировал в виде постулатов новые
законы движения электронов в атоме (движение электронов только по
«дозволенным» орбитам, излучение порции света — фотона — только
при переходе электрона с одной «дозволенной» орбиты на другую).
Несмотря на свою противоречивость, теория Бора дала объяснение
ряду оптических, химических и иных явлений.
Важнейшим обобщением развития всей физики рассматриваемого
периода, прежде всего теории поля и теории электронов, была теория
относительности, создавшая новые физические представления о пространстве, времени
и тяготении. Создание этих новых представлений, подготовленное всем
ходом развития науки, связано с именем А. Эйнштейна. Эта теория была
изложена им в 1905 г. (специальная теория относительности) и в 1916 г. (общая
теория относительности). Господствовавшие до Эйнштейна представления
о пространстве и времени как абсолютных началах, существующих наряду
с материей и независимо от нее, были сформулированы еще И. Ньютоном
в конце XVII в. В условиях, когда развитие физики привело к изучению
движений сложных систем заряженных частиц, своими огромными
скоростями сравнимых со скоростью света, старые представления о
пространстве к времени вступили в противоречия с новыми фактами, полученными
наукой, с новыми представлениями о материи и движении.
Для того чтобы объяснить электронные явления в движущихся телах,
было выдвинуто несколько гипотез. Г. Герц в 1890 г. выдвинул
предположение, что электромагнитная среда — мировой эфир — увлекается
движущимися телами. Однако опыт опроверг гипотезу Герца.
338

В конце XIX в. Лоренц выдвинул противоположную гипотезу,
согласно которой мировой эфир остается абсолютно неподвижным и всякое
движущееся тело омывается встречным потоком неподвижной
электромагнитной среды («эфирным ветром»).
Были проведены остроумные опыты для проверки этого
предположения Лоренца. Первым в этом отношении был опыт Майкельсона в 1881 г.,
пытавшегося обнаружить влияние движения Земли на скорость света,
затем опыт Майкельсона и Мор лея
в 1887 г. и ряд других опытов. Все
они не подтвердили предположения
Лоренца.
Ответ на поставленные наукой
вопросы, как это показал Эйнштейн,
состоял в том, что обычные
(ньютоновские) представления о пространстве
и времени, не противоречащие
законам медленных движений (законам
классической механики), на самом деле
не соответствуют действительности.
Абсолютные пространство и время
являются абстракцией, противоречащей
законам, установленным физикой в
конце XIX в.
Пространство и время суть формы
существования движущейся материи
и отдельно, независимо от материи,
не существуют. Еще Энгельс писал:
«Разумеется, обе эти формы
существования материи без материи суть
ничто, пустые представления, абстрак- Альберт Эйнштейн,
ции, существующие только в нашей
голове»1.
Общая теория относительности Эйнштейна является основой для
изучения космологических проблем, а специальная теория
относительности света является одной из основ всей современной физики, основой для
исследования атома, ядра и элементарных частиц. По масштабу
переворота, совершенного Эйнштейном в науке, его можно сравнить с Ньютоном.
В. И. Ленин называл Эйнштейна одним из великих преобразователей
естествознания2.
Химия
На развитие общетеоретических представлений химической науки
большое влияние оказывали, с одной стороны, открытия, сделанные
на предшествующем этапе, особенно теория химического строения
органических соединений А. М. Бутлерова и периодический закон химических
элементов Д. И. Менделеева, с другой — открытия в области физики,
особенно рентгеновских лучей, явлений радиоактивности, электрона и
сложного строения атомов.
Испытывая, как всегда, мощное влияние запросов химического
производства, химия в то же время на основе достигнутых успехов теории стала
оказывать все более заметное воздействие на развитие химической техно-
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 187.
2 См. В. И. Ленин, Соч., т. 33, стр. 207.
339

логии, способствуя совершенствованию издавца известных процессов
(крашение, металлургия и т. д.) и созданию новых химических
производств (производство синтетических красителей, лекарств, пластмасс,
искусственного жидкого топлива и др.).
Огромные успехи были достигнуты в области органического синтеза.
В. Гриньяр (1871—1935) в 1900 г. открыл метод синтезирования
разнообразных органических веществ. Практическое значение приобрели
работы по синтезу красителей.
Открытие П. Гриссом реакции диазотирования дало возможность
получить обширный класс так называемых азотокрасителей. На этой
основе возникла промышленность синтетических красителей и
полупродуктов для них, которая начала развиваться в конце XIX и начале
XX в.
Работы по синтезу красителей способствовали развитию синтеза
лекарственных препаратов. Уже в 1874 г. Кольбе синтезировал салициловую
кислоту.
Исследования процессов полимеризации непредельных
углеводородов заложили прочные теоретические и экспериментальные основы для
получения в дальнейшем синтетических веществ (каучук,
пластмассы и др.).
Большие успехи были достигнуты органической химией в
исследовании природных веществ, что открывало возможность их синтеза, а также
наиболее рационального использования природного сырья и
усовершенствования способов его переработки. Были проведены обширные
исследования нефти (В. В. Марковников и др.), смолы коксохимических заводов
и т. д. Исследовался состав и строение таких природных материалов, как
каучук, целлюлоза. Были сделаны первые попытки синтеза каучукоподоб-
ных материалов.
Огромное влияние на развитие химии в этот период оказывает
физика. На базе термодинамики, электродинамики, спектроскопии и других
областей физики складывается физическая химия и возникает ряд
самостоятельных ее разделов.
Развивая открытый в 1840 г. Г. И. Гессом основной тепловой закон
химических процессов, ученые ряда стран (М. Бертло, Ю. Томсон,
Н. Н. Бекетов, В. Ф. Лугинин и др.) создают термохимию как
самостоятельное направление физико-химических исследований. Приложение
термодинамики к исследованию химических процессов привело к
появлению химической термодинамики. В этот же период быстро развивается
учение о растворах. В 1887 г. С. Аррениусом была предложена теория
электролитической диссоциации. Последующее изучение
электрохимических процессов превратило электролиз в важный промышленный способ
получения щелочей, хлора, алюминия и других веществ.
С изучением растворов было тесно связано развитие коллоидной
химии. Эти исследования привели к важным и многочисленным
практическим выводам (усовершенствование процессов крашения, флотации,
очистки воды и нефти, фотография и т. д.).
Особенно важное значение приобрели исследования катализа. В 1881 г.
М. Г. Кучеров открыл реакцию гидратации ацетиленовых углеводородов
при каталитическом действии солей окиси ртути. Эта реакция
приобрела промышленное значение. В 1900 г. В. Игнатьевым было начато
исследование получивших в дальнейшем широкое применение каталитических
реакций при высоких давлениях и температурах. В промышленных
масштабах стали осуществляться каталитические процессы
гидрирования, гидрогенизации, окисления органических веществ, получение
аммиака и т. д.
340

Основные законы поверхностных явлений и адсорбции были
установлены Гиббсом в 1878 г. Был изучен ряд практически важных процессов
адсорбции на углях и других адсорбентах (Н. Д. Зелинский, А. Н. Шилов
и др.), открыт способ хроматографического адсорбционного анализа
(М. С. Цвет), получивший в дальнейшем широкое практическое применение
для различения близких по свойствам веществ.
На основе применения физических представлений дальнейшее
развитие и обоснование получило учение о скоростях химических реакций
и химическом равновесии. В 1879 г. Гульдбергом и Вааге был открыт закон
действующих масс. Ле Шателье (1850—1936) в 1884 г. сформулировал общий
закон смещения химического равновесия в зависимости от внешних
факторов, Я. Г. Вант-Гофф в 1884 г. обобщил накопленный материал о скорости
химических реакций в виде кинетических уравнений.
В конце XIX — начале XX в. трудами Я. Г. Вант-Гоффа, Ле
Шателье, Г. А. Таммана и особенно Н. С. Курнакова (1860—-1941) был
создан физико-химический анализ, с помощью которого удалось
установить количественную зависимость между составом и свойствами
разнообразных систем веществ (сплавов, растворов и др.).
Пользуясь этим, удалось создать сплавы с нужными свойствами,
изучить условия осаждения природных солей и т. д.
Успехи в развитии физики и химии позволили более глубоко
проникнуть в сущность периодического закона Менделеева и теории строения
химических соединений. Вслед за установлением физиками сложного
строения атома Г. Мозли в 1912 г. показал, что основой периодической
системы является порядковый номер элемента, равный заряду ядра, а
следовательно, общему числу электронов в атоме. Еще более глубокое
понимание периодической закономерности было достигнуто на основе работ
Бора и других ученых, показавших, что по мере усложнения атомов
происходит заполнение электронами расположенных вокруг ядра оболочек.
Благодаря решению проблемы строения атома стало возможным
новое, более глубокое понимание природы химической связи и строения
молекул. Если прежде представления о силах, удерживающих атомы
в соединении, сводились к мысли о присущем атомам химическом сродстве,
то теперь делается попытка понять физическую природу этого сродства.
Появились первые гипотезы об участии электронов в образовании
химической связи. В основе лежало представление о перемещении
электронов от одного из атомов к другому.
В 1915 г. В. Коссель, а в 1916 г. Г. Льюис предложили первые
электронные теории валентности и химической связи. Описательная сторона
этих теорий хорошо согласовалась с моделью атома Бора.
Геология
Геология с середины XIX в. развивалась под непосредственным
воздействием роста промышленного производства в целом. С развитием
машинной техники неизмеримо увеличились добыча и использование
металлических руд, колоссально расширилось потребление угля,
началась добыча нефти. Все это вызвало необходимость уточнения и
углубления геологических знаний, расширения геологических разведочных
работ и усовершенствования методов их проведения.
В геологии, как и в других отраслях естествознания, под влиянием
эволюционного учения сформировались некоторые общие и частные
теории и гипотезы, трактующие геологические явления как
взаимосвязанные звенья единого процесса развития Земли.
341

Такова была, например, так называемая ко"йтр акционная гипотеза
(гипотеза сжатия Земли), которая в начале своего появления, без
сомнения, сыграла положительную роль в науке, ибо указывала на
взаимосвязь и взаимообусловленность всех геологических процессов и
рассматривала жизнь Земли как долгий сложный исторический процесс,
движущими силами которого являлись естественные природные факторы.
Идея контракции, впервые высказанная еще в первой половине
XIX в., получила широкое распространение в 70-х годах XIX в., после
выхода в свет капитального труда австрийского геолога Э. Зюсса (1831 —
1914) «Лик Земли». Эта гипотеза являлась общепризнанной в геологии
до начала XX в. Однако контр акционная гипотеза слишком упрощала
схему истории развития Земли, многие факты нельзя было объяснить
с позиции этой гипотезы. Поэтому в начале XX в. контр акционная
гипотеза сменилась множеством новых гипотез и теорий.
Одним из крупнейших достижений геологии последней четверти
XIX в. было создание учения о фациях, т. е. об особенностях
геологических отложений в зависимости от условий осадконакопления. В 1869 г.
русский ученый Н. А. Головкинский (1834—1897) первым установил закон
о соотношении фаций; углубил учение о фациях в 1893—1894 гг. немецкий
ученый И. Вальтер (1860—1937).
Основы сравнительной стратиграфии и палеогеографии были
заложены русским ученым А. П. Павловым (1854—1929) и австрийским
ученым М. Неймайром (1845—1890) в 80—90-х годах XIX в.
Работы русского геолога Н. И. Андрусова (1861—1924) открыли новую
страницу в области биостратиграфии, выявив значение фациального
анализа для стратиграфии и тем самым создав прочную базу для развития
этой науки.
Русский биолог В. В. Докучаев (1846—1903) развил в 90-х годах
плодотворную теорию эволюционного почвоведения.
Палеогеография в этот период имеет также ряд выдающихся
достижений. Было установлено ледниковое происхождение четвертичных
отложений (П. А. Кропоткин, 1842—1921); проведено уточнение данных
о климатах прошлого, что в большой степени способствовало развитию
общих материалистических представлений об истории Земли.
В петрографии новый этап начался в середине XIX в. с открытием
микроскопического метода анализа горных пород при помощи
поляризационного микроскопа. Этот метод позволил глубже изучить взаимные
отношения минералов в процессе образования изверженных пород.
Особенно большое значение для развития петрографии имели работы русских
ученых Е. С. Федорова (1853—1919) и Ф. Ю. Левинсона-Лессинга (1861—
1939). Применение в петрографической микроскопии оригинального
универсального метода Федорова чрезвычайно расширило возможности
изучения породообразующих минералов. От работ Левинсона-Лессинга
ведет свое начало физико-химическое направление современной
петрографии. Большое количество работ было проделано по изучению геологии
отдельных областей земного шара. Это так называемая региональная
геология имела в рассматриваемый период особенно большое
практическое значение. Региональная геология позволила перейти к составлению
геологической карты мира.
Биология
Последнюю четверть XIX в. можно назвать периодом
распространения и утверждения дарвинизма. Учение Дарвина коренным образом
изменило направление исследований в биологии. В центре внимания этой
342

науки оказались вопросы исторического развития органического мира
(филогенеза). Немецкий естествоиспытатель Э. Геккель (1834—1919)
в своих многочисленных трудах установил историческую связь
родственных групп животных и изобразил ее в виде «родословного древа».
Особенно широкое распространение среди
ученых-естествоиспытателей дарвинизм получил в России. С самого своего появления
эволюционная теория была восторженно встречена передовыми русскими учеными.
A. О. Ковалевский (1840—1901) и И. И. Мечников (1845—1916) явились
основоположниками эволюционной эмбриологии. Применив
сравнительный метод к изучению зародышевого развития различных групп
животных, они установили родственные связи между ними; изучая строение
и функции ряда органов беспозвоночных животных, эти ученые положили
начало экспериментальной и эволюционной гистологии. Русский ученый
B. О. Ковалевский (1842—1883) заложил основы эволюционной
палеонтологии — науки, изучающей организмы геологического прошлого
(ископаемые организмы) и закономерности развития жизни на земле.
Русский дарвинист-зоолог А. Н. Северцов (1866—1936) создал морфо-
биологическую теорию, вскрывающую закономерности изменения
структуры организма в процессе эволюции. К. А. Тимирязев (1843—1920)
в области ботаники углубил учение о творческой роли естественного
отбора, о природе наследственности и законах ее изменчивости, теоретически
и экспериментально разрабатывал проблему фотосинтеза растений. Исходя
из работ И. М. Сеченова (1829—1905), сформулировавшего положение
о зависимости всех функций организма от окружающей среды и
распространившего детерминизм (положение о зависимости каждого явления
ют материальных причин) на понимание высших функций нервной системы,
выдающийся русский ученый И. П. Павлов (1848—1936) создал учение
об условных рефлексах и высшей нервной деятельности, которое вскрыло
роль нервной системы живых организмов в процессах эволюции и
утвердило представления о целостности животного организма. Великий
преобразователь природы И. В. Мичурин (1855—1935) внес неизмеримо ценный
вклад в науку о наследственности растений. Пользуясь основными
положениями эволюционной теории, он разработал основу учения об
управлении формированием организма и практически доказал возможность
выведения новых сортов растений.
В последней четверти XIX в. интенсивно развивались исследования
в области изучения клетки — в цитологии. Были обнаружены постоянные
внутриклеточные структуры (бельгийский ученый Э. Ван-Бенеден,
немецкий ученый К. Бенда, итальянский ученый К. Гольджи и др.), открыты
механизмы клеточного деления (русские ученые И. Д. Чистяков, П. И. Пе-
ремежко, польский ученый Э. Страсбургер, немецкий ученый В. Флемминг),
установлен факт слияния ядер яйцеклетки с ядром сперматозоида при
оплодотворении (немецкий ученый О. Гертвиг, русский ученый И. Н. Горо-
жанкин).
Наряду с передовыми взглядами в биологии начала XX в. стали
распространяться и лженаучные теории и учения. Основными
теоретическими проблемами, вокруг которых развернулась наиболее острая
идеологическая борьба, были проблема единства и целостности организма,
проблема наследственности и ее изменчивости, проблема физиологии
органов чувств и нервной системы.
Особенно реакционную роль в начале XX в. сыграла лженаучная
теория «зародышевой плазмы» немецкого биолога А. Вейсмана (1834—
1914), посвященная вопросам наследственности. В основу теории
Вейсмана легло положение о том, что носителем всех наследственных свойств
организма является якобы некое «бессмертное» вещество наследственно-
343

сти, не изменяющееся под влиянием условий существования. Он отрицал,
таким образом, влияние внешней среды на изменение наследственной
природы организма. Это положение коренным образом противоречит
эволюционной теории, хотя Вейсман, спекулируя на популярности этой теории
в широких кругах ученых, назвал свое учение «неодарвинизмом». На основе
теории Вейсмана возникли представления о генном механизме
наследственности, выдвинутые американским биологом Т. Морганом (1866—1945),
которые легли в основу так называемой хромосомной теории
наследственности. Сущность их сводилась к признанию неизменности, «извечности»
некоторых свойств организма; этот принцип лег в основу большинства
человеконенавистнических, расовых теорий. Все эти «учения» и «теории»,
конечно, не могли остановить прогрессивного развития биологии, однако
внесли немалую путаницу в среду естествоиспытателей и вызвали «кризис
биологии».
Таким образом, развитие науки и научного исследования в 1871—
1917 гг. шло в основном в трех направлениях: 1) изучения структуры
материи, в частности структуры атома; 2) исследования проблемы энергии
и 3) создания новой физической картины мира.
В физике почти до конца XIX в. господствовали принципы
классической механики. Ученые полагали, что все физические явления можно
свести к механике молекул. Господствовала механическая теория тепла;
моделью электрических явлений считался упругий эфир и т. д. Физическая
картина мира была чисто механистической.
Однако новые исследования в области строения вещества, атома,
произведенные в конце XIX и в начале XX в., показали, что
механистическая картина мира крайне несовершенна и неверна. Известные науке
законы классической механики при объяснении микроструктуры веществ
оказались несостоятельными. Вместе с ними оказались несостоятельными
и механистические, метафизические философские концепции,
естественнонаучными источниками которых были старая классическая механика
и механистическая картина мира.
Механистические представления о тепловой энергии также оказались
несостоятельными. Законы классической механики не могли объяснить
причину и существо возникновения радиоактивного излучения. Научные-
исследования открыли совершенно новый источник энергии, что
произвело революцию также в представлениях об энергетических ресурсах
земли и космоса. Это открытие, поставившее в центре внимания науки
проблему энергии, призвано играть громадную роль в судьбах
человечества и является одним из драгоценнейших даров, принесенных обществу
наукой.
Исследования явлений микромира, показавшие неприменимость
законов классической механики к определенному кругу явлений материальнога
мира, вызвали к жизни новые научные представления. Были познаны
новые законы и созданы научные принципы, способные ответить на
вопросы, в решении которых классическая механика была бессильна. Весь этог
процесс перехода к другим основам физической науки может быть
назван процессом становления новой картины мира, сопровождавшимся
потрясениями не только в области естествознания, но и в философии.
Действительно, бурное развитие естествознания выдвинуло целый
ряд проблем, которые необходимо было поставить и решить в сфере
философии. Поэтому в конце XIX и начале XX в. особенно ожесточенно шла
борьба между материализмом и идеализмом вокруг философских проблем
естествознания. Так, субъективные идеалисты из открытия
радиоактивности поспешили сделать вывод, что это открытие подрывает якобы основы
принципа сохранения энергии, ибо, как они утверждали, излучение энер-
344

гии при радиоактивном распаде говорит о возникновении энергии из
ничего. Они также утверждали, что открытием изменчивости массы
электрона подрывается принцип сохранения массы. А так как массу
отождествляли с материей, то отсюда делали вывод, что «материя исчезает».
Борьба вокруг философских проблем естествознания имела большое
социальное значение, поэтому в нее включились наиболее выдающиеся
представители философии того периода. В критике «физического
идеализма» и в утверждении материализма в теоретическом естествознании
определяющую роль сыграл гениальный труд В. И. Ленина «Материализм
и эмпириокритицизм», вышедший в 1909 г. В этой книге Ленин показал,
что неуклонное развитие естествознания, в частности физики, само по себе
не проявляет симптомов кризиса, но что кризис характерен для
метафизического мышления, для идеализма, оказавшегося бессильным разрешить
теоретические проблемы, выдвинутые бурным развитием естествознания.
Как указывал В. И. Ленин, идеалисты воспользовались открытиями
физики того времени только для того, чтобы выступить с идеалистическими
утверждениями об исчезновении материи. Отвечая на утверждения
идеалистов об исчезновении материи, Ленин писал:
«...Это значит исчезает тот предел, до которого мы знали материю
до сих пор, наше знание идет глубже; исчезают такие свойства материи,
которые казались раньше абсолютными, неизменными,
первоначальными (непроницаемость, инерция, масса и т. п.) и которые теперь
обнаруживаются, как относительные, присущие только некоторым состояниям
материи»1.
Подытоживая достижения естествознания за этот период, Ленин
указывал, что развитие естественных наук ведет к установлению единства
материи, что решение проблемы естествознания возможно лишь с позиций
материалистической диалектики, способной указать направление,
развитие и цели науки в жизни общества.
Итак, в течение последней трети XIX в. совершился переход от
домонополистического капитализма к монополистическому капитализму.
Монополистический капитализм, или империализм, окончательно
сложился в конце XIX—начале XX в.
В эту эпоху производительные силы буржуазного общества достигли
очень высокой ступени развития. Период империализма характеризуется
сильной концентрацией производства, дальнейшим обобществлением
производства и вместе с тем обобществлением технических знаний и
усовершенствований. Однако подчинение производства хищническим целям
погони капиталистов за монопольно высокими прибылями создает
многочисленные преграды на пути развития производительных сил,
технического прогресса. Монополии в своих частных интересах искусственно
задерживают технический прогресс.
Империализму свойственны две противоположные тенденции—одна
к росту производства и развитию техники, другая—к загниванию и
торможению технического прогресса. В этом столкновении двух
противоположных тенденций берет верх то одна, то другая, в результате
чего еще более усиливается неравномерность развития капитализма.
Монополии обусловливают противоречивый характер технического
прогресса, его неравномерный, «лихорадочный» темп роста, его
односторонность, «однобокость».
1 В. И. Ленин, Соч., т. 14, стр. 247.
345

Развитие производства носит односторонний, однобокий характер.
Особенно быстро развиваются отрасли техники, обеспечивающие
империалистическим странам победу в жесточайшей конкурентной борьбе.
Военное дело, строительство и транспорт не только выросли в
колоссальные отрасли индустрии, их требования и запросы пропитали все поры
общественной жизни. Они заставили тяжелую промышленность работать
для удовлетворения своих целей и потребностей. Развитие остальных
отраслей техники было прямо или косвенно вызвано требованиями
военного дела, транспорта и строительства. Таким образом, вся машинная
индустрия в эпоху империализма была поставлена на службу
милитаристским устремлениям гигантских промышленных монополий.
В связи с развитием военного дела, транспорта, строительства
совершенствуется металлургия. В металлургии появляются новые, более
эффективные методы получения стали. На протяжении 40 — 50 лет были
освоены новые способы производства стали — бессемеровский, мартенов-г
ский и томасовский.
Наряду с металлургией идет развитие химической технологии.
Химическая промышленность в этот период играет виднейшую роль в
промышленном производстве и в военном деле. Химическая
промышленность дала новые взрывчатые и отравляющие вещества. Отходы
химического военного производства явились ценным сырьем для многих
отраслей промышленности: красильной, кожевенной, искусственных
удобрений и т. п. Методы химической технологии проникают почти во все
отрасли промышленности, где совершенно преобразуют старые способы
производства продукции или обработки сырья.
Развитие металлургии отразилось на горном деле. Острая потребность
в руде и топливе вызвала необходимость перехода к новым способам
их добычи. В горном деле совершенствуются все процессы и операции
добычи полезных ископаемых. Особенно важно отметить появление
рабочих горных машин (врубовых машин). Горное дело, являвшееся до
70-х годов XIX в. отраслью наиболее отсталой по количеству
применяемых машин и механизмов, в начале XX в. становится одной из
передовых отраслей машинной индустрии.
Улучшение качества металла позволило машиностроению перейти
на новую качественную ступень. Машиностроение обогатилось двумя
крупнейшими достижениями: парком специализированных станков и
индивидуальным электроприводом. Электропривод вызвал изменение
конструкции станков, он изменил весь облик машиностроительных
заводов. Специализация станков по отдельным производственным операциям
изменила самую организацию и технологию производственных
процессов в машиностроении. Появляется и быстро распространяется система
разнородных машин, которая дала возможность перейти к массовому
производству продукции.
Новый вид энергии — электричество — прочно вошло в энергетику.
Здесь были освоены методы промышленной эксплуатации
электроэнергии, в связи с чем разрешены две важнейшие проблемы:
централизованного производства электричества на электростанции и передачи его
на далекие расстояния (освоение тока трехфазной системы).
Электротехника успешно освоила новый вид освещения (электрическая лампа).
Развитие электротехники привело к созданию нового вида теплового
двигателя — паровой турбины. С появлением паровой турбины
электростанции получили экономичный и быстроходный двигатель.
В этот период зародились и совершенно новые технические средства:
телефон, самолет, радио и кинематограф. Они еще не играли большой
роли в жизни общества, однако самое их появление свидетельствует
346

о высокой степени уровня развития всей техники в целом. Они явились
отправными пунктами развития техники XX в.
Естествознание в конце XIX и в начале XX в. вступило также в
качественно новый этап своего развития. Во всех областях знания были
сделаны открытия, способствовавшие колоссальному научному и техническому
прогрессу. Однако наука оказалась не в состоянии правильно объяснить
целый ряд природных явлений. Поэтому идеалистическая философия
объявила «кризис» естествознания. В. И. Ленин в своем гениальном труде
«Материализм и эмпириокритицизм» вскрыл сущность «кризиса» в
естествознании, указав, что обанкротилась не наука, а идеалистическая и
метафизическая философия, которая проповедовала «извечность» и
«несменяемость» научных истин, в том числе «извечность» и «неизменность»
и некоторых основных свойств материи.
В эпоху империализма производительные силы достигли такого
уровня, что они не умещаются в узких рамках капиталистических
отношений. Высокий уровень развития производительных сил и
обобществления производства, крайнее обострение всех противоречий капитализма
свидетельствуют, что буржуазное общество на последней стадии своего
развития вполне созрело для революционной смены его более высоким
общественным строем—социализмом.

ТЕХНИКА ПОСЛЕ ВЕЛИКОЙ
ОКТЯБРЬСКОЙ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ
(переход к автоматической системе машин)

ГЛАВА XXVIII
СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ ПОСЛЕ ВЕЛИКОЙ
ОКТЯБРЬСКОЙ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ
РЕВОЛЮЦИИ
После Великой Октябрьской социалистической революции
начался новый этап в развитии техники. Победа Великой
Октябрьской социалистической революции в России положила начало развитию
нового, социалистического строя. Социалистические революции в странах
Европы и Азии нанесли новый мощный удар по позиции империализма.
Главное содержание, главное направление и главные особенности
исторического развития человечества ныне определяют мировая
социалистическая система, силы, борющиеся против империализма за
социалистическое переустройство общества.
Первая мировая война и Октябрьская революция положили начало
общему кризису капитализма.
«Отпадение от капитализма все новых стран,— говорится в
Программе КПСС,— ослабление позиций империализма в экономическом
соревновании с социализмом; распад колониальной системы империализма;
обострение противоречий империализма с развитием
государственно-монополистического капитализма и ростом милитаризма; усиление внутренней
неустойчивости и загнивания капиталистической экономики,
проявляющееся в растущей неспособности капитализма использовать полностью
производительные силы (низкие темпы роста производства, периодические
кризисы, постоянная недогрузка производственных мощностей,
хроническая безработица); нарастание борьбы между трудом и капиталом;
резкое обострение противоречий мирового капиталистического хозяйства;
небывалое усиление политической реакции по всем линиям, отказ от
буржуазных свобод и установление в ряде стран фашистских, тиранических
режимов; глубокий кризис буржуазной политики и идеологии,— во всем
этом находит свое выражение общий кризис капитализма».
В социалистических и капиталистических странах складываются
различные социально-экономические условия для развития техники.
Вся мировая техника в современную эпоху в целом развивается
чрезвычайно быстро, гораздо быстрее, чем на всех предыдущих этапах,
несмотря на тормозящее технический прогресс влияние отживающего
капитализма. Это происходит в силу того, что возможности дальнейшего
развития техники всегда определяются уя^е достигнутым уровнем производства
и расширяются по мере его роста. Каждая новая историческая эпоха
наследует созданные в предшествующие эпохи технические достижения,
опирается на накопленный ранее производственный и технический опыт.
Поэтому каждая новая ступень в развитии производительных сил ставит перед
людьми новые, более обширные задачи в области технического прогресса
351

и создает новые, более богатые и разнообразные средства для их
разрешения.
Однако полное и всестороннее использование возможностей
дальнейшего ускорения развития производительных сил, в том числе и
возможностей технического прогресса, зависит от экономического строя
общества, от производственных отношений.
В предыдущей части данной работы уже рассматривались условия
развития техники в первоначальный период развития империализма.
В эпоху общего кризиса капитализма все свойства империализма,
тормозящие технический прогресс, еще более усилились и углубились.
Развитие производства в странах капитализма идет неравномерно,
зигзагами.
В эту эпоху учащаются экономические кризисы. До первой мировой
войны кризисы происходили обычно через каждые 10—12 лет. В период
между двумя мировыми войнами с 1920 по 1938 г., т. е. за 18 лет,
произошло три экономических кризиса: в 1920—1921 гг., в 1929—1933 гг.,
в 1937—1938 гг., причем глубина падения производства увеличивалась
от кризиса к кризису. Продукция обрабатывающей промышленности
США во время кризиса 1907—1908 гг. упала на 16,4%, во время кризиса
1920—1921 гг.—на 23%, а во время кризиса 1929—1933 гг.—на 47%.
За послевоенные годы промышленность главной империалистической
страны — США четырежды переживала кризисные потрясения. В 1957—
1958 гг. кризис захватил страны, на долю которых приходилось почти две
трети промышленной продукции капиталистического мира.
Кризисы, ведущие к разрушению производительных сил, к
катастрофическому падению производства, неизбежно приводят к искусственной
задержке технического развития, а подчас и к уничтожению ранее
внедренной техники. С наступлением кризиса производства закрываются
заводы, тушатся домны, останавливаются электростанции. Громадные
технические средства омертвляются, замораживаются, обесцениваются,
а зачастую и разрушаются.
Современный капитализм крайне обострил проблему рынка.
Империализм бессилен решить эту проблему, ибо его закономерностью является
отставание платежеспособного спроса трудящихся от роста производства.
Он также тормозит индустриальное развитие слаборазвитых стран.
Мировой капиталистический рынок относительно сужается по сравнению с более
быстро развивающимися производственными возможностями.
Обострение проблемы рынков порождает хроническую недогрузку
предприятий, т. е. замораживает громадные производственные мощности
уже существующих фабрик и заводов, а также тормозит дальнейшее
развитие и рост отдельных отраслей промышленности. Недогрузка
промышленных предприятий самым пагубным образом отражается на росте
производства в целом, углубляет неравномерный темп его развития, является
препятствием для технического прогресса.
В настоящее время в капиталистических странах накоплены
громадные материальные ценности, созданы мощные производительные силы.
Однако капиталистические отношения затрудняют планомерное и наиболее
полное использование всех возможностей научного и технического
прогресса. В то же время это не означает полного застоя, закупорки
производительных сил и не исключает роста капиталистической экономики
в отдельные периоды в отдельных странах.
В целом же капитализм все больше сковывает развитие современных
производительных сил.
Условия развития техники при социализме коренным образом
отличаются от условий технического развития при капитализме. Социалисти-
352

ческий способ производства постоянно находится в стадии своего
восходящего развития, социалистические производственные отношения
стимулируют развитие производительных сил.
Целью социализма является все более полное удовлетворение
растущих материальных и культурных потребностей народа путем непрерывного
развития и совершенствования общественного производства.
Развитие же и совершенствование производства возможны,
естественно, лишь при максимальном использовании всех возможностей науки
и техники.
Всемерное поощрение развития науки и техники вытекает,
следовательно, из самой сущности социалистического строя.
Основными факторами, способствующими развитию техники при
социализме, являются ликвидация частной собственности на средства
производства, возможность и необходимость строгого и точного планирования
всего народного хозяйства, в том числе и на длительные периоды времени
(перспективные планы), тесная и всеобъемлющая связь науки с техникой
и производством, а также новое отношение масс к труду, в частности к
техническому творчеству.
Экономика СССР развивается значительно быстрее США. За
последние семь лет (1954—1960 гг.) среднегодовой темп прироста промышленной
продукции составил в СССР 11,1%, а в США — 2,5%. Мировая система
социализма в целом также развивается значительно быстрее
капиталистического мира. За последние десять лет среднегодовой прирост
промышленного производства по всей системе социализма составил 13,6%, а в
странах капитализма — 5%. Промышленность социалистических стран
производит ныне примерно 36% мировой продукции по сравнению с 27%
в 1955 г.
Социализм превосходит капитализм не только по темпам, но и по
абсолютным приростам промышленной продукции. Среднегодовое
абсолютное увеличение промышленного производства в целом за 1953—1960 гг.
было в СССР примерно вдвое большим, чем в Соединенных Штатах. Если
в 1950 г. промышленное производство СССР составляло около 30%
промышленного производства США, то сейчас оно превысило 60%. Ныне наша
страна набирает силы для нового двадцатилетнего гигантского взлета
советской экономики.
В процессе создания материально-технической базы коммунизма
Советский Союз превзойдет США по общему объему промышленного и
сельскохозяйственного производства, по производству продукции на душу
населения, по производительности труда. Через двадцать лет СССР будет
производить пбчти в два раза больше промышленной продукции, чем ныне
производится во всем несоциалистическом мире. Социализм станет
экономически главной силой мира.
Сравнение развития производства двух противоположных
экономических систем ясно показывает, что будущее принадлежит социализму.
Пуск первой атомной электростанции, создание мощных турбореактивных
и турбовинтовых самолетов, спуск на воду первого атомного ледокола,
запуск в мировое пространство первых искусственных спутников Земли,
первая фотография обратной стороны Луны и, наконец, величайшее
событие в истории науки и техники — первые космические полеты вокруг
Земли советских космонавтов Юрия Гагарина и Германа Титова
показывают, что эстафета научно-технического прогресса все больше переходит
к социализму.
Раскрывая условия развития техники в странах социализма и в стра-*
нах капитализма, нельзя вместе с тем игнорировать то общее, что
характерно для развития техники в эту эпоху и что позволяет говорить о единой
353

технике. Постановка вопроса о единой технике целиком вытекает из
особенностей развития техники, которые определяют не только социальными
условиями, но и всем внутренним ходом ее развития, ее естественнонаучной
основой и теми возможностями, которые на каждом историческом этапе
перед техникой открывает наука.
Развитие техники в этот период является прямым продолжением раз^
вития техники предшествующих лет. В новых условиях реализуются те
возможности, которые были заложены открытиями и изобретениями
предшествующего периода. Страны социализма и капитализма, используя
технику в интересах различных социально-экономических систем, развивают
эти возможности, руководствуясь внутренней логикой развития техники.
Поэтому можно говорить о некоторых важнейших направлениях развития
техники в эту эпоху, которые коренным образом отличаются от развития
техники предшествующих лет.
Рассматриваемый в этом разделе книги период развития техники
является временем перехода к автоматической системе машин.
Автоматическую систему машин К. Маркс считал завершающим
этапом машинного производства. «Когда рабочая машина,— писал Маркс,—
выполняет все движения, необходимые для обработки сырого материала,
без содействия человека и нуждается лишь в контроле со стороны
рабочего, мы имеем перед собой автоматическую систему машин...»1
Время перехода к автоматическим системам машин наступило по
существу только сейчас. Раньше не было ни технических, ни научных
предпосылок для широкого внедрения автоматики. И только за последние годы,
в связи с дальнейшим развитием механических, гидравлических,
электрических систем, а особенно в результате появления новых электронных
приборов, были созданы предпосылки для перехода от отдельных
автоматов и автоматических систем к автоматизации как универсальной системе
производства.
В связи с появлением новых приборов и систем для автоматизации
в последнее время изменялась и сама машина. К. Маркс, говоря о
совокупности машин, выделял в ней три звена: исполнительный механизм,
передаточный механизм и двигатель. Он указывал, что промышленная революция,
связанная с распространением машин, началась с изменения
исполнительного механизма, с момента, когда инструмент из рук рабочего перешел в
рабочую часть машины, и тем самым создалась возможность работать
одновременно большому количеству инструментов.
Автоматизация создает в отдельных машинах и в их совокупности
четвертое звено, которое позволяет автоматически контролировать и
регулировать производственный процесс. Приборы регулируют отклонения
от заданных условий режима и не только регистрируют, но и приводят
в движение механизмы, устраняющие это отступление от заданного режима.
Более того, современные автоматические приборы, специальные счетно-
управляющие устройства позволяют не только поддерживать
установленный производственный режим, но и вести технологический процесс по
сложным, заранее заданным условиям.
Особенно велико значение приборов для контроля, регулирования
и автоматизации производственных процессов и технологии в химической,
металлургической и ряде других отраслей промышленности, где
производственные процессы протекают непрерывное замкнутых системах, печах,
аппаратах без непосредственного доступа к ним человека и где приборы
создают единственную возможность для контроля, регулирования и
автоматического управления.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 387.
354

Предпосылки для создания универсальной системы автоматизации
производства были созданы электричеством. Проблемы использования
электричества были в основном решены еще в предшествующий дериод-
Но только теперь, найдя правильное научно-техническое решение
широкого использования электричества, человечество смогло превратить его
в энергетическую базу современной техники. И здесь дело идет не просто
об огромном возрастании выработки электроэнергии. Главное в том, что
электроэнергия, начав со скромной области электрического освещения,
завоевывает сферу силового хозяйства и в наше время, все более
решительно внедряясь в технологию, преобразует ее и открывает перед ней новые
возможности автоматизированного производства. Электроэнергия
способствует изменению и быта человека.
Первостепенное значение приобретает электрификация народного
хозяйства. Именно на основе электрификации в современных условиях
только и возможно применение и использование новой техники.
Опережающий рост электрических мощностей является решающим условием
дальнейшего развертывания капитального строительства, развития новых
энергоемких производств, внедрения прогрессивных технологических
процессов (особенно в металлургии и химии), а также обеспечения лучших
условий труда (в том числе механизация домашнего труда).
В эту эпоху наряду с ростом мощностей растет и экономичность
электростанций, а также систем передачи электрического тока. Резко
возрастают мощности турбин, все больше внедряются котлотурбоагрегаты на
высокие, а затем и сверхвысокие параметры пара, образуются крупные
объединенные энергосистемы. Особое внимание уделяется развитию систем
автоматического регулирования при производстве и применении
электроэнергии, расширяется комплексная автоматизация и телемеханизация
ГЭС, энергосистем, крупных подстанций.
Все более решающей основой современной техники
автоматизированного производства становится электроника, возникшая на основе успехов
радиотехники. Бурный рост электроники происходил в период второй
мировой войны и особенно в последующие годы. Это позволило быстро увеличить
выпуск приборов и средств автоматизации, которые служат материальной
основой систем автоматического управления.
Для современной техники типичным является появление новых
принципов и систем автоматического управления, в частности таких, которые
используют электронные счетно-решающие и управляющие устройства
для определения и обеспечения наивыгоднейших режимов работы
оборудования. К их числу относятся так называемые «самонастраивающиеся»
системы, которые автоматически определяют и поддерживают наиболее
эффективный, оптимальный режим работы установки. Анализируя
состояние процесса, они выбирают лучшие режимы, постепенно улучшая тем
самым работу системы в целом. Помимо производственных установок
автоматизация охватывает и экономические исследования, при которых
используются вычислительные машины для обработки поступающей извне
информации и выполнения расчетов (например, в области планирования работы
предприятия).
Создание новейших электронных счетно-решающих и управляющих,
устройств явилось замечательным итогом достижений электроники за
последние полтора десятка лет. Расширяющееся использование средств
электроники повлекло за собой интенсивное создание многочисленных
научно-исследовательских организаций, работающих в области автоматики.
Характерной чертой современной техники является гигантское
развитие двигателей внутреннего сгорания, приведшее к созданию мощных,
газотурбинных и реактивных двигателей.
355

При всех преимуществах электропривода в рассматриваемый период
он не смог быть использован для целого ряда подвижных машин. Между тем
развитие производства требовало связующих звеньев между
предприятиями, вырабатывающими продукцию, и транспортными железнодорожными
артериями современного хозяйства. Таким связующим звеном явился
прежде всего автомобиль. Транспортный двигатель был необходим для огромной
¦сферы производства, которая не была вооружена современными машинами,
и прежде всего для сельского хозяйства, где двигатель внутреннего
сгорания позволил создать целую систему машин. Двигатель внутреннего
сгорания нашел широкое применение в механизации строительных работ.
Но еще большее значение двигатели внутреннего сгорания имели для
развития авиации — особенно реактивные двигатели, благодаря которым
были созданы управляемые снаряды и различные ракеты как для военных
целей (что в первую очередь связано с агрессивной политикой ряда
империалистических стран), так и для научных исследований.
Новые отрасли техники потребовали принципиально новых машин,
характеризующихся высокой прочностью, точностью, скоростью,
применением новых металлов, нового сырья.
Однако было бы неправильно рассматривать ведущее значение новых
отраслей техники только с точки зрения тех требований, которые они
предъявили к старым отраслям. Главное в развитии новой техники заключается
в том, что она дала новые возможности для развития всей совокупной
техники. Причем в этом решающую революционизирующую роль играет
электротехника, электроника, которые изменяют машины и системы
машин, применяющиеся в различных отраслях производства.
В машиностроении огромное развитие получили
металлообрабатывающие станки, значительно повысились скорости резания металлов,
прокатки, ковки, термической обработки, все большее значение
приобретают новые методы литья и штамповки как самостоятельные
технологические процессы и т. д. Переход к массовому и поточному производству
обусловил коренные изменения в технологии машиностроения, в связи с чем
в этот период развиваются новые конструкции станков, создаются
автоматические агрегаты и системы. Автоматизация находит широкое
применение, прежде всего, в производстве массовой продукции.
Характерно, что на автомобильных заводах, например, подавляющее
большинство станков работает по автоматическому или
полуавтоматическому циклу, все больше вводятся в действие автоматические линии,
появляются комплексно-автоматизированные цехи и даже целые
предприятия. Появились автоматически управляемые металлообрабатывающие
станки, работающие по определенной программе, что обеспечивает
быструю и простую перестройку их на новые виды продукции. Это крайне
важно в условиях серийного и особенно мелкосерийного производства.
Важнейшее значение приобретает агрегатный принцип в машиностроении,
дающий возможность создавать отдельные машины и их системы
автоматического управления из конструктивно независимых блоков,
допускающих разнообразные взаимные соединения, что облегчает переналадку
поточных линий при переходе к новым изделиям.
Глубокие качественные сдвиги (не говоря уже о количественных)
произошли также и в отраслях техники, связанных с получением
промышленных материалов, и прежде всего в металлургии и промышленной
химии, а также в горном деле. В этот период создаются новые способы
производства металлов и сплавов с особыми свойствами, требующимися
для удовлетворения нужд других, бурно развивающихся отраслей
техники. Все большее значение приобретает электрометаллургия,
автоматическая система которой становится основой ее дальнейшего развития.
356

Прогресс научной химии, а также внедрение техники сверхвысоких
давлений и сверхвысоких и сверхнизких температур и др. открыли
огромные возможности для развития химической промышленности, в частности
в области органического синтеза. При этом основой для развития
химической технологии является автоматическая система машин и аппаратов.
Характерным направлением в развитии техники явилась химизация
производства. При этом следует отметить, что в некоторых случаях
возможности перехода к автоматическим системам связаны с переходом от
механической к химической технологии.
В технике сегодняшнего дня происходит не просто ускоренное
развитие, а новый качественный скачок. Развитие поточного производстваг
широкая механизация и автоматизация, достижения электроники,
появление новых, более совершенных полупроводниковых приборов, освоение
атомной энергии, перспективы использования для мирных целей
термоядерных реакций — все это говорит о возникновении новых явлении
в производстве и тем самым в жизни человека.
Величайшие технические преобразования, связанные с
автоматизацией и другими крупнейшими переворотами в современной технике, дают
основание говорить о наступающей научно-технической революции, ибо
дело идет не только об изобретениях, открытиях и усовершенствованиях,
радикально перестраивающих тот или иной участок производства, ту или
иную отрасль производства, а об изменениях всего совокупного
производственного аппарата.
Наступающая научно-техническая революция является
закономерным процессом, подготовленным всем ходом развития производительных
сил человеческого общества. Она вновь и вновь свидетельствует о
растущем противоречии между капиталистическими производственными
отношениями и уровнем производительных сил. Это противоречие
проявляется в неиспользовании всех возможностей науки и техники,
в торможении технического прогресса, в том, что новая техника несет
безработицу и страдания трудящимся массам капиталистического мира.
В наше время эти противоречия приобрели еще более страшный и
уродливый характер. Капитализм создает «зеленую улицу» для новой техники
преимущественно в военной области. «Человечество,— указывается в
Программе КПСС,— вступает в период научно-технического переворота,
связанного с овладением ядерной энергией, освоением космоса, с развитием
химии, автоматизации производства и другими крупнейшими
достижениями науки и техники. Но производственные отношения капитализма
слишком узки для научно-технической революции. Осуществить эту
революцию и использовать ее плоды в интересах общества может только
социализм». Только в СССР и других странах социализма научно-техническая
революция с успехом реализуется в интересах человека и новые открытия
и изобретения служат созданию материально-технической базы
социализма и коммунизма.

ГЛАВА XXIX
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ ГЕНЕРИРОВАНИЯ
И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Л Рост применения электричества
арактерной особенностью развития техники после первой
мировой войны является быстро растущее применение
электричества во всех отраслях техники. На протяжении XX в. выработка
электроэнергии постоянно растет. С 1900 по 1957 г. выработка электроэнергии
в капиталистических странах выросла почти в 100 раз. В 1900 г. во всем
мире было выработано 15 млрд. квт-ч электроэнергии, в 1913 г. выработка
электроэнергии составила уже 35—40 млрд. квт-ч. Перед второй мировой
войной (1938 г.) выработка электроэнергии достигла 456 млрд. квт-ч.
После второй мировой войны производство электроэнергии продолжало
расти. В 1950 г. было выработано 950 млрд. квт-ч, в 1952 г.—
1017 млрд. квт-ч, в 1954 г. — 1346 млрд. квт-ч, а в 1957 г. только
в капиталистических странах было выработано 1470 млрд. квт-ч, причем
почти половина ее приходилась на долю США.
Рост выработки электроэнергии обусловил серьезные сдвиги в
производстве и решении проблемы использования электричества во всех
областях материальной жизни общества.
Особое значение электроэнергия приобретает при социализме. В
Программе Коммунистической партии Советского Союза указано: «Определяя
основные задачи строительства коммунистического общества, партия
руководствуется гениальной формулой В. И. Ленина «Коммунизм—это
есть Советская власть плюс электрификация всей страны»».
Эта ленинская формула, как отмечал Н. С. Хрущев, дает в
неразрывном единстве политическую (Советская власть) и экономическую
(электрификация всей страны) стороны строительства коммунизма. Ленин
подчеркивал, что планомерная, широкая электрификация страны,
проведенная в пользу всех трудящихся, невозможна в условиях капитализма.
В широком применении электричества В. И. Ленин видел воплощение
современной, передовой техники, показав, что электрификация является
основой материально-технической базы социализма. Электрификация,
являющаяся стержнем строительства экономики коммунистического
общества, играет ведущую роль в развитии всех отраслей народного
хозяйства, в обеспечении всего современного технического прогресса.
Если на первых этапах развития электротехники электричество
использовалось в основном лишь для освещения, то затем во все большем
количестве начинает употребляться на силовые нужды в
промышленности. Растет значение электроэнергии на транспорте, в сельском
хозяйстве, в металлургии и, наконец, в химической промышленности.
В 1945 г. в США для освещения расходовалось 7,74% всей произведенной
358

электроэнергии, в силовых двигателях — 63,24, в электропечах — 13,67,
для электролитических процессов — 13,13% электроэнергии, прочие
расходы составили 2,22%. В 1955 г. промышленность США потребовала более
половины произведенной в стране электроэнергии.
В 1955 г. наиболее высокий уровень потребления электроэнергии для
нужд промышленности (до 70—80%) был в СССР, Чехословакии, Бельгии,
Италии, Финляндии, ФРГ, Франции
и в некоторых других странах;
наиболее высокое потребление электроэнер-*
гии для быта было в Дании и
Исландии, для электрифицированных
железных дорог — в Швейцарии.
Бурными темпами развивается
производство электроэнергии в СССР.
Средний годовой процент прироста
выработки электроэнергии в нашей
стране является более высоким, чем в
самой высокоразвитой
капиталистической стране — США. Если
дореволюционная Россия по выработке
электроэнергии стояла на 15 месте в
мире, то сейчас СССР занимает второе
место после США. С 1913 по 1940 г.
выработка электроэнергии в Советском
Союзе выросла с 2,0 млрд. квт-ч до
48 млрд. квт-ч, т. е. в 24 раза. Победа
Великой Октябрьской
социалистической революции впервые позволила
приступить к созданию грандиозного
плана реконструкции народного хо- Гле? Максимилианович
о Кржижановский,
зяиства нашей страны — плана *
ГОЭЛРО, плана электрификации.
Большую роль в разработке плана ГОЭЛРО сыграл старейший энергетик
нашей страны Г. М. Кржижановский. Программа строительства
электростанций, намеченная планом ГОЭЛРО в 1920 г., уже в 1935 г. была
перевыполнена в 2,5 раза. Мощность электростанций в СССР в 1937 г.
составляла 8,2 млн. кет, перед Великой Отечественной войной — в 1940 г.—
11,2 млн. кет, в 1950 г.— 19,6 млн. кет. Уже в 1947 г. наша страна заняла
по производству электроэнергии первое место в Европе и второе место
в мире. За один 1955 г. рост мощностей на электростанциях Советского
Союза примерно в 3 раза превысил мощности, введенные по плану
ГОЭЛРО за 10 лет.
В 1961 г. в СССР произведено 327 млрд. квт-ч электроэнергии. Это
примерно в 160 раз больше, чем было произведено в 1913 г. В 1960 г.
мощность всех электростанций составила 66 млн. 721 тыс. кет. За годы
семилетнего плана развития народного хозяйства СССР на электростанциях
будут введены новые мощности в размере 58—60 млн. кет. Чтобы
представить размер этого прироста, следует отметить, что за 41 год Советской
власти общая мощность электростанций выросла до 52 млн. кет1.
Мощный подъем экономики страны неразрывно связан с
электрификацией всех отраслей народного хозяйства, и в особенности
промышленности. В будущем произойдет замена всех видов механического привода
1 В 1957 г. установленная мощность электростанций в капиталистических
странах составила 300 млн. кет, причем мощность электростанций США составляла к
началу 1959 г. 142 млн. кет.
359

электроприводом, комплексная механизация тяжелых и трудоемких работ,
автоматизация производственных процессов, неразрывно связанная с
широким применением электроэнергии.
Суммарные потери
% от осей Выработки
О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Щ 101520%
льют I ' ' ' ш ^^щтЬкт
Бельгия '~ """"'""J'>;l4>"v"
тания
Дания
Исландия
Италия
Иордегия
Польша
Румыния
СССР
СШД
Финляндия]
Франция
кия
Шдеицария\
Шбеция
Япония
Весь мир
О 10 20 30 ЦО 50 60 70 80 90 100X5101520%
1 [Промышленность \Щ% быт ||Ц|Ц|ЦТранспорт
Рис. 139. Структура потребления электроэнергии
в некоторых странах мира (1955 г.).
Для проведения электрификации страны в течение ближайших
20 лет с учетом удовлетворения электроэнергией всех отраслей
народного хозяйства, а также значительного увеличения потребления
Генератор
ч*€*
{Зл. 08 иг am ель
я из теллооои
Радио
^О Зарядка
1^^Й аккумуляторов
Электролиз
Рис. 140. Электричество в превращениях энергии в технике.
длементы и
аккумуляторы
электричества на коммунально-бытовые нужды населения необходимо
резко увеличить производство электроэнергии.
В Программе КПСС намечается довести производство электроэнергии
к концу ближайших 10 лет до 900—1000 млрд., а к концу второго
10-летия—до 2700—3000 млрд. тт-ч.
Огромный рост применения электричества в промышленности был
подготовлен спросом всех отраслей производства на новый, более совер-
360

шенный современный двигатель, на новую технологию в металлургии
и химии. Электроэнергия преобразила технологические процессы в
химической и металлургической промышленности и во многих других отраслях
производства. Электричество в XX в. стало наиболее универсальным видом
энергии в технике.
Повышение экономичности электростанций
В начале XX в. по мере все расширяющегося электростроительства
в ряде стран появляются так называемые районные тепловые
электростанции (РЭС), на которых централизуется выработка электроэнергии для
нужд целых районов с их световой и производственной нагрузками.
Распространенные до появления районных электростанций городские
станции обслуживали обычно отдельные районы города, ту или иную
отдельную группу предприятий или жилые кварталы с бытовым
потреблением; некоторые станции вырабатывали энергию для нужд городского
транспорта (трамвай). Появление РЭС означало прежде всего тенденцию
к повышению экономичности методов получения электроэнергии (т. е.
работы электростанций), причем этому в огромной степени
способствовало введение в практику мощных турбогенераторов.
На примере сравнительных размеров удельной кубатуры здания и некоторых
других показателей тепловой электростанции (за 1903—1950 гг.) США видны преимущества
повышения ее мощности.
Таблица 9
Некоторые технико-экономические показатели
тепловых электростанций США
Год
1903
1918
1945
1950
Род первичного
двигателя
Паровая
машина
Паровая
турбина
»
»
Мощность
станции,
кет
45 000
100 000
200 000
300000
Кубатура
(на 1 кет) у л&
51
11,3
8,5
7
Площадь пола
(на 1 кет), jh2
0,1858
0,0325
0,0204
0,01858
Мощность
на 1
рабочего
и
служащего в кет
90
400
1400
2 500
Как видно из таблицы, если за 1903—1950 гг. мощность электростанций
увеличилась в 6,6 раза, то мощность, приходящаяся на одного рабочего, возросла почти в 28 разг
а удельная кубатура здания снизилась в 7,2 раза1. Но как и в других отраслях
промышленности, в США, а также в Англии технико-экономические показатели и
эффективность энергетического хозяйства снижаются из-за высокого удельного веса
устаревшего и изношенного оборудования.
Развитие электрификации в СССР, а также в других странах после
первой мировой войны характеризовалось резким увеличением мощности
отдельных тепловых электростанций (до сотен тысяч кет) и
объединением их для совместной (параллельной) работы на общие электрические
сети. Сооружение мощных электростанций с крупными агрегатами
требует значительно меньших затрат на установленный киловатт мощности,
чем строительство электростанций с небольшими агрегатами.
1 За счет более удачной компоновки уд. кубатура типового главного корпуса
электростанций в СССР за последние годы снизилась до 0,60; на электростанциях США
этот показатель колеблется от 0,55 до 0,65 м3/квт.
361

Уже к началу 30-х годов мощность отдельных тепловых станций
в ряде случаев превышала 0,5 млн* кет при единичной мощности
агрегатов до 150—200 тыс. кет. Ныне стало обычным, что мощность тепловых
районных электростанций составляет несколько сотен тысяч киловатт.
Современные мощные электростанции достигают громадных размеров.
Рис. 141. Строительство главного корпуса
Симферопольской ГРЭС (1958 г.).
Пролет машинного зала главного корпуса станции составляет 30—50 Л1,
длина — более 200 м, высота — 40—50 ж.
Большой объем капитального строительства делает крайне важным
вопрос о снижении стоимости и ускорении сроков строительства
электростанций. Это достигается широким использованием сборного
железобетона, индустриальных методов строительства, тщательной
продуманностью проекта станции. Начиная с 1955 г. в СССР стал применяться
заводской метод строительства электростанций. Первой по новому методу
сооружалась Симферопольская ГРЭС. Применение сборного железобетона,
крупных блоков в строительстве электростанций резко сокращает сроки
и стоимость строительства. Так, промышленная часть Симферопольской
ГРЭС была построена за 22 месяца (рис. 141).
В целях быстрого наращивания энергетических мощностей важное
значение приобрело сооружение открытых тепловых электростанций —
с открытой установкой как основных, так и вспомогательных агрегатов
станций. В открытых электростанциях вместо громоздкого здания
котельного отделения (высотой до 40 м) котельные агрегаты устанавливаются
362

на открытом воздухе, здание машинного отделения уменьшается, а
его высота снижается до трех раз. Такие электростанции работают
в США и Советском Союзе. Первая в СССР тепловая электростанция
открытого типа в Али-Байрамлы (Азербайджан) работает на
газомазутном топливе. В начале 1962 г. первая очередь этой электростанции
была введена в строй.
Повышение экономичности тепловых электростанций сопровождается
ростом их мощности и органически связано с повышением технических
параметров теплосилового оборудования. Если в 1900—1910 гг. единичная
мощность паротурбинного агрегата крупной электростанции составляла
не более 10—25 тыс. кет, то в 1950 г. она достигла 100—150 тыс. кет.
Путем повышения давления и температуры водяного пара, поступающего
в турбины, достигается повышение экономичности тепловых
электростанций за счет уменьшения удельного расхода пара в турбине (т. е.
уменьшения удельного расхода тепла на квт-ч).
В настоящее время на тепловых электростанциях широко
распространены теплосиловые установки с начальными параметрами пара
90 атм, 535°. В современных паротурбинных установках КПД вырос
до 25—30% по сравнению с 4—5% на первых электростанциях и 9—11%
в начале 20-х годов. В паротурбинной установке с давлением пара
в 30 атм общий КПД составляет 23—25%, в установках с давлением
в 100 атм — 30%, а при 170 атм —до 34—38 %х.
Вместе с тем дальнейшее повышение давления и температуры пара
вызывает ряд технических трудностей, в частности падает
эффективность работы специальных паросепарационных устройств котлов, с
помощью которых в обычных условиях устраняется возможность отложения
солей на рабочих органах турбины. Тем не менее все преимущества работы
на высоких параметрах пара настоятельно диктуют необходимость
дальнейшего научно-технического прогресса в этой области (и прежде всего
в металлургии стали).
Использование с начала 20-х годов на крупных электростанциях
регенерированного подогрева питательной воды котлов паром, отбираемым
из промежуточных ступеней турбин, получило в современных
паротурбинных установках широкое распространение. Это позволяет
значительно сократить расход тепла на выработку одного киловатт-часа.
Температура питательной воды в конденсационных турбинных
установках большой мощности (100—150 тыс. кет) составляет 150—225° С, а в
установках с сверхвысоким давлением —240 — 300° С.
В повышении экономичности тепловых станций большую роль
сыграло развитие топочно-котельной техники: переход к мощным котлоагре-
гатам, новым методам сжигания большого количества топлива, широкой
механизации процессов подачи и приготовления некоторых видов
топлива. К 30-м годам в технологии сжигания топлива начинается переход
к крупным котельным топкам (с водяным экраном) для сжигания
твердого топлива в пылевидном состоянии. В настоящее время крупные
электростанции сжигают распыленный уголь, который остается основным
топливом для выработки электроэнергии. В 40-х годах на
электростанциях появились прямоточные паровые котлы, а также новые виды топок,
в которых достигнуто эффективное сжигание дробленого угля. Все
это резко повысило паропроизводительность котлов, которая достигает
1 В Советском Союзе повышение начальных параметров пара в период первого
послевоенного 10-летия с 29 атм и 400° С до 90 атм и 500° С (перед турбинами)
обеспечило повышение экономичности теплосиловых установок на 10—14%. Сейчас в
Советском Союзе намечен перевод энергетики на новые сверхвысокие параметры пара —
220—300 атм, 600—650° С и даже выше.
363

сейчас нескольких сот тонн пара в час. Как правило, крупные
электростанции потребляют местные сорта топлива или отходы топливодобывающей
промышленности. В последние годы все более перспективным становится
использование газообразного топлива.
В связи с появлением новых видов топлива не лишено интереса мнение о
том, что в области строительства электростанций за последнее время
происходит своего рода техническая революция, показателем которой является резкое
падение расхода топлива. Если в
1920 г. в США для производства одного
киловатт-часа электроэнергии
требовалось 1350 г угля, а в 1935—1939 гг. —
650 г, то в 1955—1956 гг. расход
топлива снизился примерно с 445
до 435 г, причем на новых крупных
теплоэлектростанциях расход угля был
еще меньше. В США в 1956—1957 гг.
в штатах Огайо, Теннесси,
Пенсильвания введены в эксплуатацию
электростанции, на которых расход
угля составляет не больше 250—300 г
на квт-ч. При этом в повышении
эффективности станций, работающих на.
каменном угле, главную роль сыграло*
повышение давления и температуры
пара. В связи с этим для котлов и
труб стали необходимы новые сплавы,.
возникли новые конструктивные
решения в области топочно-котельной
техники, предусматриваются специальные-
операции по сокращению содержания
минеральных веществ в воде и др. Теоретические исследования указывают на
возможность в будущем снижения расхода угля до 220 г и даже меньше. В СССР
удельный расход топлива на крупных электростанциях за 40—50 лет снизился
примерно в 4 раза, а за последнее 10-летие—на 25%. В 1959 г. в СССР на РЭС
удельный расход топлива на отпущенный квт-ч составил 477 г.
Рис. 142. Паровые котлы новейшего
и старого типа в сравнении
с современным зданием.
Важным условием улучшения показателей эксплуатации тепловых
электростанций является осуществление принципа блочности в
компановке станций («котел-турбина»). До последнего времени мощность котла
была обычно значительно меньше мощности турбины. На крупных
электростанциях количество котлов поэтому намного превышало число турбин,
причем пар поступал в турбины из общего коллектора, что крайне
неэкономично. Для перехода на блочную схему требуется прежде всего
повышение мощности котла до мощности турбины (с этим тесно связано и
повышение начальных параметров пара).
По этой схеме сооружаются отдельные блоки «котел-турбина», причем
котел (или 2 котла, если отсутствуют крупные котлы) блокируется с
турбиной коротким трубопроводом. Экономический эффект блочных
конденсационных электростанций заключается в отказе от резервных котлов
и удешевлении системы трубопроводов. Кроме того, создается
возможность полной автоматизации тепловых процессов. На районных
электростанциях с агрегатами, например, в 200 и 300 тыс. кет, работающих со
сверхвысокими начальными параметрами пара и с промежуточным
перегревом его, при использовании блочной схемы КПД достигает почти.
40%. В целом можно считать, что на современной крупной
конденсационной станции КПД производства электроэнергии составляет 30—37%
с тенденцией к повышению до 40% (и даже выше).
Характерным направлением электрификации является развитие
теплофикации и создание теплоэлектроцентралей (ТЭЦ). Переход от чиста
конденсационных электростанций к ТЭЦ наряду с процессом повыше-
364

Таблица id
Некоторые технико-экономические показатели послевоенных электростанций в США,
во Франции и типовой электростанции в СССР
п/п
Наименование
показателей
КИНГСТ0Н1
Шони2
Кирни
Эдистон
Кановаривер
Филип-
Спорн
(Франция)
ГРЭС
(СССР)
со
о
СП
Вид топлива
Давление пара (атм)
Начальная температура пара (°С) . . .
Мощность агрегата (тыс. кет)
Установленная мощность станции (тыс. кет)\
Удельный расход топлива на
выработанный квт-ч (г)
КПД станции (нетто)
каменный
уголь
126
150
1600
каменный
уголь
126
150
1500
каменный
уголь
166
593
1453
290
3346
36,8
350
648
3254
ок. 40,8
каменный
уголь
142
566
200
1000
297
39
каменный
уголь
142
566
150
900
308
37,4
бурый
уголь
220
600
200
12005
324
35,3
1 Построена в 1954—1956 гг. Это крупнейшая теплоэлектростанция из всех действовавших в США электростанций в 1959 г.
2 Первый агрегат работает с 1953 г.
3 Мощность одновальной турбины электростанции, первый блок которой начал работу в 1951 г.
4 В 1957 г. здесь велся монтаж двух турбоагрегатов по 325 тыс. кет каждый (с четырехцилиндровой турбиной).
5 В 1959 г. в Институте «Теплоэлектропроект» разработан типовой проект ГРЭС мощностью 2 400 тыс. кет, основным
оборудованием которой являются турбогенераторы мощностью 300 тыс. кет и котлы производительностью 950 т пара в час. Строительство
электростанции планируется в сборных железобетонных конструкциях. В настоящее время по этому проекту строятся Череповецкая,
Назаровская, Криворожская ГРЭС № 2 и др. электростанции.
6 На отпущенный квт-ч.

ния начальных параметров пара является крупнейшим сдвигом в области
повышения экономичности всей паротурбинной установки. ТЭЦ
вырабатывает наряду с электроэнергией тепло для производственных и
коммунально-бытовых нужд за счет того, что тепло пара, отработавшего в
Рис. 143. Тепловой баланс ТЭЦ.
турбине или только в части ступеней турбины, используется затем в-
отопительных системах зданий или применяется в технологических
процессах некоторых производств.
В современных крупных ТЭЦ используются обычно
турбогенераторы в 25 и 50 тыс. кет с тенденцией к повышению до 100 тыс. кет.
Коэффициент использования тепла топлива на ТЭЦ достигает в отдельных случаях
75—78% (и до 80%) по сравнению с 25—35% при раздельной выработке электричества
и тепла. Теплоцентраль, как важнейшее звено в системе теплофикации, обеспечиваег
зиачительное повышение КПД производства электроэнергии. При такой
комбинированной выработке электрической и тепловой энергии на основе теплофикации топливо-
используется экономичнее, чем на конденсационных станциях, причем стоимость
1 квт-ч существенно снижается.
Возникновение идеи комбинированной выработки тепла (для
технологических нужд и отопления) и электрической энергии относится еще*
366

к 1880 годам. В России еще в 1882—1883 гг. инженеры И. Тиме и В. Кир-
пичев указали на возможность экономии топлива за счет использования
так называемого мятого пара для отопления производственных мастерских.
В развитии теплофикации
можно наметить три исторических
этапа: первый этап
характеризуется наличием обособленных
электростанций и отдельных установок
для удовлетворения теплового
потребления; второй —
появлением (в начале XX в.) местных
фабрично-заводских и
коммунальных теплоэлектрических станций,
а также районных котельных и
третий — строительством
районных ТЭЦ. Этот последний этап
связан с развитием теплофикации
в СССР, начатой в 1924 г.
Теплофикация в Советском Союзе
развивалась по пути внедрения
высоких начальных параметров пара
на ТЭЦ, поскольку от этого в
значительной мере зависит
энергетическая эффективность
теплофикации. Теплоцентрали явились
пионерами в деле освоения высоких
начальных параметров пара (для
ТЭЦ отопительного характера
внедряются начальные
параметры пара до 220 атм и 600° С).
В СССР созданы первые мощные
(200 тыс. кет) теплофикационные
турбины. В настоящее время по
теплофикации Советский Союз
занимает первое место в мире.
Отпуск тепла районными ТЭЦ в
Советском Союзе постоянно растет
и в 1940 г. составил 13,3 млн.
мегакалорий, а в 1956 г.—77 млн.
мегакалорий. В настоящее время
советские теплоэлектроцентрали
отпускают до 200 млн.
мегакалорий тепла в год. Все крупные
предприятия и большие города
СССР получают тепло от ТЭЦ.
Для капиталистической
энергетики характерен отрыв
электроснабжения от теплоснабжения,
что приводит к целому ряду нерациональных технических решений.
На тепловых электростанциях США доля теплофикационных турбин
в общей мощности паровых турбин составляет 1—1,5% по сравнению
с 30% в СССР.
Важнейшей линией развития советской энергетики является
повышение ее комплексности: от раздельной выработки всех видов энергии через
теплофикацию (совместную выработку электроэнергии и тепла) к такому
Рис. 144. Некоторые схемы ГЭС,
строившихся на равнинных реках Советского
Союза:
а — совмещенного типа, б — встроенного и в —
приплотинного типов (2 — верхний бьеф, 2 —
нижний бьеф, з — гидрогенератор, 4 —
гидротурбина, 5 — насосная, 6 — всасывающая
труба, 7 — спиральная камера, 8 — бетонная
плотина, 9 — металлический трубопровод).
367

комбинату, на котором можно получать наряду с электроэнергией пар,
газ, химические продукты (например, опытные установки в СССР для
энерготехнологического комбинирования на базе использования низкосортных
местных сортов топлива).
Одной из характерных черт развития современной электроэнергетики
является повышение роли гидроэлектростанций, которые экономичнее
наиболее современных тепловых электростанций. Стоимость
электроэнергии, выработанной на гидроэлектростанциях, почти в 3—4 раза ниже, чем
на тепловых станциях, однако первоначальные затраты на сооружение
ГЭС выше (в основном за счет большого объема строительных—земляных
Рис. 145. Подготовка гидротурбины Камской ГЭС
для установки в кратер.
и бетонных—работ). Тепловые электростанции обладают на современном
этапе развития решающим преимуществом — более короткими сроками
строительства при меньших капитальных затратах на единицу вновь
вводимой мощности. В настоящее время во всех странах ведутся работы по
снижению стоимости строительства ГЭС. Больших успехов добились советские
гидростроители. С 1946 г. в Советском Союзе велось проектирование,
а затем и строительство так называемых совмещенных ГЭС, на которых
специальное машинное здание станции отсутствует, а компактные
гидроагрегаты устанавливаются прямо в теле плотины — силовое здание ГЭС
совмещается с водосбросными сооружениями (рис. 144).
Совмещение машинного зала с водосливной плотиной было
осуществлено, в частности, на Камской ГЭС, первые агрегаты которой вступили
в действие в 1954 г. (рис. 145). Камская ГЭС — это первая в СССР
гидроэлектростанция встроенного типа. Развитие такого типа ГЭС ведет
к полному слиянию силового здания станции с телом плотины, к новым
схемам расположения и конструкциям агрегатов (рис. 146). Волжская
гидроэлектростанция имени В. И. Ленина мощностью в 2 млн. 300 тыс. кет
имеет машинное здание совмещенного типа с донными водосбросами,
выходящими над всасывающими трубами турбин.
368

В 1961 г. вступила в строй Кременчугская ГЭС, которая впервые
в СССР построена с открытой установкой оборудования (ГЭС открытого
типа). На этой электростанции нет машинного зала, а агрегаты сверху
накрываются специальными колпаками. Без машинного зала со съемными
крышками над генераторами проектируется Красноярская ГЭС.
Строительство гидроэлектростанций приобретает особое значение
в связи с тем, что дешевая водная энергия позволяет экономить ценные
сорта ископаемого топлива. Для стран, бедных углем, но имеющих водные
ресурсы, этот вопрос
является решающим для прогресса П^ 2
всех отраслей техники. В Ита- (\ ^^\ rifes
лии, например, с 1938 по тг\ , . .J?1& J \ /^^
1954 г. производство
электроэнергии на
гидроэлектростанциях увеличилось почти
в 2 раза (в 1955—1957 гг.
удельный вес гидроэнергии
составил в Италии 81% от w
всей выработанной электро- ^
энергии). С другой стороны,
в США, например, в конце
50-х годов выработка
электроэнергии на ГЭС была
почти в 5 раз меньше, чем
на тепловых
электростанциях1.
В США строится на
р. Ниагаре Люистонская ГЭС
мощностью в 2 170 тыс. кет, на р. Колумбия — ГЭС Даллес мощностью
в 1 716 млн. кет, а также другие станции несколько меньшей мощности.
Большую роль в производстве электроэнергии играют
гидроэлектростанции в Норвегии, Швейцарии, Швеции, Франции, Канаде. В Швеции
в 1953 г. на ГЭС было выработано 95% всей электроэнергии, во Франции
к 1956 г.— примерно 50% электроэнергии, а в Норвегии —- 99% (рис. 147).
По данным Мировой энергетической конференции, состоявшейся летом
1956 г. в Вене, основными современными тенденциями в области
гидроэнергетического строительства явились укрупнение ГЭС, рост мощности
агрегатов, а также увеличение напора воды. Так, в 1950 г. было начато
рассчитанное на 18—19 лет строительство крупного гидроузла Гран-Диксанс
в швейцарских Альпах. На этом гидроузле возводится гигантская,
высоконапорная плотина. Здесь общая мощность двух гидростанций составляет
около 700 тыс. кет. Гидроэлектростанция Сион-Диксанс (150 тыс. кет)
в Швейцарии в настоящее время является одной из самых высоконапорных
ГЭС (она реализует напор 1750 м).
Широко развернулось строительство гидроэлектростанций в СССР.
За годы Советской власти были построены крупные гидроузлы на Волге,
Днепре, Дону. В 1955—1956 гг. в СССР на гидроэлектростанциях были
введены гидроагрегаты мощностью в 3,3 млн. кет. Мощность крупнейших
гидроэлектростанций в СССР превышает 2 млн. кет. Крупное гидроэлек-
тростроительство ведется в настоящее время. Строятся крупнейшие в мире
Братская, Красноярская ГЭС мощностью в 5—6 млн. кет и др.
Рис. 146. Разрез гидротурбоагрегата Камской ГЭС.
Справа — конструкция с подпятником (2),
расположенным на крышке турбины,
1 — ротор генератора, 3 — опора подпятника,
4 — крышка турбины, 5 — крестовина.
1 В начале 1959 г. общая мощность электростанций в США составляла около
142 млн. кет, из них на долю ГЭС приходилось лишь 24 млн. кет. В США сооружено
несколько крупных гидроэлектростанций, например Гранд-Кули (рис. 150).
369

Канада
¦Португалия
Финляндия
В 1961 г. началось сооружение крупнейшей в Средней Азии
гидроэлектростанции на реке Вахш — Нурекской ГЭС, которая будет
вырабатывать до 12 млрд. квт-ч элек-
3aW54t J*n 1950195119521953Ш Ш5^ей}1Спия троэнергии в год. На Нурек-
*"" ~ ской ГЭС сооружается
высочайшая в мире плотина высотой
300 м. На электростанции будут
установлены 9
гидрогенераторов мощностью в 300 тыс. кет
каждый.
В сентябре 1961 г. было
завершено строительство
крупнейшей в мире Волжской ГЭС
имени XXII съезда КПСС. На
этой электростанции
установлено 22 гидроагрегата
мощностью 126 тыс. кет. Мощность
ГЭС достигает 2 563 млн. кет.
В течение двадцати лет
в СССР будет построено сто
восемьдесят мощных
гидроэлектростанций.
В Восточной Сибири
помимо завершения Братской и
Красноярской ГЭС намечается
к 1980 г. построить на Ангаре
и Енисее Саянскую, Усть-Илим-
скую, Богучанскую,
Енисейскую, Осиновскую, а также
Нижне-Тунгусскую
гидроэлектростанции. Мощность каждой
из них превысит четыре
миллиона киловатт.
На Оби будет построена
Нижне-Обская ГЭС мощностью до шести миллионов киловатт. Мощные
ГЭС будут построены в Средней Азии.
Дзия (без -I
СССР и КНР)
Южная И
Америка
Европа
(без СССР)
Океания А
Весь мир -|
Северная
рика
Африка -L jq
^0
сшд
СССР
Польши
(950195/1952195319Я1955
Рис. 147. Удельный вес гидроэнергии в общей
выработке электроэнергии ряда стран.
Рис. 148. Общий вид Волжской ГЭС имени В. И. Ленина.
Сооружением Саратовской, Нижне-Волжской и Чебоксарской ГЭС
и двух электростанций на Каме будет завершен Волжско-Камский каскад
электростанций.
370

Велики достижения советской науки и техники в области гидроэлек-
тростроительства. Это вынуждены признать и американские специалисты,
которые еще в 30-х годах помогали советским гидростроителям строить
некоторые гидроэлектростанции. Ознакомившись в 1959 г. со
строительством ГЭС в нашей стране, крупнейшие американские специалисты в
области гидроэнергетики пишут: «Советский Союз перегнал Соединенные
Штаты и в области гидроэлектростанций», «русские занимают сейчас
ведущее место в мире по производству гидроэлектроэнергии...», «на
русских ГЭС используются более крупные генераторы, чем в
Соединенных Штатах».
Развитие основного машинного оборудования электростанций
Вместе с ростом электроэнергетического хозяйства в Советском Союзе
и в других странах быстрыми темпами идет и его совершенствование.
На протяжении XX в. в энергетическое хозяйство внедряется все более
и более совершенное оборудование, происходит развитие паровых
турбин, растет их мощность. Экономичность новых установок постоянно
повышается путем использования рациональных тепловых схем, а также
путем совершенствования всего вспомогательного оборудования
паротурбинных станций (подогревателей, испарителей, эжекторов, питательных
насосов и др.)-
Вот уже более полувека турбина является универсальным двигателем
для привода электрических генераторов электростанций. И хотя за
последние три-четыре десятилетия основные системы паровых турбин мало
изменились (в них вносились лишь некоторые усовершенствования),
однако в огромной степени увеличились единичные мощности агрегатов,
большое применение получили турбины специального назначения.
Уже к началу 30-х годов мощность паровой турбины почти в 200 раз
превышала мощность турбины 1900 г. В настоящее время наряду с
турбинами мощностью до 200—250 тыс. кет создаются турбины мощностью
в 300—350 кет и намечается создание агрегатов мощностью в 500—
600 тыс. кет1.
Перед энергетической техникой всегда стояла задача повышения числа оборотов
ротора турбин при максимально возможной мощности. Однако рост скорости турбин
ограничивают стандарты частоты электрического тока (в СССР — 50 пер /сек). Число
оборотов турбин связано со скоростью протекания пара, а следовательно, с размерами
турбины. Повышение числа оборотов в конечном счете связано с общим прогрессом
техники, в том числе в машиностроении, металлургии, а также с улучшением
конструкции самой турбины. Применение пара высокого давления дало толчок к
совершенствованию конструкций паровых турбин, использованию новых материалов (в частности,
легированных сталей).
Схема регулирования, применяемая во многих конденсационных турбинах,
включает центробежный регулятор, поддерживающий автоматически число оборотов на
почти постоянном уровне за счет изменения величия открытия клапанов, регулирующих
доступ пара в турбину. При этом автоматическое регулирование в энергосистемах
включает регулирование активной мощности генератора, осуществляемое воздействием
на регулятор скорости первичного двигателя (турбины).
Мощные паровые турбины обычно являются одновальяыми комбинированными
активными или смешанными активно-реактивными и, как правило, конструируются
многоступенчатыми, причем в каждой ступени перерабатывается лишь часть общего
перепада тепла. Процесс расширения пара в турбинах осуществляется в ряде
последовательных ступеней. Увеличение числа ступеней ведет к росту экономичности турбины.
При очень большом числе ступеней (более 20—25 турбина составляется из 2 или
1 Выбор этих мощностей, помимо чисто экономических факторов, находится
в связи с суммарной мощностью электрической системы, в которой работает станция.
371

3 цилиндров. В турбинах применяют также разветвленный на два потока выпуск
пара (дробление выпуска), что повышает мощность машины.
Современная паровая турбина рассчитана на срок службы не менее 100 тыс. часов,
что соответствует около 11,5 годам непрерывной эксплуатации.
По характеру теплового процесса помимо конденсационных турбин
выделяются специальные турбины — с противодавлением и
промежуточным отбором пара. Специальные турбины стали появляться в основном
с 20-х годов для установок комбинированной выработки электроэнергии
и тепла (впоследствии — ТЭЦ).
Так, в 1907 г. в России была создана турбина с регулиорванием
постоянного давления отбираемого пара. Вместе с этим в дальнейшем стали
Рис. 149. Вид строительства Братской ГЭС (1960 г.).
появляться сложные механизмы автоматического регулирования турбины.
На советских ТЭЦ наиболее распространены конденсационные турбины
с одним или двумя регулируемыми отборами пара.
На современных электростанциях применяются и предвключенные
турбины — с высоким начальным давлением пара и высоким
противодавлением, когда отработавший в них пар поступает в обычные турбины1,
а также турбины высокого давления с промежуточным (вторичным)
перегревом пара (перегреву подвергают пар из промежуточной ступени
турбины), чисто реактивные турбины, паротурбинные установки с применением
ртутно-водяного бинарного цикла и. наконец, транспортные турбины (в
основном судовые).
На протяжении XX века в СССР и в других странах происходит
постоянный рост мощности турбоагрегатов. Еще во время первой мировой
1 Следует отметить, что в США и ряде других стран часто применяют «двухваль-
ные» турбоагрегаты, состоящие из двух отдельных турбогенераторов, причем одна из
турбин работает паром, отработанным в другой турбине — высокого давления, что
позволяет создать агрегат большой мощности.
372

войны в Германии был создан агрегат мощностью в 50 тыс. кет, а в 1927—
1929 гг.— 80—100 тыс. кет, максимальная мощность одновальных
турбоагрегатов в США в 1914 г. составляла 20 тыс. кет, в 1924 — 60 тыс. кет,
1929 г.— 160 тыс. кет. В том же, 1929 г. в США был создан трехвальный
агрегат мощностью до 260—325 тыс. кет. В 1959—1960 гг. мощность
крупнейших турбоагрегатов на
некоторых электростанциях
достигла 450—500 тыс. кет.
В последнее десятилетие
изготовляются
турбоагрегаты очень больших
мощностей — 200—300 тыс. кет
при одновальном и 500—
600 тыс. кет при двухваль-
ном агрегате. Не исключена
возможность доведения
единичной мощности двухваль-
ной турбины до 1 млн. кет.
Выдающихся успехов в
паротурбостроении
добились советские специалисты.
В 1923—1924 гг.
Ленинградским металлическим заводом
были созданы первые
советские турбины мощностью
всего в 2 тыс. и 3 тыс. кет.
Но уже через несколько лет
этот завод перешел на
производство паровых турбин
мощностью в 24 и 50 тыс. кет.
В 1937 г. была создана
первая одновальная турбина
мощностью 100 тыс. кет.
После Великой Отечест- PuCt ш общий вид гидроэлектростанции
венной войны были построены (Гранд-Кули, США),
еще более мощные агрегаты с
высокими параметрами пара.
В 1952 г. в Советском Союзе была создана одна из крупнейших
в мире стационарных трехцилиндровых одновальных турбин
мощностью 150 тыс. кет (при 3000 об/мин) на параметры пара 170 атм
и 550° С. В Западной Европе первая турбина такой мощности была
построена в Швейцарии лишь в 1955 г. За 1950—1957 гг. в Советском
Союзе были построены 54 турбины мощностью в 100 тыс. кет и 4
мощностью в 150 тыс. кет.
К середине 1956 г. был разработан проект одновальной с тремя
цилиндрами турбины мощностью в 200 тыс. кет, рассчитанной на начальное
давление пара 130 атм при температуре 565° С (с промежуточным перегревом
пара до той же температуры). Эта турбина является основной базовой
машиной для районных тепловых электростанций. В 1958 г. в СССР были
построены первые три турбины по 200 тыс. кет (рис. 151). Действующий
макет этого агрегата на Всемирной выставке в Брюсселе был удостоен
высшей награды—«Гран при». В 1958 г. Ленинградский металлический
завод спроектировал опытную турбину мощностью 300 тыс. кет,
рассчитанную на сверхкритические параметры пара — 325 атм и 650° С. В конце
1960 г. на Ленинградском металлическом заводе была создана уникальная
373

паровая турбина мощностью в 300 тыс. кет. В 1960 г. на Харьковском
турбогенераторном заводе была создана турбина мощностью в 300 тыс. кет
(рис. 152).
В настоящее время в СССР разрабатываются проекты турбин в 400 тыс.
и 600 тыс. кет. Это позволит создавать крупнейшие тепловые
электростанции мощностью свыше 2 млн. кет. В основном в СССР на тепловых
электростанциях мощность паровых турбин
не превышает 100—150 тыс. кет.
За последние годы в Советском
Союзе вместе с сооружением
крупнейших тепловых электростанций
постоянно растет производство основных
видов электрического оборудования
станций, и прежде всего
турбогенераторов. В 1953 г. по сравнению с
1950 г. производство турбогенераторов
возросло в 4 раза.
Основным элементом тепловых
установок по производству
электрической энергии являются
паротурбинные генераторы (турбогенераторы).
В последнее десятилетие в них почти
исключительно применяется
синхронный генератор переменного тока
(трехфазного), непосредственно соединенный
с валом турбины. Это — 4-х и 2-по-
люсные электрические машины со
скоростью вращения 1500 и 3000 об/мин.
Диапазон их мощностей сейчас
простирается от 500 кет до 200—320
тыс. кет (напряжением примерно до
16 кв).
Турбогенераторы явились
логическим завершением развития
обычных генераторов постоянного, а затем
переменного тока, начатого еще в
XIX в. По существу генератор
постоянного тока — это генератор пе-
Рис. 151. Сборка паровой турбины реМеННОго тока, конструктивно объе-
мощяостыо 200 тыс. кет. ^ „ ' *j
диненныи с механическим
выпрямителем (коллектором). Тем не менее
генераторы переменного тока стали создаваться значительно позже
генераторов постоянного тока. Начиная с 900-х годов в области генераторо-
строения в ряде стран велись большие исследования, и уже в 1920 г.,
например, были построены турбогенераторы мощностью в 60 тыс. и
25 тыс. кет (оба с воздушным охлаждением). В 1937 г. производство
турбогенераторов мощностью в 100 тыс. кет было освоено в Советском
Союзе.
Одним из важнейших моментов эксплуатации генераторов является
охлаждение его обмоток. Вначале генераторы охлаждались воздухом.
Однако использование мощных (более 25 тыс. кет) быстроходных
турбогенераторов требовало создания более эффективной системы
охлаждения. В 1937 г. в качестве охлаждающей среды впервые был применен
водород. В США в 40-х годах водородное охлаждение получило почти
исключительное распространение для турбогенераторов мощностью
374

более 15—25 тыс. кет. В 1944 г. на одной из электростанций в штате
Западная Виргиния вступил в строй генератор в 100 тыс. кет.
Коэффициент теплопередачи от охлаждаемой поверхности к газу
для водорода в 1,5 раза больше, чем для воздуха, что в конечном
счете позволяет создавать более мощные генераторы при тех же их
размерах.
В СССР начиная с 1946 г. выпускаются турбогенераторы с
водородным охлаждением мощностью от 25 тыс. до 100 тыс. и 150 тыс. кет при
Рис. 152. Сборка ротора паровой турбины мощностью 300 тыс. кет.
3000 об/мин, а в 1958—1959 гг. были построены первые турбогенераторы
мощностью 200 тыс. кет с форсированным водородным охлаждением.
Паровая турбина этого генератора делает 3000 об/мин и работает в блоке
котел—турбина. В 1959 г. на одной из новых английских электростанций
начал работу первый турбогенератор в 200 тыс. кет.
К 1956 г. компанией «Дженерал электрик» (США) была разработана конструкция
турбогенератора внутреннего (непосредственного) охлаждения с помощью водорода,
что позволило заметно снизить вес статора, уменьшить габариты корпуса (в частности
сократить длину установки). Отличительная особенность новой конструкции состоит
в том, что размещенные в пазах секции обмотки ротора изготовлены в виде полых
трубок прямоугольного сечения и для их охлаждения предусмотрен независимый
контур. Водород охлаждается центробежным вентилятором, установленным на внешнем
конце ротора, прогоняется сквозь трубки обмотки.
Форсированное водородное охлаждение явилось важнейшим
моментом для создания мощных генераторов. Большое снижение температуры
нагрева достигается применением жидкостного охлаждения статорных
обмоток, впервые примененного фирмой «Дженерал электрик» в 1954—
1955 гг. для генератора в 260 тыс. кет.
375

В 1958 г. в Советском Союзе был рассмотрен технический проект*
турбогенератора мощностью в 300 тыс. кет с использованием новых
способов водородного и жидкостного охлаждения обмоток. В конце 1959 г.
на Харьковском заводе тяжелого электромашиностроения было освоено
производство турбогенераторов мощностью 200 тыс. кет с внутренним
водородным охлаждением обмоток ротора и статора (рис. 153). Завод
«Электросила» в ноябре 1959 г. завершил разработку оригинального
турбогенератора в 200 тыс. кет с охлаждением обмотки ротора машины
Рис. 153. Вид турбогенератора мощностью 200 тыс. кет.
водородом, а статора водой. Такой турбогенератор весит на
100 т меньше, чем предыдущая машина такой же мощности с
форсированным водородным охлаждением. В конце 1959 г. советские
конструкторы разработали рабочий проект турбогенератора в 300 тыс. кет.
К началу 1961 г. завод «Электросила» изготовил турбогенератор
мощностью в 320 тыс. кет, а также создал технический проект
турбогенератора мощностью в 500 тыс. кет.
Представление о характере основного оборудования тепловой электростанции дает
первая в СССР электростанция на сверхвысоких параметрах пара — Черепетская ГРЭС
(1-я очередь, 1958 г.) мощностью в 600 тыс. кет (рис. 154). Черепетская ГРЭС работает
на низкосортном буром угле. Она оборудована барабанными паровыми котлами
(с трехступенчатыми пароперегревателями) паропроизводительяостыо 240 ml час и
полностью экранирование топкой, а также водяным и воздушным экономайзерами.
Турбины мощностью в 150 тыс. кет на 3 тыс. об/мин работают паром, имеющим
давление 170 атм и температуру перегрева 550°, и состоят из трех цилиндров,
последовательно расположенных один за другим. В цилиндре высокого давления
имеется 8 ступеней, в цилиндре среднего давления — 12, а в двухпоточяом цилиндре
низкого давления — по 3 ступени в каждом потоке. Совершив работу в цилиндре
высокого давления турбины, пар возвращается в котлы для промежуточного
(дополнительного) перегрева (до 525°), после чего вновь подается в цилиндр среднего и
низкого давления. Для подогрева конденсата п питательной воды имеется несколько
отборов пара от турбины. На станции применяются электрические генераторы
трехфазного тока на 3 тыс. об/мин с водородным охлаждением. Оборудование скомпановано*
376

по блочной схеме «2 котла—1 турбина». Общий КПД электростанции составляет
примерно 37%.
В годы семилетки в СССР будут созданы тепловые электростанции
огромной мощности на дешевых углях, мазуте, газе. В Кузбассе
сооружается Томь-Усинская ГРЭС на 1 300 тыс. кет по блочной схеме. Назаров-
ская ГРЭС в Красноярском крае будет иметь мощность 2 400 тыс. кет.
В октябре 1961 г. вступила в строй крупнейшая в стране Приднепров-
Рис. 154. Внутренний вид Черепетской ГРЭС.
екая ГРЭС мощностью 1200 тыс. кет. Однако строительство этих
электростанций является лишь промежуточным этапом к сооружению
еще более крупных ГРЭС. Сейчас советские инженеры создали еще более*
смелые проекты. Одним из них является Конаковская ГРЭС —
крупнейшая в мире тепловая электростанция, которая будет построена на границе
Московской и Калининской областей. Первая очередь ее рассчитана на
2800 тыс. кет. Здесь впервые будут работать турбоагрегаты мощностью
800 тыс. кет, а сама станция будет собираться, монтироваться из
отдельных крупных узлов и элементов. Управление всеми агрегатами станции
будет осуществляться с центрального блочного щита в главном корпусе,
в управлении электростанцией будут участвовать информационные и
решающие электронные машины. Станция будет работать на дешевом
газообразном топливе.
В течение двадцати лет в СССР будет построено около двухсот
районных тепловых электростанций мощностью до трех миллионов киловатт
каждая, а также 260 крупных теплоцентралей.
В Восточной Сибири на базе углей Канско-Ачинского бассейна будут
созданы две группы высокоэкономичных сверхмощных тепловых
электростанций: в районе Красноярска—Итатско-Боготольская и в районе
Канск—Тайшет—Ирша-Бородинская по три миллиона киловатт и болыпе
каждая электростанция.
377

Намечается построить ряд мощных тепловых станций в районе
Саратова, Волгограда, Горького и в районе Куйбышев—Уфа—Оренбург.
Мощные тепловые электростанции будут построены и в других районах
страны.
Они возникнут в Центральном и Центрально-Черноземном районах
Европейской части Союза, к югу и на северо-восток от Москвы, на Украине,
в районе Киева, Кировограда и Николаева, в Донбассе, в Латвии и
Белоруссии.
Переход на сооружение мощных и сверхмощных тепловых
электростанций с агрегатами по 200—300—500 тыс. кет и выше на базе дешевых
углей открытых разрезов повышает их экономическую эффективность, что
позволяет снизить себестоимость производства электроэнергии почти до
уровня гидравлических электростанций.
Развитие гидростанций связано с развитием электротехники вообще,
но прежде всего с совершенствованием и резким повышением мощности
гидротурбин. Превращение гидросиловой установки в
гидроэлектростанцию на рубеже XIX и XX веков потребовало создания новых конструкций
турбин — прямого соединения их с генератором. Это привело к
увеличению числа оборотов гидротурбин, что способствовало улучшению их
конструкции. КПД современных гидротурбин составляет 0,86—0,94, а
гидрогенераторов — 0,85—0,98.
Централизация электроснабжения привела к росту мощности ГЭС
и гидроагрегатов, разработке простых регуляторов для поддержания
требуемого режима работы установок, а затем и системы автоматизации и
телемеханизации управления и контроля.
Особое значение приобрели вопросы водноэнергетического
регулирования, поскольку работа гидроэлектростанции зависит от режима речного
стока. Выравнивание (регулирование) речного стока воды производится
при помощи водохранилищ. ГЭС стали важнейшим фактором создания
высшей формы организации энергохозяйства — электроэнергетических
систем. Они стимулировали развитие электротехнологии (сварка,
электролиз, связанный азот, электрометаллургия и т. п.).
По сравнению с тепловыми и электрическими машинами
гидротурбины имеют специфические особенности, прежде всего в отношении напора
воды (высоты падения) и расхода ее, которые диктуются природными и
другими условиями. Этим вызывается большое количество разновидностей
турбин (до 300 типов), применяемых на ГЭС. Прежде всего турбины
подразделяются на два класса — активные и реактивные гидротурбины. Среди
активных гидротурбин наиболее известным является ковшовый тип
(напоры до 1700—1800 м), а среди реактивных — осевые (поворотнолопастные
и меньше — пропеллерные, или винтовые) и радиально-осевые
гидротурбины. Наиболее широко распространены реактивные гидротурбины,
мощность которых достигает порядка 125 тыс. кет. Гидротурбины отличаются
крупными размерами и большим весом. Высота крупных гидротурбин
достигает 20—30 ж, а диаметры статорных деталей — 15—20 м.
Особенностью гидротурбин является сравнительно малая скорость их вращения —
в пределах 50—750 об/мин.
В ходе развития гидроэлектростроительства радиально-осевые
турбины рассчитывались на все большие напоры воды. Если в 1906 г.
предельным для радиально-осевых турбин был напор воды около 50 м, а в 1930 г.—
240 м, то сейчас имеются гидроэлектростанции, где напор воды
превышает 455 м (Швейцария). Мощность радиально-осевых турбин возросла
€ 1 тыс.—1,2 тыс. кет в 1900 г. до 40—80 тыс. кет в 1930—1940 гг.
Изготовленные в послевоенное время в СССР для Днепрогэса радиально-
осевые турбины мощностью в 75 тыс. кет имеют цельнолитое рабочее
378

колесо весом 90 т. В настоящее время рекордная мощность находящихся
в эксплуатации радиально-осевых турбин составляет 110—125 тыс. кет
при напоре воды свыше 100 м (в США, Швеции, Франции).
Важным моментом в развитии гидротурбин явилось использование
энергии крупных равнинных рек в мощных низконапорных ГЭС.
Для небольших напоров воды особенно остро ощущалась
необходимость повышения быстроходности турбин. С 20-х годов эта идея становится
основной в гидротурбино-
строении. Увеличение
быстроходности турбин было
достигнуто после создания
новой системы
гидротурбин — осевых реактивных
турбин с поворотными
лопастями. Стремясь повысить
быстроходность турбин,
профессор высшей технической
школы в г. Брно (ныне
Чехословакия) В. Каплан
с 1912 г. начал работать над
созданием конструкции
осевой гидротурбины с
поворачивающимися около своих
осей рабочими лопастями.
В конце концов он создал
удачную конструкцию, и в
начале 20-х годов был освоен
промышленный выпуск этих
турбин.
Коренным образом
изменив по сравнению с
радикально-осевыми турбинами
форму и конструкцию
рабочего колеса и форму
отсасывающей трубы, Каплан
добился резкого повышения так
называемого коэффициента
быстроходности турбин.
Производство этих турбин было впервые освоено в Чехословакии
в г. Брно при участии самого изобретателя. С середины 20-х годов пово-
ротнолопастные гидротурбины являются основным конкурентом
громоздких радиально-осевых турбин. Если в 1924 г. турбина Каплана имела
наибольшую мощность около 6 тыс. кет, то в 1940 г. ее мощность достигла
65 тыс. кет. Напор воды для турбины за это время изменился от 10 до 30 м,
а позднее — до 60—70 м.
Подобными турбинами ныне оборудованы многие крупнейшие
электростанции мира, например ГЭС Мак-Нери (США) и Щербаковская ГЭС
на Волге.
В 1954 г. в СССР на Металлическом заводе в Ленинграде было
налажено производство поворотно лопастных гидротурбин для Волжских
ГЭС мощностью до 126 тыс. кет. Вес турбины — 1500 т, диаметр рабочего
колеса — 9,3 м, а его вес превышает 420 т (рис. 155), длина вала
турбины — более 5 м. Угол наклона лопастей рабочего колеса в процессе
работы автоматически изменяется соответственно напору и расходу воды при
помощи специального механизма — комбинатора.
Рис. 155. Сборка рабочего колеса
гидротурбины мощностью 126 тыс. кет
на Ленинградском металлическом заводе.
379

На ЛМЗ намечено расширить изготовление всех основных видов гидротурбин:
радиально-осевых, ковшовых, поворотно лопастных вертикальных (в частности, для
напора 70—80 м), которые являются наиболее сложными конструктивно, но и
наиболее экономичными. Исследуется вопрос о создании новых типов гидротурбин,
в частности прямоточных поворотнолопастных гидротурбин, у которых водяной
поток проходит через направляющий аппарат и рабочее колесо без заметного
изменения направлений, что уменьшает гидравлические потери и повышает КПД турбины.
При этом в отличие от обычных гидроагрегатов ротор гидрогенератора здесь
смонтирован на ободе рабочего колеса турбины,
что уменьшает размеры агрегата. Создание-
совершенного типа проточной части турбины
имеет важнейшее технико-экономическое
значение, позволяющее сократить объем
строительных работ, повысить КПД турбины.
Проектируются сверхмощные радяальяо-
осевые турбины мощностью в 200—400 тыс.
идаже 500—700 тыс. кет для гидростанций на
Ангаре и Енисее.
В 1959 г. в СССР наряду со
строительством гидротурбин в 126 тыс. кет
было начато изготовление радиально-
осевых турбин мощностью 230 тыс. кет
для Братской ГЭС (рис. 156) и
проектируется грандиозная турбина
мощностью в полмиллиона киловатт
для Красноярской ГЭС. Для
Саянской ГЭС на Енисее намечено
создание гидротурбин мощностью
700 тыс. кет.
На одном валу с рабочим
колесом турбины укрепляется ротор
гидротурбинного генератора
электроэнергии (гидрогенератор), являющегося
обычно синхронным генератором пере-
Рис. 156. Сборка рабочего колеса менного тока. Еще в 1938 г. в СССР
гидротурбины ^ля Братской ГЭС ленинградский завод «Электросила»
выпустил крупнейший в мире
гидрогенератор мощностью 55 тыс. кет,
а в 1949 г. в Советском Союзе был создан гидрогенератор мощностью
в 100 тыс. кет. Завод «Электросила» выпускает гидрогенераторы
мощностью 105 тыс. кет и переходит к выпуску машин мощностью в 200—
250 тыс. кет. В настоящее время работают гидрогенераторы мощностью
до 100—120 тыс. кет со скоростью вращения от 50—60 до 1500 об/мин
и напряжением до 16 кв.
Диаметр ротора генератора гораздо больше его длины и достигает
15 м. Конструкция и основные размеры генератора определяются
главным образом скоростью вращения и мощностью турбины. В 1961 г. для
строящейся на Волге Саратовской ГЭС впервые в Советском Союзе были
спроектированы гидрогенераторы мощностью в 57 тыс. кет с очень малой
скоростью вращения (50 обIмин), с тем чтобы использовать малый напор
реки в этом месте. Диаметр статора этой машины будет превышать 18 м.
Из последних работ в этой области можно указать, например, на мощные
гидрогенераторы в 150 тыс. кет (125 об/мин), созданные в Швеции для
ГЭС на р. Умеоэльв. Эти генераторы имеют диаметр 12 ж и вес около
1 тыс. т. Крупнейшим в мире является изготовленный в 1960 г.
заводом «Электросила» гидрогенератор мощностью в 225 тыс. кет для
Братской ГЭС.
380

Следует подчеркнуть, что с увеличением мощности и скорости
вращения гидроагрегатов падает удельный расход стали, меди,
изоляционных и других материалов. Поэтому в Советском Союзе на базе
достижений машиностроения ставится задача создания гидрогенераторов
мощностью 200—300 тыс. кет и больше.
Электрические сети и системы
Районные электростанции обычно работают параллельно между
собой — на общую электросеть — и объединяются в отдельные крупные
энергетические системы. Крупные гидроэлектростанции являются
важнейшим элементом энергетической системы, которая сама по себе является
совокупностью электростанций и электрических сетей1. Следует отметить,
что гидроэлектростанции целесообразно использовать в системе для
снятия «пиков» суточного графика загрузки. Объединение электрических
станций осуществляется районными электросетями, а объединение
энергосистем в единую энергетическую систему — единой высоковольтной
сетью. Электросеть связывает эти электростанции между собой и с
потребителями энергии (рис. 157).
Объединение электростанций общей высоковольтной сетью в единую
систему имеет большие технические и экономические преимущества
и играет первостепенную роль в развитии электрификации всех стран.
Особенно большое развитие объединение электростанций получило в
социалистических странах, и прежде всего в СССР. Высшей формой этого
в Советском Союзе является единая энергетическая система огромной
мощности (с единой высоковольтной сетью — ЕВС), которая создается в
Европейской части страны.
Постройка крупнейших в мире ГЭС на сибирских реках обеспечит
создание энергетической системы в Западной и Восточной Сибири. Обе
системы затем будут объединены, создав Единую энергетическую систему
СССР. Только в условиях социалистической системы народного хозяйства
имеются все возможности для планового и наиболее эффективного
развития энергосистем в масштабе всей страны.
Создание энергосистем стало возможным лишь на высокой ступени
развития электроэнергетики. Строительство энергосистем в основном
началось после первой мировой войны. В СССР основы будущих наиболее
крупных основных энергосистем были заложены вскоре после
Октябрьской революции.
Начало развитию электросетей было положено в начале XX в.
созданием линий распределительной сети районных станций напряжением
6—35 кв2. Это подготовило почву для перехода к электропередачам более
высокого напряжения, и уже в 1907 г. в США имелась линия напряжением
в 110 кв. Первая в Европе линия электропередачи на 110 кв была создана
в 1912 г. в Германии. В 1922 г. в США была построена линия
электропередачи напряжением в 220 кв. К 1927 г. общая протяженность высоко-
1 К электрической системе относится область энергетической системы,
включающая в себя только электрическую часть станции (от генераторов до выходов
электролиний) и электрические сети (электрические линии и подстанции). Сюда входят схемы
электрических соединений, конструкции распределительных устройств, обеспечение
устойчивой параллельной работы электростанций, релейная защита и автоматизация
энергосистем и управление последними, защита от перенапряжений.
2 Уже в 1900 г., например, напряжение в линиях Ниагарской ГЭС было
повышено до 22 кв.
381

вольтных электролиний (напряжением от 13 до 220 кв) составила в США
около 80 тыс. км., однако эти линии отличались крайним разнообразием
применяемого вольтажа. В 1922 г. в Советском Союзе была
впервые создана линия электропередачи напряжением 110 кв (линия
Шатурская РЭС — Москва). Все эти электролинии были на переменном токе.
Осбешение городоб и сел и
электроэнергия на бытовые„
нужды „ Злентрифииири
банный транспарт
ГРдС
Злентро-
магрев
1 Линии электропередачи
основной сети энергосистемы
?3лектрические линии
распределительной сети
Рис. 157. Схема энергетической системы.
Как известно, русский электротехник Доливо-Добровольский еще
в 1919 г., учитывая будущие трудности передачи переменного тока на
большие расстояния при высоких напряжениях, указывал, что будущее—
за постоянным током. Однако в настоящее время известны пока лишь две
опытно-промышленные передачи постоянного тока высокого напряжения —
в Советском Союзе и Швеции. В СССР с 1950 г. работает кабельная линия
электропередачи Кашира—Москва длиной 115 км, напряжением 200 кв
и мощностью 30 тыс. кет. Примерно в это же время в Швеции по дну
моря была проложена кабельная линия длиной в 100 км и напряжением
100 кв (мощность 20 тыс. кет) (рис. 158). В 1957 г. сообщалось о
предполагаемом обмене электроэнергией на постоянном токе напряжением
в 200 кв между Англией и Францией. В настоящее время рассматривается
вопрос об осуществлении передачи постоянного тока напряжением в
600 кв по двум одножильным кабелям с о. Тасмании в Южную
Австралию на расстояние 550 км. В Швеции исследуется вопрос о передаче
постоянного тока напряжением в 800 кв. Но осуществление подобных
проектов сдерживается препонами, характерными для
капиталистического общества.
В нашей стране создание электролиний постоянного тока связано
со строительством крупных гидроэлектростанций.
В СССР ведутся большие работы по созданию первых в мире
промышленных передач постоянного тока напряжением 500 кв. В настоящее время
подтверждена полная возможность создания электропередачи в 800 кв.
В 1960 г. изготовлены уникальные ртутные высоковольтные выпрямители
для линии электропередачи постоянного тока напряжением до 500 кв
(рис. 159). Не остаются без внимания, конечно, и вопросы совместной
382

работы систем переменного тока с линиями постоянного тока. В этой
области большие исследования проводит Энергетический институт
им. Г. М. Кржижановского.
Следует отметить, что, хотя уже к началу 30-х годов ионные и
электронные приборы позволяли преобразовывать постоянный ток высокого
напряжения в переменный и обратно, в этой области еще имеется ряд
Рис. 158. Принципиальная схема линии передачи постоянного тока
высокого напряжения на дальнее расстояние.
Г — генератор электроэнергии (переменный ток), Т — трансформаторы, В — выпрямители
(вентили), Д—сглаживающий дроссель (реактор), И—инвенторы, Ti —трансформаторы,
понижающие напряжение, И — потребители электроэнергии.
технических трудностей и поэтому необходима еще большая работа по
созданию надежных и экономичных преобразовательных устройств, в
частности мощных высоковольтных ртутных вентилей1.
Начиная с 30-х годов достигнуты значительные успехи в
строительстве электросистем. В Англии в 1936—1937 гг. в основном была закончена
и введена в эксплуатацию единая высоковольтная сеть (так называемая
«Грид») общей протяженностью около 8 тыс. км. К этой сети были
присоединены электростанции мощностью примерно в 9 млн. кет. В 1946 г.
«Грид» включала 142 электростанции с установленной мощностью уже
в 11,6 млн. кет, а в 1951 г. — 289 станций мощностью в 14,5 млн. кет.
В 1957 г. мощность объединенной энергосистемы Англии превысила
20 млн. кет.
В США до второй мировой войны протяженность электросетей
напряжением в 100 кв и выше составляла около 60 тыс. км, а
напряжением в 33 ке и выше — более 200 тыс. км. К середине 40-х годов
максимальное напряжение на линиях электропередач в США
составляло 287 ке. Энергетическое хозяйство США по существу не имеет
единой энергосистемы. Мощность крупнейших систем достигает 8—
10 млн. кет, а установленная мощность объединенно работающих
электроэнергетических систем в 1955 г. составляла примерно 80 млн. кет.
В Швеции с 1952 г. действует линия электропередачи длиной около
960 км, напряжением в 380 ке. В 1960 г. максимальное напряжение на
зарубежных линиях электропередач не превышало 380 ке.
Протяженность электросети напряжением от 90 ке и выше на
1000 км2 территории в среднем составляет: во Франции—39 км, в Англии —
30,1 км, в США — 16,5 км.
В 1950—1952 гг. в СССР начаты были работы по
проектированию линий электропередачи Москва—Куйбышев и Москва—Волгоград
на переменном токе напряжением 400 кв и 500 кв для передачи электротока
1 Создание мощного ионного (ртутного) вентиля является крайне сложным делом,
и, хотя еще во время второй мировой войны в Германии были разработаны вентили на
120 кв и 150 а, а в Швеции — 50 кв и 200 а, этого было далеко не достаточно для мощных
линий электропередачи. В СССР создан мощный ртутный вентиль на 120 кв и 900 и*
383

мощностью до 1,5 млн. кет на расстояние около 1 тыс. км. Тем самым было
положено начало созданию Объединенной энергосистемы Европейской
части Советского Союза. В связи со строительством линий постоянного
тока ведутся крупные исследования, связанные с применением
сверхвысоких напряжений
К 1956 г. создана линия электропередачи напряжением 400 кв от
Волжской ГЭС им. В. И. Ленина до Москвы. С целью повышения
пропускной способности и сокращения потерь
электроэнергии каждая фаза линии
расцеплена на три сталеалюминиевых
провода.
В 1959 г. построена
высоковольтная линия Волжская ГЭС им.
В. И. Ленина — Урал. В конце
декабря 1959 г. состоялся пуск первой
цепи самой крупной в мире
электромагистрали— электропередачи
Волгоград — Москва длиной свыше 1 тыс. км.
Напряжение этой линии составляет
500 кв1.
После 1965 г. намечается
сооружение линий электропередачи в 700—
750 кв.
Следует подчеркнуть, что
электроэнергетика является областью, где
автоматизация и телемеханизация
управления и контроля дают чрезвычайно
высокий технико-экономический
эффект. Поэтому телемеханизация
наряду с автоматизацией систем в
электроэнергетике получает широкое развитие.
Одним из важных средств улучшения
эксплуатации энергетических систем
явилось широкое введение
диспетчерских пунктов, оборудованных
новейшими средствами автоматики и телемеханики2. Все более быстрое и
эффективное развитие средства телемеханизации получали вначале в первых
крупных энергетических и гидротехнических установках, а затем при
объединении электрических установок в энергосистемы и организации
централизованного диспетчерского управления.
К середине XX в. наибольшее развитие телемеханика получила в
энергетических системах, где осуществляется управление (и контроль)
комплексом электростанций, подстанций, линий электропередачи с централь-
Рас. 159. Проверка высоковольтного
ртутного выпрямителя для линии
электропередачи постоянного тока
напряжением до 500 кв.
1 Интересны и другие характеристики современных линий электропередач,
например пролеты между опорами, на которые с помощью специальных изоляторов
подвешивают провода. Обычными являются пролеты от 50 до 100—150 м. Самым
большим пролетом воздушной линии без промежуточных опор является построенная
в 1955 г. электролиния в Италии через Мессияский пролив длиной 3650 ж, а также
линия в Норвегии, где между скалистыми берегами фиорда подвешен провод длиной
4800 м. Один конец провода закреплен на высоте 780 м, другой — на высоте 480 м.
2 Сам термин «телемеханика» был предложен в 1905 г. французским ученым
Э. Бранли, но первые работы по практическому применению телемеханических систем
относятся к 20-м годам, а интенсивное развитие их в некоторых странах (в том числе
в СССР) —к 30-м годам. Уже в начале 30-х годов в системах Мосэнерго и Леяэнерго
были введены в действие первые устройства телесигнализации и телеизмерения. Однако
средства телемеханики тогда применялись в основном в опытном порядке.
384

зтого диспетчерского пункта с помощью телемеханической аппаратуры.
Телемеханизация позволяет управлять на расстоянии насосами шлюзов,
устанавливать автоматические связи между агрегатами или установками,
расположенными на расстоянии друг от друга (например, агрегатами
ГЭС), и т. п.
Главной частью телемеханики является телеуправление, позволяющее
быстро изменять режим работы электростанций при изменении режима
отдельных крупных объектов энергосистемы. Первые телемеханические
устройства в этой области появились в Европе и США в 20-х годах. До
недавнего времени в Англии 132 мощных электростанции, 230
подстанций и все связывающие их основные магистральные электролинии
управлялись из 7 диспетчерских пунктов. В США в начале 1955 г. был включен
в эксплуатацию новый диспетчерский пункт Северо-западной
энергосистемы1.
В управлении электросетями телемеханизация, дополняя
автоматизацию, позволяет полностью снять дежурство на подстанциях или
значительно сократить дежурный персонал. Так в СССР в 1949 г. была
осуществлена автоматизация и телемеханизация целого каскада
гидроэлектростанций Узбекэнерго, а затем и некоторых других гидроэлектростанций.
В СССР за послевоенные годы применение телемеханики в
электроэнергетике резко возросло. Если мощность районных ГЭС, на которых
применялось телеуправление в 1940 г., составляла не более 0,2% общей
установленной мощности ГЭС, а в 1946 г.—- 1,1%, то в 1956 г. на
телеуправление уже было переведено 65% всех районных электростанций.
К концу 1956 г. в Советском Союзе телемеханизация была внедрена
в 29 энергосистемах, включающих 40 ГЭС и 180 подстанций, затем
средствами телемеханизации было охвачено еще 34 энергосистемы, более
50 гидростанций.
После второй мировой войны во многих странах быстро развивается
автоматическое регулирование частоты и внедрение автоматической
разгрузки по частоте, что имеет первостепенное значение для нормальной
и устойчивой работы крупных энергосистем и электродвигателей у
потребителей электроэнергии.
Это станет понятным, если учесть, что вместе с непрерывным изменением нагрузки
необходимо соответственно регулировать мощность генераторов электростанций
системы, иначе с изменением нагрузки потребителей будет изменяться скорость
вращения генераторов, что ведет к отклонению частоты от номинального значения (обычно
от 50 гц). В конечном счете такое положение может привести к нарушению устойчивости
параллельной работы станций энергосистемы.
В современных энергосистемах устройства автоматического регулирования могут
без участия обслуживающего персонала отключать менее важных потребителей при
снижении частоты до определенного значения и тем самым уменьшать дефицит
(недостаток) мощности в энергосистеме2. При координации работы электростанций и систем для
1 В этот главный центр поступает непрерывный поток сведений о мощности,
нагрузках и распределении энергии по всему северо-западу страны. Диспетчерский пункт
управляет энергосистемой, занимающей площадь более 52 млн. га. Объединенные
энергосистемы составляют «Северо-западное энергообъединение», объединяющее работу
115 ГЭС и 15 тепловых электростанций мощностью в 7 млн. кет. Диспетчерский Пункт
осуществляет прием большого количества необходимых сведений, поддерживая связь
с другими энергосистемами, и является связующим центром объединенных
энергосистем. Из него производятся все переключения в высоковольтной сети, состоящей из
10 900 км высоковольтных линий и 168 подстанций с установленной мощностью
трансформаторов более 7 млн. ква.
2 Например, в США в энергосистеме, питающей г. Нью-Йорк, несколько лет
назад был введен в действие автомат для комбинированного регулирования частоты
и мощности в системе. Автомат средствами телемеханики регулирует нагрузку 6
основных тепловых станций системы, причем диспетчер системы задает для каждой из 6
станций процент долю) участия в изменениях нагрузки системы.
385

расчетных процедур все шире применяются электронные счетные машины.
Строительство мощных гидростанций, как опорных пунктов создаваемой единой энергосистемы*
СССР, обеспечит устойчивую работу этой системы (регулирование частоты), а также-
снятие «пиков» графика нагрузки.
Рис. 160. У схемы Единой энергетической системы (ESC)
Европейской части СССР
в Объединенном диспетчерском управлении (Москва).
В нашей стране задачи комплексной автоматизации объединенных
государственных энергосистем требуют создания различных устройств
автоматического управления электростанциями. На Цимлянской ГЭС
в ходе ее совершенствования было установлено специальное
комплексное устройство группового автоматического управления
гидроагрегатами — автооператор ГЭС. Этот аппарат (счетно-решающее устройство)
определяет, сколько агрегатов должно работать при данной нагрузке
386

и напоре воды, создаваемом плотиной, и включает
дополнительные и выключает недогруженные агрегаты, т. е. решает задачу
непрерывного подбора оптимального числа работающих агрегатов. Его
действие можно контролировать издалека, с центрального
диспетчерского пункта Ростовэнерго. Аналогичные устройства имеются и на
других ГЭС. Полностью автоматизировано управление агрегатами
на Волжской ГЭС им. Ленина, на пульте управления которой
имеется так называемый автоматический оператор группового действия.
Этот агрегат (с помощью телемеханических устройств) в соответствии
с заданным диспетчером из Москвы графиком нагрузки обеспечивает
наиболее экономичный режим работы агрегатов. В Москве
организовано Объединенное диспетчерское управление Единой
энергетической системы Европейской части СССР, координирующее работу более
15 энергосистем (Московской, Куйбышевской, Горьковской,
Свердловской и др.)-
С развитием электростанций и линий электропередачи на
протяжении XX в. развивается и электроаппаратура.
Научные основы теории электрических аппаратов были заложены
еще в прошлом веке. В XX в. на этой основе были созданы
многочисленные аппараты различных систем современных электромеханических
регуляторов, автоматических аппаратов (реле, контакторы и т. п.),
аппаратов высокого напряжения (выключатели, предохранители, конденсаторы
и т. п.), некоторых аппаратов низкого напряжения (рубильники,
выключатели и т. п.).
К электрическим аппаратам относятся все электротехнические устройства и мех#*
яизмы, обеспечивающие управление электрическими машинами и цепями и работу
лектроустановок с заданными режимами и параметрами.
По основным выполняемым функциям эти аппараты делятся на несколько групп,
а также на аппараты высокого и низкого напряжения. Среди аппаратов высокого
напряжения имеются специальные выключатели и приводы к ним, разрядники,
предохранители, трансформаторы тока и напряжения, реакторы, специальные распределительные
устройства высокого напряжения. Особенно большую роль электрические аппараты
играют в осуществлении комплексной автоматизации производственных процессов
(автоматическое регулирование электрических машин, автоматическая защита и контроль
различных устройств и процессов на предприятии и др.). Важнейшей тенденцией
развития высоковольтной аппаратуры явилась замена старых видов изоляции новыми и
последовательное освоение производства аппаратов на более высокие напряжения.
Среди этой многочисленной аппаратуры немалую роль играют
силовые выключатели, работа которых по мере роста мощностей и
объединения энергосистем все более усложнялась, а также повышалась
их ответственность как коммутирующих (служащих для включения и
выключения) и защитных аппаратов. Отсюда — требование постоянного
совершенствования высоковольтной аппаратуры, в частности
выключателей.
В конце XIX в. появились выключатели с открытой дугой в воздухе
(они устанавливались на электростанциях постоянного тока). Время
горения дуги в них было велико — от 2 до 25 сек. Важным шагом вперед
явилось внедрение масляных выключателей, ставших в 30-х годах
основным типом выключателей (для напряжения до 220—250 кв).
К середине 20-х годов предельная разрывная мощность масляного
выключателя высокого напряжения (до 220—250 кв) составила 1,5 млн. ква
и 0,7 млн. ква — низкого напряжения. Выключение практически
происходило через 0,2 сек. Уже тогда мощные масляные выключатели приобрели
крайне важное значение, поскольку с ростом мощности и числа электро-*
станций, работающих параллельно, с повышением напряжения в линиях
387

электропередач значительно увеличились токи короткого замыкания
(в современных системах достигающие десятков тысяч ампер).
Совершенствование выключателей в 30-х годах (гашение дуги
сжатым воздухом и др.) позволило создать аппараты для напряжения до
400 кв с мощностью отключения 15—25 млн. ква.
Карта Единой энергетической системы (ЕЭС) Европейской части СССР
(римскими цифрами обозначены отдельные районы ЕЭС).
Использование мощных масляных выключателей характерно для США, где
в 1952 г. был создан трехбаковый масляный выключатель на 69 кв, 2 тыс. а и
номинальную разрывную мощность 3,5 млн. ква (при испытаниях успешно работал до 5 млн. ква).
Время отключения в этом выключателе равно 0,08 сек. (существуют выключатели со
временем отключения 0,05 сек. и меньше — до 0,01 сек.). Здесь же созданы,
например, баковые масляные выключатели в 330 кв с отключающей мощностью 25
и 15 млн. ква.
Вес масла на 1 млн. ква мощности отключения за последнюю четверть века
снизился во много раз. Во Франции к 1957—1958 гг. были сконструированы силовые
выключатели подвесного типа напряжением до 400 кв с применением масляного
пневматического привода. Представление о современных масляных выключателях
388

на 110 кв могут дать следующие показатели: общий вес (с маслом трех фаз) — до
24 та, расход металла — до 14 т (в том числе до 0,4 т цветного), высота — около 5 м.
До Великой Отечественной войны в СССР предельные напряжения
и мощности масляных баковых выключателей составляли 220 кв и
2,5 млн. ква. В 1959 г. на заводе
«Уралэлектроаппарат» был построен
мощный масляный выключатель на
500 кв (рис. 161). В 1956 г. в Советском
Союзе был создан мощный однофазный
воздушный выключатель. Он
рассчитан на 400 кв с разрывной
(отключающей) мощностью 10—15 млн. ква и на
ток короткого замыкания 14 тыс. а.
Его высота достигает 12 м. Этот
крупнейший в мире выключатель
работает на высоковольтной линии
Волжская ГЭС им. В. И. Ленина—Москва.
Старейшими электрическими
аппаратами являются предохранители,
предназначенные для защиты
электрических установок от воздействия
повышенных токов короткого замыкания
и перегрузок. Среди современных типов
этой аппаратуры можно указать,
например, на предохранитель
термического типа для цепей трехфазного тока,
изготовленный в США в 1955 г.
Этот предохранитель имеет три
электрически разделенных выключающих элемента,
срабатывающих одновременно при перегрузке р ш Шш^ масляный
2KS™ 1^™!TJ^ 1го^ЛТЛ °52Г выключатель, Уготовленный
временно включается цепь всех трех фаз. Вре- «Уралэлектроаппарат.
мя срабатывания предохранителя при корот- оавчцо рвелпловгке
ком замыкании составляет от 1 до 2 мил лисе- в ьверд овске.
куяд.
Особое значение с развитием электрических сетей приобрели
приборы, предохраняющие высоковольтные электропередачи от
повреждений в случае коротких замыканий. Например, в США в 1955 г. был
создан быстродействующий электронный предохранитель, предназначенный
для установок на высоковольтных линиях, который в случае короткого
замыкания срабатывает и включает механическое приспособление,
отключающее поврежденную линию менее чем через 0,016 секунды.
Строительство высоковольтных линий электропередач сделало
необходимым создание электрических трансформаторов, рассчитанных в а
все более высокие напряжения. Это в значительной мере стало
возможным благодаря появлению электротехнической стали, а также новых
изоляционных материалов. В 1907 г. трансформаторы производились
на напряжение 110 кв, в 1921 г. — 220 кв, в 1937 г. — 287 кв, а еще
через 15 лет — в 1952 г.—400 кв. В настоящее время промышленные
предприятия как в СССР, так и в других странах выпускают
специальные высоковольтные трансформаторы напряжением в 110, 220 и 425 кв.
Если в начале 20-х годов крупнейшим в мире был созданный в США
трансформатор в 16,7 тыс. ква, который весил с маслом 72 т, то сейчас
западногерманской фирмой АЕГ сконструирован трансформатор
напряжением в 200 тыс. кв, весящий 271 т.
389

Этот трансформатор отличается крайне большими размерами. Его габариты
равны 14,6 X 2,91X4,82 м. Общая длина обмотки из толстой медной проволоки — 72 км,
а специальное масло для охлаждения весит 42 т. В 1952 г. в Швеции были введены
в эксплуатацию трансформаторы на 400 кв мощностью 115 тыс. ква. Следует иметь
в виду, что в трансформаторах больших размеров потери меньше, чем в небольших
трансформаторах.
На советских предприятиях создается совершенная высоковольтная
аппаратура: уникальные трансформаторы, ртутные и ионные выпрямители
тока, фазопреобразователи, преобразователи частоты, выключатели,
защитные и компенсирующие устройства для электропередач напряжением
вплоть до 400 кв и т. п. Для энергосистем Сибири на ленинградском заводе
«Электроаппарат» в 1956 г. был создан образец трансформатора тока на
высшее напряжение в 600 кв. В 1957 г. в СССР выпущен автотрансформатор
на высшее напряжение в 400 кв и мощностью 167 тыс. ква. В 1959 г.
Запорожский трансформаторный завод изготовил трансформатор-гигант
мощностью 135 тыс. ква на 500 кв (рис. 162).
Среди конструкций трансформаторов интересны так называемые трансформаторы
сухого типа, в которых в качестве диэлектрика используется циркулирующий воздух.
В основном конструкция сухого трансформатора повторяет устройство масляного.
Различие между ними состоит лишь в некотором изменении устройства охлаждения.
Преимуществом охлаждаемых воздухом трансформаторов сухого типа является их
большая пожарная безопасность. В некоторых условиях они экономичнее масляных
трансформаторов. Трансформатор с воздушным охлаждением занимает меньшую
площадь, чем масляный трансформатор той же мощности. При изготовлении воздушных
трансформаторов многие предприятия за рубежом сейчас применяют такие
высокотеплостойкие изолирующие материалы, как кремниевый эластомер и стекловолокно,
¦слюда, асбест и др. Достоинство этих материалов состоит в способности выдерживать
высокие температуры при сохранении отличных диэлектрических свойств. Рабочее
напряжение, однако, ограничивается примерно 15 кв. В США несколько лет назад одна
из фирм изготовила трансформатор на 4 тыс. ква, утверждая, что он является, вероятно,
самым крупным трехфазным (на одном сердечнике) трансформатором сухого типа
из всех, ранее выпущенных.
Небезынтересно проследить эволюцию электрических
распределительных устройств, т. е. устройств для приема и распределения
электрической энергии, сооружаемых на электростанциях и подстанциях. В
начале нашего века оборудование аппаратурой электростанций, состоящей
из простейших электрических приборов, производилось на так
называемой распределительной доске. Скоро, однако, аппаратуру потребовалось
помещать в более просторных и безопасных местах, и она стала
занимать отдельное помещение. Распределительный щит был отделен от
машинного помещения перегородкой. Создается специальный пост
управления.
В 20-х годах распределительное устройство высокого напряжения
занимало, как правило, особое и довольно обширное помещение, а пост
управления отстоял на некотором расстоянии от турбогенераторов. В это
время все чаще сооружаются распределительные устройства открытого
типа. Все чаще в 20-х годах в США, а затем и в Европе сооружаются
высоковольтные подстанции на открытом воздухе. В 20-х годах, создается
так называемый пост централизованного управления несколькими
станциями, работающими параллельно.
В 1926 г. впервые в СССР был создан диспетчерский пункт для
координирования работы электростанций, объединенных в Московской
энергосистеме.
С развитием автоматики и телемеханики центральный пульт
управления оборудуется новейшими средствами связи и различными
автоматическими приборами. В 1959 г. на Волжской ГЭС имени XXII съезда
КПСС было создано сложное техническое сооружение — открытое
390

распределительное устройство напряжением 500 тыс. вольт. Это —
головная сверхмощная подстанция, через которую электрический ток
стал поступать в Москву. В настоящее время для электростанций и
подстанций высокого напряжения все шире используются комплектные
распределительные устройства — типовые металлические шкафы со
Рис. 162. Трансформатор 135 000/500 000 вольт мощностью 135 тыс. ква,
изготовленный на Запорожском трансформаторном заводе.
©строенными в них аппаратами высокого напряжения и другими
приборами.
На основе широкого развития электротехники (и особенно
электроники) появился центральный пульт управления, где оператор на
расстоянии посредством импульсов малой мощности управляет технологическими
процессами и агрегатами огромной мощности.
Важную роль в электромашинно- и аппаратостроении играет
электрическая изоляция. Современные высоковольтные линии
электропередачи, трансформаторы и электрические машины высокого напряжения,
высокочастотные плавильные и закалочные печи и др. основаны на
применении весьма совершенных электрических изоляторов из специальных
материалов.
Переход на новый, прогрессивный вид изоляции —
кремний-органическую — позволяет значительно увеличить мощность электрических
машин без увеличения их веса и габаритов и значительно повысить сроки
<службы машин и аппаратов.
391

Практическая ценность некоторых кремний-органических
соединений была выяснена в 30-х годах. Их растворы в различных
растворителях позднее стали использоваться как лаки, обладающие высокими
электрическими характеристиками. На основе кремний-органических смол
можно создавать все виды электроизолирующих материалов. При этом
рабочие температуры электрооборудования повышаются на 50—75° по
сравнению с электроизоляцией на основе органических связующих.
В 1955 г. в США при производстве мощных электромоторов и генераторов в качестве
изоляционного материала был впервые применен каучук с добавкой кремния. Этот
материал обладает высокой прочностью и стойкостью против высоких температур. В
последнее десятилетие появляются и другие новые стойкие электроизоляционные материалы
и, в частности, материалы, основанные на слюде с последующей пропиткой обмоток
нерастворяющимися синтетическими смолами полимерного типа.
Стремление при производстве электротехнического оборудования заменить медь
другими металлами, и прежде всего алюминием1, отразилось, в частности, на
использовании в США пленки окиси алюминия (толщиной в 0,0002 дюйма) вместо обычных
изоляционных материалов. В послевоенное время для таких проводов в различных
странах были созданы высокоэффективные электроизоляционные покрытия,
представляющие собой особое смолистое вещество. В 1956 г. в ГДР, например, было
освоено производство электрических машин с обмотками из алюминиевой проволоки
взамен медной, в связи с чем там • были разработаны новые типы изоляции, а также
хорошие сварочные и лудильные средства (изоперлояовый лак, методы
ультразвуковой пайки и др.).
В электроаппаратуре с начала 50-х годов начинают применяться
и полупроводники. Во многих странах ученые уже давно работали над
созданием бесконтактных регуляторов, поскольку электрические
соединения с помощью обычных рубильников и контакторов и т. п. искрят и
довольно быстро разрушаются. В 1957 г. в СССР были созданы первые
бесконтактные регуляторы, в которых процессы замыкания и размыкания
тока происходят без механического разрыва или соединения цепи. Здесь
роль выключателя играет магнитный усилитель или полупроводник.
Срабатывая даже под действием слабого сигнала, такой регулятор плавно
подключает напряжение и постепенно доводит его до заданной величины.
Электрическая тяга
С самого начала нашего века электроэнергия все более широка
используется на железных дорогах, являющихся важнейшим видом
транспорта XX в. Протяженность железных дорог за последние полвека
возросла примерно вдвое. Паровоз, верно служащий свыше 100 лет, на
протяжении нашего века все более уступает место новым, более мощным
и экономичным локомотивам, в частности электровозам. Если у
паровоза эффективный коэффициент полезного действия практически
составляет 4—5% и не превышает 6—8%, а общий КПД ниже 10%, то КПД
электровоза (при получении электроэнергии от тепловой
электростанции) достигает 16—19%, причем коэффициент полезного действия
электровоза значительно повышается при использовании энергии ГЭС2.
1 Электропроводность алюминия ниже электропроводности меди, но в ряде
случаев лучше пользоваться проводниками из алюминия, ибо провода равного
сопротивления, изготовленные из алюминия, легче медных, хотя и толще их.
2 Следует иметь в виду, что здесь речь идет о КПД электровозной тяги, который
учитывает эффективность применения не только электровозов, но и устройств
энергоснабжения и питающих электростанций. Благодаря повышению экономичности работы
тепловых электростанций этот показатель сейчас возрос до 20% и может быть повышен
до 28—30%, КПД электровоза составляет 85—88%.
392

В результате роста выработки дешевой электроэнергии,
поступающей с крупных энергосистем, в XX в. были созданы необходимые пред-
посылки для широкого внедрения электрической тяги на железных дорогах.
На электрифицированных железных дорогах источником энергии является
обычная электростанция, а локомотив-электровоз получает
электроэнергию извне при помощи контактной сети и токоприемника. Одним из
достоинств электротяги и важным резервом экономии электроэнергии при
ней является рекуперация (возвращение) электрической энергии в
электросеть.
Первые попытки применения электрической тяги на практике относятся еще
к XIX в. Большую роль в этом сыграли исследования Б. Якоби и Ф. Пироцкого в
России, У. Кларка и Р. Девидсона в Англии, а также работы других ученых. Появление
трамвая в качестве городского транспорта в городах Европы и Америки наглядно
продемонстрировало преимущества электрической тяги.
Применение электротяги на железнодорожном транспорте началось с 90-х годов
XIX в. в США, Швейцарии, а затем Германии. Впервые электротяга на
магистральных железных дорогах была использована в США в 1895 г. Однако в основном до
первой мировой войны использование электротяги ограничивалось городским
транспортом.
В 20-х годах начинается электрификация железных дорог в США,
Франции, Италии, Германии, а также в СССР, но в целом
электрифицированных железных дорог в это время было немного (да и сейчас доля
электрифицированных железных дорог в общей мировой их сети
составляет примерно 4%).
С конца 900-х годов в некоторых странах начинает устанавливаться
своя основная система тока для электротяги, причем особенное значение
приобретает система однофазного тока пониженной частоты, постоянного
тока и отчасти трехфазного тока. В 1920 г. в США железные дороги
были электрифицированы с применением в основном постоянного тока
напряжением 1500 в (и отчасти до 3000 в). Во Франции была принята
система постоянного тока, в Италии — трехфазного тока напряжением
в 3000—4000 в. В Германии, Швеции, Швейцарии, Норвегии в 20-х
годах на электрифицированных железных дорогах использовался также
однофазный ток пониженной частоты напряжением до 15 кв.
В 1920—1921 гг. в нашей стране благодаря исследованиям профессора
А. В. Вульфа и других ученых была принята система постоянного тока
напряжением в 3000 в. В 1932 г. в СССР был построен первый
магистральный 6-осный электровоз мощностью в 2800 л. с.
В первые годы после внедрения электрической тяги система
постоянного тока полностью себя оправдав, получила наибольшее
распространение. В настоящее время более 67% электрифицированных
магистральных железных дорог мира работают на постоянном токе. Но рост
грузооборота железных дорог, необходимость повышения скорости
движения поездов потребовали разработки более эффективной системы тяги,
прежде всего на основе использования преимуществ переменного тока
промышленной частоты и повышенного напряжения. Применение
переменного тока значительно сокращает расходы на сооружение
тяговых подстанций ввиду уменьшения их числа и упрощения
оборудования, а также уменьшает эксплуатационные расходы железных дорог
и приводит к экономии цветных металлов за счет уменьшения сечения
проводов контактной сети. Кроме того, при применении переменного
тока облегчается комплексное электроснабжение тяговых и районных
потребителей и создаются условия для объединения районных и
тяговых подстанций.
393

Хотя впервые электрификация железнодорожных линий на
однофазном токе промышленной частоты была осуществлена в Венгрии еще
в 1934 г., лишь в последние годы наметился переход на чрезвычайно
прогрессивную систему тяги на однофазном токе промышленной частоты
напряжением в 20 000—25 000 в. В этом случае тяговые двигатели
электровоза могут работать на постоянном токе пониженного напряжения,
причем трансформирование и
преобразование тока
производятся не на подстанциях, а на
установках, включенных в
электрическую схему самого
электровоза1 (рис. 163). В
Советском Союзе еще в 1938 г. был
построен опытный образец
электровоза однофазно-постоянного
тока (20 кв, 50 гц) мощностью
2000 кет с ионным
преобразователем (ртутный выпрямитель
насосного типа). В 1954—
1955 гг. в Советском Союзе
было построено несколько
электровозов такого типа
мощностью в 3200 л. с. с
игнитронами.
В Швейцарии, ФРГ, ГДР,
Австрии, Швеции на
электрифицированных железных
дорогах в последние годы получают
развитие и другие системы тока.
В ряде стран контактная сеть
электрифицированных дорог
получает переменный ток
частоты 162/3 гц (напряжением
порядка 15 ия); эта система имеет
определенные преимущества
перед системой постоянного тока
напряжением 3000—3300 в.
Впервые в СССР электротяга на переменном токе была применена
в середине 50-х годов на экспериментальном участке
Москва—Ожерелье.
Больших успехов в электрификации железных дорог добилась
Швейцария. Здесь железные дороги по существу полностью
электрифицированы. В Италии, Швеции, Франции электрифицировано до
40—45% всех железных дорог.
В Центральной Европе и Скандинавии на электрифицированных
железных дорогах применяется переменный ток, в Англии, Южной
Америке и в некотором отношении во Франции — постоянный ток. В США
применяются разные системы тока и напряжения. С успехом, хотя и в
незначительных размерах, система однофазного тока промышленной
Рис. 163. Схемы электровозной тяги
на переменном (вверху) и постоянном токе:
j—2 — электростанция, 3 — высоковольтная
линия электропередачи переменного тока, 4 —
тяговая подстанция, 5 — контактный провод, 6 —
рельсы, 7 — аппараты управления, 8 — ртутный
выпрямитель, 9 — понижающий трансформатор,
ю — однофазный переменный ток, и —
постоянный ток.
1 Стремление использовать преимущества высоковольтных линий
электропередачи и низковольтных тяговых двигателей постоянного тока еще в 1914 г. привело к пуску
на одной из железнодорожных линий в США (в районе Нью-Йорка) электровоза,
оборудованного откачиваемым ртутным выпрямителем и питаемого от сети переменного
тока.
394

частоты (50 гц и напряжением 25 кв) используется во Франции. В
частности, во Франции в начале 1958 г. был испытан электровоз с
игнитронным выпрямителем, работающим на однофазном токе промышленной
частоты напряжением 25 000 в. Мощность этого электровоза достигает 5280 л. с.
{при скорости 160—165 км/час)1.
Начиная с конца 20-х годов огромное значение приобрела
электрификация железных дорог в Советском Союзе. Перед войной и в
послевоенное время был
электрифицирован ряд
железных дорог на Урале, в
Закавказье, в
Криворожье. Электрическая тяга
была внедрена на
пригородных участках в
Московском, Ленинградском,
Рижском, Киевском и др.
железнодорожных узлах.
В 1958 г. протяженность
электрифицированных
железных дорог в СССР
составила 20 тыс. км.
В 1955 г. Советским
правительством был
принят генеральный план
электрификации железных
дорог, рассчитанный на
15 лет. В итоге за 15 лет
общая сеть электрифи- ^пЛ „ о
цированных железных до- Рис' 164' Советскии электровоз «ВЛ-23».
рог должна возрасти на
40 тыс. км. В процессе реализации этого плана в настоящее время на
электротягу переведены важнейшие железнодорожные линии на Урале,
в Донбассе, электрифицирована линия Москва — Донбасс,
осуществляется перевод на электротягу железных дорог Москва — Кавказ, Москва —
Урал, Москва — Ленинград и др., электрифицировано пригородное
сообщение на железнодорожных узлах крупнейших городов. В 1961 г. в СССР
построена крупнейшая в мире электрифицированная магистраль Москва —
Байкал протяженностью в 5400 км.
В Восточной Сибири в 1959—1960 гг. был введен в строй
электрифицированный участок протяженностью в 1400 км на переменном токе.
За пять лет, прошедших после принятия плана, введено в действие
8483 км электрифицированных железнодорожных линий, т. е. больше,
чем за весь предшествующий период. Удельный вес электровозной
тяги в грузообороте железнодорожного транспорта составил в 1960 г.
21,8%.
В 30—50-х годах в Советском Союзе был создан целый ряд
конструкций электровозов, например грузовой электровоз «ВЛ-23» постоянного
тока (рис. 164). В 1959 г. наряду с выпуском новых типов электровозов
постоянного тока было налажено серийное производство шестиосных
электровозов, работающих на переменном токе, мощностью в 5300 л. с.
(рис. 165). В настоящее время разрабатывается конструкция восьмиосного
1 В 1955 г. во Франции на электровозе постоянного тока был поставлен мировой
рекорд скорости на железных дорогах — около 331 км /час.
395

электровоза мощностью в 7600 л. с. В 1958 г. в Советском Союзе-
было выпущено 344 магистральных электровозов, а в 1960 г.— 396
электровозов.
Успехи электровозостроения в значительной степени связаны с
прогрессом в области создания электродвигателей и преобразователей тока.
В 50-х годах все больше начинают применяться полупроводниковые
силовые выпрямители. В конце 1955 г. впервые в Англии на опытном
Рис. 165. Советский электровоз «Н-0-005».
участке однофазного тока промышленной частоты была испытана
электросекция с германиевыми выпрямителями (мощность выпрямителя —
750 кет). В этом же году в Англии был создан первый силовой
(германиевый) выпрямитель, рассчитанный на 1 тыс. кет, и запроектирован
выпрямитель до 18 тыс. кет.
В последние годы все больше применяются мощные
полупроводниковые выпрямители на основе кремния. Эти выпрямители отличаются
высоким КПД (99,6%). Они позволяют выпрямлять переменный ток
значительной мощности напряжением более 500 е. Большое количество'
различных кремниевых выпрямителей в настоящее время выпускается,
например, фирмой «Сименс—Шукерт» (ФРГ).
На электрифицированных железных дорогах все шире применяются
кремниевые выпрямители для питания тяговых двигателей моторных
вагонов и локомотивов. С их помощью непосредственно на электровозах
и моторных вагонах преобразовывается подводимая электроэнергия
переменного тока. Первый опытный электровоз с кремниевыми выпрямителями
был построен в ФРГ в 1957 г. При внедрении системы электротяги на
переменном токе и применении электровозов с кремниевыми
выпрямителями возможно повышение КПД электротяги до 28—30%.
396

Совершенствование электропривода и внедрение электроэнергии
в технологические процессы производства
С начала XX в. в силовом аппарате производства происходит
расширение сферы применения электропривода, являющегося основой
комплексной механизации и автоматизации производственных процессов
в промышленности.
Новый этап в развитии электропривода начался с применением асинхронного
электродвигателя трехфазного тока, обладающего высокими качественными
показателями. По мере строительства электростанций для выработки переменного тока наряду
с работами по усовершенствованию электродвигателей и регулированию их скорости
возникла необходимость преобразовывать переменный ток в постоянный. Это
вызывалось тем, что, несмотря на экономичность простого электропривода переменного
тока, применение его для машин, требующих широкого диапазона регулирования,
реверсирования, быстрого и плавного разгона и торможения без применения
специальных механических приспособлений, оказалось нецелесообразным (в силовом
аппарате моторы переменного тока могли применяться в основном только для машин,
имеющих постоянную скорость). Трехфазные асинхронные двигатели затрудняют
2
- Электросеть 1 1 Г" Злектросеть
с системой упраб- "у1 LjJ ^ TV системами управления
П,тЁ?.вп/!!^нная \ Секции агрегата.
/пиши пи ' ¦ ' ¦ * '
Рис. 166. Структурная схема одиночного (слева),
и мяогодвигательяого (справа) электропривода.
плавное регулирование скорости вращения двигателя. Двигатели же постоянного
тока, как известно, обладают очень хорошими рабочими характеристиками: они
позволяют плавно и точно регулировать скорость, а также хорошо «берут с места».
Удобное и экономичное осуществление регулируемого электропривода расширило
область применения постоянного тока. Поэтому строятся специальные подстанции
для преобразования переменного тока в постоянный. Для промышленных
предприятий эта проблема решается локально, применительно к отдельным установкам.
В области электрификации рабочих машин крайне важным является
развитие электропривода, внедрение наиболее совершенных типов
электроприводов: переход к одиночному (индивидуальному) и —главное —
многодвигательному электроприводу с широко развитой системой
регулирования и автоматики (рис. 166). В том случае, когда каждый
рабочий орган единой машины приводится в движение отдельным
электродвигателем, основой развития электропривода является развитие
автоматического управления его работой. Многодвигательный электропривод,
обеспечивающий автоматическое выполнение производственных операций
и согласование отдельных движений, т. е. автоматизированный
электропривод, получил огромное распространение, ибо за счет более точного
и плавного регулирования скорости повышается производительность
станка и облегчается труд рабочих.
Именно в связи с развитием автоматики в качестве регуляторов тока
широкое распространение получили генераторы постоянного тока.
Большое значение при этом имело распространение регулируемого
электропривода постоянного тока, питаемого от отдельного генератора
(система «генератор—двигатель») или от ионного преобразователя,
397

например ртутного выпрямителя (система «ионный преобразователь —
двигатель»).
^ Исследования в этой области начались в 90-х годах XIX в. В
дальнейшем они привели к значительному упрощению кинематики
производственных машин и уменьшению числа узлов трения между
электродвигателем и рабочим органом (рис. 167, 168). В отдельных случаях это
содействовало их конструктивному объединению и появлению к 30-м
годам электрифицированного инструмента, получившего ныне большое
распространение.
y//W//////////^^^^
У/////Ш///////7Ш У/ШШ/////Ш77/, Ш//Ш/////ШЙ,
Рис. 167. Развитие электропривода сверлильного станка:
передача движения через контрпривод с помощью шкивов (вверху)
и передача движения непосредственно от электродвигателя к приводному
шкиву станка или к валу машины с помощью соединительной муфты
(внизу); справа внгизу — многодвигательный привод.
Как уже указывалось, в 1892 г. американский инженер Леонард разработал
систему электрического регулирования в широких пределах скорости вращения двигателя
постоянного тока, в которой электромотор (двигатель) переменного тока вращает
пусковое динамо (генератор) постоянного тока, а постоянный ток от динамо идет к
электромотору (двигателю) постоянного тока. Система «генератор-двигатель» впервые
была применена на прокатных станах, а в дальнейшем она сыграла большую роль
в горном деле. В Европе аналогичную систему разрабатывал инженер Ильгнер
(в Германии). Учитывая влияние колебания нагрузки электростанций на работу
двигателей подъемных машин, Ильгнер усовершенствовал преобразовательный агрегат
Леонарда и в 1906 г. ввел массивный маховик, обеспечивающий более плавную работу
системы (система Леонарда—Ильгнера)
Использование системы «генератор-двигатель» в ряде случаев
устраняло элементы механического управления скоростью двигателя (сменные
шкивы, зубчатые переборы и др.), а также реверсивных механизмов
(муфты, кривошипные механизмы в некоторых машинах).
В СССР по системе Леонарда—Ильгнера в 1931 г. на заводе
«Электросила» был впервые изготовлен электропривод блюминга с весьма
большой по тому времени мощностью приводного двигателя в 5150 кет.
В дальнейшем у нас для прокатных станов были созданы установки мощ-
398

ностыо до 15 тыс. кет и выше. В 1937 г. в США для прокатного стана
был изготовлен реверсивный электропривод постоянного тока мощностью
в 19 тыс. кет.
Вместе с тем по мере развития техники были сделаны дальнейшие
усовершенствования в области регулируемого электропривода. Кроме
того, была осуществлена замена дорогих моторгенераторных установок
другими, более дешевыми преобразователями.
Распространение в 30-х годах автоматизированного электропривода поставило
перед электропромышленностью новые задачи по совершенствованию электрических
машин и аппаратуры. В станкостроении появляются новые изобретения в области
Рис. 168. Упрощение кинематической схемы сверлильного станка:
1 — применение нерегулируемого двигателя и механического регулирования
скорости станка, 2 — электромеханическое регулирование скорости,
з — электрическое регулирование скорости в случае применения
регулируемого двигателя постоянного тока.
создания электроприводов с автоматическим управлением подачи рабочего инструмента.
Были созданы, например, новые системы копировальных станков (в частности,
американские копировальные станки типа Келлер, а затем системы Т. Н. Соколова в СССР).
Подобные станки имеют электрический щуп, идущий по копиру (шаблону) и
воздействующий через ламповый усилитель на двигатель постоянного тока, включенный по
системе Леонарда. В других случаях работы производятся по световому
копиру-чертежу с помощью светового щупа, воздействующего на фотоэлемент с последующим
усилением. Ныне электроавтоматизация станков имеет большое значение для
технического прогресса в станкостроении.
С широким развитием систем автоматического регулирования
большое распространение получили так называемые электромашинные
регуляторы, или усилители,— ЭМУ, являющиеся одним из важнейших
элементов систем автоматизированного электропривода. Все шире
стали применяться электронно-ионные (ламповые), затем магнитные, а в
последние годы полупроводниковые усилители. С помощью малых
мощностей эти усилители позволяют управлять крупными
механизмами. Электромашинные усилители (ЭМУ) начали распространяться в
конце 30-х годов и в настоящее время широко используются в
промышленности.
В автоматизированном электроприводе особенно большое
распространение получили ЭМУ поперечного поля — амплидины. Машина
поперечного поля, разработанная в 1905 г. немецким инженером Е. Розенбергом,
была использована в качестве генератора для освещения поездов, чтобы
создавать практически постоянную величину тока при значительных
изменениях скорости вращения. Затем принцип действия машин попереч-
399

иого поля был использован в метадинах. Этот новый тип электромашин^
ного регулирующего устройства был разработан в 1929—1930 гг. советским
ученым К. И. Шенфером и вскоре независимо от него итальянским ученым
Дж. М. Пестарини.
Метадин нашел применение в системах электротяги и в ряде
установок промышленного электропривода. В дальнейшем широкое
распространение получили такие известные конструктивные типы
электромашинных усилителей, как «рототрол» и «амплидин».
Рототрол был сконструирован в 1934 г. в США и вскоре стал
применяться для управления быстроходными лифтами. В промышленности
рототрол получил распространение уже после второй мировой войны.
В 1947 г. в США были разработаны конструкции многоступенчатых рото-
тролов. В настоящее время ЭМУ типа рототрол применяются как
усилители ряда систем автоматического регулирования. В СССР большое
распространение получил амплидин. В качестве ЭМУ эта конструкция
была разработана в 1938 г. в США. В 1940 г. аналогичный ЭМУ был
создан инженером А. Г. Иосифьяном в СССР. Благодаря исследованиям
ученых разных стран с начала 50-х годов амплидины получают
широкое распространение в промышленности.
Расширение диапазона регулирования, непрерывный и быстрый
процесс регулирования автоматизированного оборудования при
уменьшении количества регулирующих аппаратов за счет ЭМУ позволили во
много раз увеличить производительность мощного промышленного
оборудования. В СССР, например, ЭМУ используются в мощных
шагающих экскаваторах типа ЭШ-10/75, 14/75, 20/651.
Наряду с ЭМУ в 30-х годах в разных странах стали интенсивно
развиваться электронно-ионные системы регулирования. Применение
практически безынерционных электронно-ионных преобразователей имеет
•большое значение для усовершенствования автоматизированных
электроприводов.
К началу XX в. относится изобретение ртутных выпрямителей —
ионного преобразователя с жидким ртутным катодом — вначале
стеклянных, а несколько позднее металлических (с воздушным или водяным
охлаждением). К 1922—1925 гг. ртутные выпрямители были применены на
преобразовательных подстанциях электрифицированных железных дорог
для питания постоянным током тяговых двигателей.
Значительным прогрессом в конструкции ртутных выпрямителей
явилось введение в начале 30-х годов управляющей сетки, превращающей
ртутный выпрямитель в универсальный преобразователь. Ртутные
выпрямители получили особенно широкое распространение среди других ионных
преобразователей из-за своей высокой надежности и практической
неизнашиваемости (отсутствие движущихся и трущихся частей, бесшумность
и экономичность в работе и др.).
1 Шагающие экскаваторы «ЭШ-14/40» выпускаются с приводом на постоянном
токе по системе «генератор — двигатель». В результате применения двигателей
постоянного тока было достигнуто плавное изменение скорости независимо от
нагрузки и плавное торможение, а также уменьшение расхода электроэнергии на 1 мг
выработки грунта. Следует попутно отметить еще один момент. Мощные экскаваторы с
электроприводом имеют обычно большую установленную мощность двигателей. Так,
например, шагающий экскаватор «ЭШ-14/65» имеет 50 электродвигателей суммарной
мощностью до 8 тыс. кет, однако большая мощность двигателей используется лишь на 10% .
Одним из радикальных способов улучшения работы этого оборудования является
изменение самой основной рабочей функции машины — копания и транспортировки, что ярко
сказывается на примере роторного экскаватора. Первый в СССР роторный экскаватор
большой мощности построен к началу 1960 г. Производительность его равна 10 мощным
шагающим экскаваторам с ковшом емкостью 6 куб. м и стрелой в 60 м.
400

Металлические ртутные выпрямители успешно используются для регулируемого
электропривода шахтных подъемников и прокатных устройств1. Управляемый
ртутный выпрямитель особой конструкции — игнитрон — применяется, в частности, в
выпрямительных установках для ионного электропривода (электродвигатель, питаемый
ионным преобразователем для регулирования режима его работы — пуска,
торможения, изменения мощности и скорости вращения). Ионный электропривод применяется
при автоматизации управления станков, подъемников, насосов и т. д.а
В настоящее время наиболее распространены ртутные выпрямители
с управляющей сеткой между анодом и катодом, называемые тиратроном.
Электропривод с тиратроном был разработан в 1935 г. А. Г. Иосифьяном.
В 1939 году у нас был создан электропривод постоянного тока с большим
диапазоном регулирования, с электронной системой управления и
питанием двигателя от тиратрона. В связи с успешным применением ионных
преобразователей в последние годы вместо преобразовательного агрегата
в системе «генератор — двигатель» начинают использоваться ртутные
выпрямители, что удешевляет всю установку и повышает ее КПД.
Электроавтоматизация станков, бесступенчатое регулирование
скоростей вращения электродвигателей приобретает особый смысл в связи
с перспективами создания мощных полупроводниковых выпрямителей,
через которые питаются двигатели постоянного тока.
В течение последних 20 лет широкое распространение получили
полупроводниковые выпрямители тока, в первую очередь селеновые.
Селеновые выпрямители обладают большими достоинствами: они
нетребовательны в эксплуатации, просты по конструкции, имеют сравнительно
высокий КПД. За годы после второй мировой войны совершенствование
селеновых выпрямителей расширило область применения схем магнитного
усиления.
Здесь используется так называемый магнитный усилитель — специальный
электромагнитный регулируюпщй аппарат переменного тока (в простейшем случае —
дроссель). Магнитный усилитель нашел применение в электрических системах управления
и автоматического регулирования в качестве усилителя мощности, например для
автоматического управления двигателями. Посредством малой мощности постоянного тока
этот усилитель осуществляет управление относительно большой мощностью
переменного тока3.
В СССР и в других странах ведутся работы по совершенствованию управляемых
полупроводниковых выпрямителей. В США в 1958 г. фирмой «Дженерал
электрик» были разработаны полупроводниковые приборы для выпрямления и
регулирования тока. Эти приборы во многих случаях заменяют тиратроны и мотор-генераторы.
В отличие от обычных кремниевых выпрямителей они имеют третий управляющий
электрод.
Последние четыре десятилетия специалисты многих стран упорно
работают над созданием приводов переменного тока в широком диапазоне
1 Так, в 1956 г. впервые в нашей стране было освоено производство нового типа
ртутного (безяасосяого) металлического выпрямителя (на 200 в и 600 в) для питания
приводов различных механизмов и прежде всего для замены на заводах мотор-генераторов,
работающих на рольгангах и крупных металлообрабатывающих станках.
2 В нашей стране в начале 1956 г. был разработан и изготовлен образец
бесступенчатого привода с электронно-ионным регулятором «Элир» мощностью до 30 кет. Этот
регулятор обеспечивает плавное изменение скорости движения механизмов станков
в процессе работы, обладает большой гибкостью и простотой управления.
3 В качестве примера можно указать на использование магнитного усилителя
в электроприводе подъемных машин на двух шахтах Криворожского бассейна. Здесь
для автоматического управления скиповыми подъемными установками применялся
обычный привод с генератором-двигателем и электромашияным усилителем. В 1956 г.
было решено применить магнитные усилители взамен электромашияных (были
использованы также селеновые выпрямители). Новые усилители обеспечили более точное
регулирование скорости движения скипа. Диапазон регулирования скорости
увеличился, повысилась и надежность усилителя.
401

скоростей. В ряде стран разработано несколько систем электроприводов
с асинхронными двигателями. В 1930—1935 гг. были созданы
многоскоростные асинхронные электродвигатели с регулированием числа оборотов
при помощи преобразователей частоты (системы частотного управления
скоростью) и двигатели с переменным числом полюсов.
Наконец, надо отметит!» быстрое развитие малых электродвигателей
мощностью менее 0,5 л. с. и микродвигателей мощностью 0,001—0,0005 л.с.
За последние годы особенно развилась область специальных малых
двигателей для нужд автоматики, авиации, счетно-решающих устройствг
а также для бытовых электроприборов (например, электробритв).
Таким образом, совершенствование электропривода в XX в. привело
к тому, что он сделал возможным чрезвычайно простое регулирование
скорости станков и других обрабатывающих машин, возможность весьма
плавного пуска и остановки, автоматизации управления и т. п.
За последние десятилетия наряду с огромным увеличением выработки
электроэнергии быстро шло ее внедрение в технологические процессы
промышленного цроизводства. Электричество, проникая все глубже в
народное хозяйство, является не только носителем энергии или источником
освещения, но и прямым участником целого ряда технологических
процессов на промышленных предприятиях. Оно необходимо при производстве
электролитических металлопокрытий, при рафинировании металлов,
а также при электролизе растворов. Электричество широко используется
также в промышленной электронике, при очистке газов и т. п.
В Советском Союзе только за период с 1928 по 1937 г. удельный вес
электротехнологии в суммарном электробалансе промышленности вырос
с 2% до 20% и в конце 40-х годов составил 25%. На основе
широчайшего применения электроэнергии растет выработка электростали,
ферросплавов, алюминия, цинка, магния, электролитической меди, карбида
кальция и многих других ценных материалов. Выдающихся успехов достиг
Советский Союз в области электросварки.
Ярким примером применения электроэнергии непосредственно в
технологических процессах является широкое развитие электрохимии,
технология которой основана на электролизе.
Электролиз распространен в металлургии и в химической
промышленности (например, для получения хлора и водорода) и представляет
собой химический процесс, при котором в определенных условиях
происходит разложение веществ под влиянием электричества с выделением
отдельных компонентов. Возникновение электролиза относится еще
к началу XIX в. и связано с формированием электрохимии как науки
(работы А. Вольта, Г. Дэви, М. Фарадея и др.). Широкое практическое
использование электролиза было бы невозможно без изобретения русским
академиком Б. С. Якоби гальванопластики, положившей начало
техническому применению электролиза, изучению электролитических
процессов. Примерно с середины прошлого века начинается широкое
использование химических действий электрического тока в промышленности для
производства электролитических металлопокрытий, а затем для получения
ряда продуктов химической промышленности, электролитического
выделения и рафинирования металлов.
Значительным этапом в развитии электрометаллургии (в частности,
электролиза алюминия) были работы П. П. Федотьева и его школы в
России в начале XX в. После первой мировой войны методами
электрометаллургии стало возможно производить осаждение новых сплавов, расширить
цроизводство антикоррозийных покрытий, а также применить
электролиз расплавленных химических сред как способ получения многих
цветных металлов.
402

В гидроэлектрометаллургии выделение металла из растворов солей
может осуществляться электрохимическим путем. Здесь широко
распространено осаждение металла на катоде электролизом. Еще в 1907 г.
в Казахстане на Джелтавском медеплавильном заводе медь из раствора
осаждалась электролизом в особых ваннах с диафрагмами, впервые
в мировой практике примененными для этой цели.
При производстве алюминия его окись, загруженная в расплавленный
электролит, подвергается электролитическому разложению, а при производстве цинка
используют электровыделение металла из раствора в ваннах с нерастворимыми (свинцовыми)
анодами. Вообще на предприятиях цветной металлургии электротехяология составляет
основу всех процессов. Электролизом пользуются также при получении водорода,
причем электролитом служит раствор едкого натрия, что позволяет применять
электроды из неблагородных металлов (никель и др.).
Важную роль в электрохимии играет гальванотехника, одной из областей которой
является гальваностегия, при которой производят осаждение металлов на поверхности
тех или иных изделий при помощи электролиза. Гальваностегия имеет более чем
вековую историю, но широкое ее применение относится к нашему веку.
Если до настоящего времени электрохимия была в основном
электрохимией металлов (причем областью классического применения
электрохимии является получение электролизом металлических покрытий) г
то сейчас развитие техники ставит перед электрохимией ряд новых задач.
К электрохимии наряду с разработкой методов получения при помощи
электролиза новых и редких металлов, получением жаропрочных и
других ценных сплавов относится создание новых источников тока и
получение ценных органических соединений путем электросинтеза (т. е.
полупродуктов промышленности пластмасс, искусственного волокна и т. п.)
Применение электрохимических источников тока непрерывно
расширяется. Они необходимы для новой техники, для некоторых видов
транспорта и связи. Важной задачей электрохимии является создание
дешевых и легких электрохимических аккумуляторов для городского
автотранспорта.
Внедрение электричества идет и по линии обработки деталей и
изделий (применение индукционного нагрева в сочетании с механической
обработкой с помощью токов высокой частоты, анодномеханическая
обработка металлов, электрохимический и электроискровой способы
обработки металлов и др.)«
Среди электромеханических способов обработки металлов интересна
разработанная в СССР в первой половине 40-х годов анодно-механическая
резка металлов, заключающаяся в съеме металла путем комбинированного
химико-теплового действия импульсов электротока в соединении с чисто
механическим воздействием на обрабатываемую поверхность.
При анодно-механической резке обрабатываемое изделие, являющееся анодом,
и рабочий электрод-инструмент (например, пильный диск) включается в цепь
постоянного тока низкого (20—30 в) напряжения, а между изделием и инструментом вводится
электролит. Образующаяся на поверхности изделия пленка разрушается при работе
инструмента. Роль инструмента сводится здесь к подводу тока и удалению
защитной пленки. Съем металла происходит в результате электрохимического процесса.
Интенсивность съема металла практически не зависит от его твердости и от твердости
инструмента.
Наряду с этим способом в 1943 г. советскими учеными Б. Р. и Н. И. Ла-
заренко был предложен электроискровый способ обработки металлов.
С помощью электрического разряда по способу Лазаренко можно
«сверлить» отверстия в любом металле (глубиной до 200—300 мм), шлифовать
металл быстрее и лучше, чем на абразивных кругах, проводить сложные
граверные работы по металлу (рис. 169).
По существу этот способ обработки металлов основан на электроэрозии—на
физическом явлении переноса материала электродов под действием электрического раз-
403

ряда. Здесь обрабатываемый металл и «инструмент» станка (его электрод) являются
как бы электродами электропечи. Они сближаются до 1—3 мм, и между ними
возникают мощные электрические разряды в виде электрической искры огромного ударного
-Ж-
бн
Рис. 169. Принципиальная схема питания установки
электроискрового действия:
Б К — батарея конденсаторов, подключаемая параллельно конденсатору
«электрод — жидкость— электрод» (АН) для предотвращения
дугового электроразряда.
действия, сосредоточенного в одной точке. Непрерывными ударами искры и происходит
съем металла с поверхности детали. Интересно, что электроэрозией можно
обрабатывать и некоторые диэлектрики, которые при определенных условиях становятся
проводниками (например, алмаз при нагревании).
Ленинградский карбюраторный
завод, являющийся инициатором
создания и применения электроискрового
оборудования в производстве, с 1956 г.
начал изготовлять электроискровые
станки для обработки штампов, пресс-
форм и твердосплавного инструмента
(рис. 170).
Еще в 1928—1932 гг. была
доказана целесообразность использования
электрохимических процессов для
шабровки поверхностей, сверления
отверстий, изготовления штампов и
некоторых других видов обработки
металлов. Затем в годы войны появился
ряд разновидностей электрохимической
обработки металлов. Особое значение
эти вопросы получили в послевоенные
годы. Для электрохимического
сверления отверстий была разработана,
например, обработка в интенсивном
потоке электролита.
Для нагрева металла в жидкой
среде при химической или химикотер-
мической обработке (закалке, отпуске
и др.) применяются ванные печи, в
которых нагрев среды и поддержание
заданной температуры можно осуществлять с помощью электричества
(внутренний обогрев ванной печи). Преимущество электронагрева —
хорошее использование тепла, возможность достижения наивысших
Рис. 170. Электроискровые станки.
404

температур, удобство регулирования температуры ванны, возможность
получения чистого металла. Нагрев металла с помощью электричества
нашел широкое применение в технике как при механической (в
основном давлением), так и при термической обработке. Особо следует остано-
Рис. 171 Способы электронагрева и типы электропечей:
1 — печь сопротивления, 2 — дуговые печи, 3 — индукционная
печь, 4 — схема электронагрева в поле конденсатора.
виться на использовании электроэнергии в качестве источника тепла
(нагрева) для восстановления металлов из руд, расплавлении металлов
и сплавов, а также высокочастотном нагреве как металлов, так и
диэлектриков (рис. 171). Большой
интерес представляют
электрические печи (ферросплавные,
сталеплавильные, термические
и др.), которые сейчас широко
используются в металлургии.
Емкость электроплавильных печей
достигает 180 т, а мощность — до
34000 кет в одном агрегате.
Идея использования
электрического тока для плавки металла
возникла давно — в самом начале
XIX в. Но условия для внедрения
электричества в металлургию
сложились лишь в XX в., когда
строительство экономичных тепловых
электростанций и особенно
гидроэлектростанций способствовало
резкому снижению стоимости
электроэнергии. С другой стороны, Рис. 1Пл схема электропечи П. Эру.
в XX в. резко возрос спрос на
легированную сталь.
Впервые электрическая энергия начинает применяться в печах в
качестве источника тепла во Франции в 90-х годах XIX в. В 1898—1899 гг.
изобретатели Э. Стассано в Италии и П. Эру во Франции создали вполне
работоспособные дуговые печи для плавки стали, а также для рудовое-
405

становительной плавки, получившие затем широкое практическое
применение. В печах Стассано использовалась электрическая дуга,
возникающая между двумя угольными электродами, а в печах Эру — электрическая
дуга между угольным электродом и металлом (рис. 172). Через несколько
лет в Швеции появилась индукционная печь, работающая по принципу
трансформатора, вторичная катушка которого состояла из одного витка
металла, подлежащего расплавлению (рис. 173). И, наконец, в период
первой мировой войны были изобретены печи высокой частоты,
представляющие из себя тигель с металлом,
обвитый проводником, по которому
пропускался ток высокой частоты.
Большой вклад в развитие
электрометаллургии внесли русские ученые
и изобретатели. Еще в 1901 г.
инженером В. П. Ижевским была создана
электроплавильная печь
сопротивления. В этой области работали А.
Лодыгин, С. Тельный, С. Штейнберг и
другие.
После первой мировой войны
электричество прочно входит в
металлургию. В 1953 г., в Японии было 95,
Франции — 37, США — 40, Англии—69,
Швеции — 27, Бельгии — 19
высокочастотных индукционных
сталеплавильных печей. В Финляндии, Норвегии,
Швейцарии почти вся сталь в
настоящее время выплавляется в
электропечах. В последнее время в связи с
расширением производства легированных
Рис. 173. Схема электропечи Кьел- сталей число электропечей возросло,
лияа (Швеция). В середине XX в. в электропечах
производилось 7% всей мировой
выплавки стали. После второй мировой войны значительное развитие
получили электропечи для получения ферросплавов.
В настоящее время существуют электропечи трех основных типов: печи
сопротивления, дуговые печи и индукционные печи. В электропечах сопротивления передача
тепла обрабатываемому материалу происходит путем превращения электрической
энергии в тепло в самом материале, который и играет роль сопротивления. Иными словами,
выделение тепла в этих печах происходит при пропускании тока непосредственно через
нагреваемый материал.
Нагрев в дуговой печи осуществляется электрической энергией, преобразуемой
в тепловую в одной или нескольких электрических дугах. Такая печь с успехом
применяется при выплавке высоколегированной стали, медных сплавов и ферросплавов,
а также для получения карбида кальция и в ряде других химических
производств.
Для выплавки стали применяются дуговые печи прямого нагрева. Дуга в них
образуется между вертикальными графитизированяыми или угольными электродами
и загруженной в печь шихтой (ванной металла). Емкость печей составляет 70—80 т,
а иногда и 120—180 т. Новой проблемой для крупных дуговых печей является
проблема электромагнитного перемешивания в ванне электропечи жидкого металла в целях
улучшения его качества и ускорения химических реакций.
Существуют и дуговые печи косвенного нагрева (с независимой дугой). Здесь дуга
между электродами однофазного тока удалена от металла и ток через него не проходит.
Наиболее распространены печи емкостью от 250 до 500 кг, а при выплавке бронзы —
до 1 тыс. кг. Удельный расход электроэнергии на расплавление металлической шихты
при выплавке бронзы составляет от 250 до 300 квт-ч/т.
406

Контактор
Индуктор
Тигель
Обмотка
^| реле
Для процессов, идущих непрерывно, например производство ферросплавов,
применяются дуговые печи с закрытой дугой, находящейся под слоем твердой шихты
и образуемой вертикально расположенными электродами. Мощность этих печей
достигает 30 тыс. ква. Современные ферросплавные печи снабжены автоматическими
устройствами для регулирования режима работы, вес металлических конструкций
печей достигает сотен тоня, а высота превышает 20 м. При производстве, например,
¦электротермического ферросилиция, являющегося одним из наиболее энергоемких
производств в металлургии, расходуется от 2500 до 13500 квт-ч на 1 т сплава.
Особый интерес представляют индукционные электропечи, в которых
тепло выделяется в нагреваемом материале в результате возбуждения в нем
вихревых токов (если материал — электрический проводник) или за счет
диэлектрических потерь (если материал — диэлектрик).
Выделение тепла в материале, вызванное переменными магнитными
и электрическими полями, было известно еще в XIX в. Долгое время
с этим явлением боролись.
Однако в нашем веке эти, казалось
•бы, совершенно нежелательные,
явления удалось не только
использовать в технике для
определенных целей, но при этом и
значительно усилить. В
результате был получен новый метод
технологического нагрева, в
значительной мере обусловленный
развитием техники высоких
частот—в основном радиотехники.
Потребность в новых,
высокопрочных и специальных сталях
стимулировала развитие новых
методов термообработки, в
частности поверхностной закалки,
а также плавки металлов.
Широкое применение в ряде
отраслей народного хозяйства получил индукционный нагрев различных
неметаллических изделий и материалов (например, сушка древесины и
керамики токами высокой частоты).
Основной частью индукционных печей является обмотка, питаемая переменным
током и создающая переменный магнитный поток, которым пронизывается нагреваемый
объект (рис. 174). В обмотку поступает ток промышленной или повышенной и высокой
частоты (до 107герцв высокочастотной печи). Эти печи часто имеют ферромагнитный
сердечник, а нагреваемому объекту придают форму кольца, охватывающего этот
сердечник (для повышения КПД установки).
Впервые эти печи появились уже к началу XX в., но получили
распространение в промышленности уже после первой мировой войны.
В настоящее время наиболее распространены индукционные печи с
вертикальными плавильными каналами, в которых расплавленный металл
интенсивно циркулирует и перемешивается. Мощность индукционных печей
с сердечником однофазного тока достигает 500 кет, а емкость— 2 тыс. кг;
многофазные печи имеют большую мощность. Расход электроэнергии при
плавке составляет 200—500 квт-ч/т. Регулировка мощности печей
происходит с помощью автотрансформатора, все управление
сосредоточено на щитах рабочей площадки литейного цеха.
Значительно расширило область электронагрева применение тока
высокой частоты для выделения тепла непосредственно в обрабатываемом
материале. Использование токов высокой частоты привело к созданию
новой области техники — высокочастотной электротермии.
Рис. 174. Схема индукционной плавильной
печи емкостью от 10 до 18 т (ток
промышленной частоты).
407

Для нагрева металлических материалов нагреваемая деталь
помещается в магнитном поле катушки индуктора, через которую проходит
ток высокой частоты; вихревые токи, возникающие в металле,
вызывают его нагрев. Высокочастотная печь основана на использовании
возможности передачи электромагнитной энергии без проводов.
Высокочастотный нагрев металлов применяется также при
поверхностной закалке и штамповке. При поверхностной закалке металлов
токи высокой частоты распространяются только в тонком
поверхностном слое, толщина которого регулируется выбором частоты тока. Этим
способом можно быстро нагреть до требуемой температуры тонкий
верхний слой детали, который станет закаленным, тогда как внутренние
части останутся (что и желательно во многих случаях) вязкими и
пластичными.
Эффективное применение токов высокой частоты в электрической
печи стало возможным в связи с успехами радиотехники после первой
мировой войны и, в частности, с созданием мощных машин высокой частоты
и особенно — совершенных ламповых генераторов. Больших успехов
в этой области добились советские ученые В. П. Вологдин, М. А. Бонч-
Бруевич, Н. Д. Папалекси, Г. И. Бабат и др. К началу 30-х годов в
результате достижений радиотехники была создана основа для производства
высокочастотных генераторов — машинных и ламповых. В 1935 г.
советскими учеными В. П. Вологдиным и Б. Н. Ромашовым был предложен
метод поверхностной закалки металлов токами высокой частоты. В 1947 г.
в Советском Союзе был организован научно-исследовательский институт
промышленного применения токов высокой частоты.
За годы после второй мировой войны в промышленной электротермии
появилось новое направление, связанное со все более широким
применением нагрева диэлектриков (а также полупроводников) в электрическом
поле — диэлектрический нагрев. В этом случае нагреваемый материал
находится в электрическом поле конденсатора, к которому подведено
напряжение высокой частоты; токи в материале вызывают выделение
в нем тепла и его нагрев. Такой нагрев используется при скоростной
сушке древесины, бумаги, дряжи, зерна, для склейки древесины,
сваривания и прессования пластмасс, вулканизации каучука и т. д.
Сушка древесины токами высокой частоты является одной из первых
областей промышленного нагрева материалов в высокочастотном
электрическом поле конденсатора. Впервые исследования в этой области были
проведены в СССР в 1930—1934 гг. Н. С. Селюгиным и почти
одновременно радиолюбителем А. И. Иоффе. Но распространение этот способ
получил лишь позже, в конце 40-х годов. Ныне процесс сушки древесины
в электрическом высокочастотном поле применяется для ускоренной
сушки различных (особенно коротких) пиломатериалов, главным
образом в сочетании с тепловой сушкой, дымовыми газами и паром (тепло-
высокочастотная сушка).
Нагрев радиочастотами смыкается с нагревом тепловым
радиационным излучателем (нагрев лампами инфракрасного излучения). В США
в годы второй мировой войны такого рода нагрев применили в
хлебопечении. В 1955 г. в Берлине (ГДР) была создана пекарня, где выпечка
булочных и кондитерских изделий производится с помощью мощных
излучателей инфракрасных лучей. За последние годы все более широка
применяются инфракрасные установки в машиностроении (например,
сушка лака на кузове автомашины и т. д.), в легкой
промышленности, сельском хозяйстве, строительстве (рис. 175).
Попутно следует отметить, что индукционный нагрев токами
промышленной частоты начинает применяться и в строительстве для
408

разогрева арматуры железобетона с целью электронагрева бетонной
смеси.
Наконец, в области применения токов высокой частоты следует
отметить перспективы перехода транспорта на систему безконтактного назем-
Магнитный
нагпеб
Рис: 175. Различные типы нагревателей токами высокой частоты (ТВЧ):
справа — нагреватели, в которых действует магнитное поле,
слева — нагреватели, в которых действует электрическое поле.
1 — индукционная печь (50 гц), 2 — индукционная бессердечниковая печь,
3 — индуктор для поверхностной закалки, 4 — индукционная плавка стекла,
5 — нагрев в высокочастотном электрическом поле, 6 — нагреватель в виде
полого нагревательного контура, 7 — нагреватель в виде волновода,
8 — установка с лампами инфракрасного излучения (для сушки).
ного высокочастотного электротранспорта. Интересные исследования
в этой области были проведены, начиная с конца 30-х годов советскими
учеными. В 1943 г. советским исследователем Г. И. Бабатом была
сооружена первая экспериментальная установка высокочастотного транспорта.
409

Электроэнергия используется в газовых разрядах (электрические
разряды в газах, а также в вакууме и парах). Это широко используется
в электротехнике в целях выпрямления переменного электрического тока,
преобразования постоянного тока в переменный, генерации электрических
колебаний, освещения газосветными лампами и др.
Например, дуговой электрический разряд применяется в источниках света, в том
числе в лампах интенсивного горения — неоновых, ртутных, люминисцентных и
специальных лампах ультрафиолетового излучения. Газосветные лампы с парами
металлов являются наиболее экономичными источниками света. В них используется
свечение газов или паров (например, ртути), возникающее при прохождении через них (через
разрядное пространство между катодом и анодом) электрического тока.
Исключительные возможности для создания совершенно новых источников света открывают
полупроводники, но здесь еще много нерешенных проблем.
Другим примером может служить получение металлических зеркал и покрытий
катодным распылением — разрушение катода в газовом разряде в результате отрыва
от него частиц материала, переносимого на другие части внутри газоразрядного
прибора. Катодное распыление применяется при производстве селеновых фотоэлементов,
оптических зеркал и позволяет легко получить покрытия из тугоплавких материалов
(например, вольфрама). Следует отметить, что в указанных выше газоразрядных
приборах катодное распыление — отрицательное явление, затемняющее баллоны ламп.
Особое значение в настоящее время приобрело использование электричества в газовых
средах и в вакууме в области электроники (в радиотехнике, телемеханике,
сигнализации и т. п.)
Электричество применяется и в такой специальной области, как
газоочистка. История развития электрической газоочистки связана с именами
О. Лоджа в Англии и Котреля в США, причем последний в 1905 г.
применил электрофильтр в цементной промышленности. С 1920 г.
электрофильтры стали употребляться также для очистки доменного газа. В СССР
число действующих электрофильтров для улавливания пыли из газа
с 1925 по 1941 г. увеличилось в несколько сот раз.
Электрическая газоочистка используется в основном для улавливания из газов
ценных или вредных примесей и основана на воздействии сил неоднородного
электрического поля высокого напряжения, образуемого между отрицательным и
положительным электродами. Электрофильтры для очистки газов работают на постоянном токе
напряжением 100—200 тыс. вольт. Степень очистки газов достигает здесь 98%.
Однако электрофильтры довольно дороги и громоздки.
Одним из важнейших применений электричества в XX в. является
электросварка. Новый этап ее развития в XX в. начался в СССР еще
в 20-х годах, что привело ныне к широкому применению новых методов
электросварки в различных областях производства. Большой вклад
в развитие электросварки внесли советские ученые и инженеры Д. А. Дуль-
чевский, К. К. Хренов, Е. О. Патон и другие.
В 1927 г. Д. Дульчевским был разработан способ дуговой
электросварки меди под слоем порошкообразного горючего вещества (флюса),
что легло в основу разработанного позднее в СССР способа
автоматической сварки. В 1932 г. К. К. Хреновым был разработан способ подводной
электродуговой сварки и резки металлов. Перед второй мировой войной
в результате работ академика Е. О. Патона была освоена и внедрена в
промышленность автоматическая скоростная сварка под слоем флюса, ныне
получившая широкое применение в промышленности (рис. 176). В это же
время академиком В. П. Никитиным был разработан метод
автоматической сварки с разделением процессов тепловой подготовки основного
и присадочного металлов. За последние 10—15 лет советскими
специалистами была создана новая, более совершенная аппаратура для
электросварки: мощная контактностыковая машина для сварки стержней
арматуры железобетона диаметром до 100 мм.
410

Большое значение в современной технике получила
газоэлектрическая сварка как разновидность дуговой электросварки. Здесь
металлические части соединяются посредством местного расплавления их (сваркой)
электродугой, горящей в атмосфере защитного газа (атомно-водородная,
аргонодуговая, гелиево-дуговая и др. виды сварки)1. Электропитание
сварочной головки осуществляется от специального генератора, причем
при сварке труб, например, один полюс
генератора подключен к электроду,
а другой — к трубе.
При атомяо-водородной сварке
веерообразное пламя, образуемое при горении
дуги в атмосфере водорода, имеет
температуру около 3700°. Этот вид сварки
применяется главным образом в авиационной
промышленности. При сварке потребляется от 2
до 10 кет электроэнергии на 1 пог. метр.
При контактной электросварке
используется тепло, выделяемое в месте
соприкосновения свариваемых частей при
прохождении электрического тока. Широкое
внедрение этого способа электросварки
объясняется высокой производительностью процесса
и возможностью его полной автоматизации.
Как вид контактной электросварки наиболее
распространена точечная сварка,
осуществляемая специальными машинами.
Для питания дуги при сварке мо-
.жет быть использован как постоянный,
так и переменный одно- и
многофазный ток. Наиболее экономична сварка
на переменном токе. При ней вместо
сложных моторгенераторов
постоянного тока применяют дешевые и
простые электротрансформаторы.
В создании ВЫСОКОЭКОНОМИЧНЫХ Рис 176 Автоматическая сварка
трансформаторов для электросварки кольцевого шва под слоем флюса.
большую роль сыграли работы
В. П. Никитина.
В 1955 г. в Институте электросварки имени Е. О. Патона АН УССР
был разработан прогрессивный способ бездуговой электрической сварки
металлов — электрошлаковый. При этой сварке в пространстве,
образуемом кромками самого свариваемого изделия и охлажденными водой
формирующими медными ползунами, создается ванна расплавленного
электропроводного шлака, в которую подаются электродные проволоки.
Выделяющееся в этом жидком шлаке (при прохождении через него
электрического тока) тепло служит источником нагрева. Особенно эффективна
электрошлаковая сварка при питании трехфазным током. В Советском
Союзе созданы различные аппараты и источники питания для
электрошлаковой сварки прямолинейных и кольцевых швов в изделиях из металла
толщиной до 500—750 мм. Ныне такой электросваркой сваривается,
например, вал мощной гидротурбины из кованого полого стержня и литого
или кованого фланца, что упрощает технологию и снижает расход металла
1 Весьма эффективно применение некоторых методов газодуговой резки при
обработке цветных металлов и легких сплавов. В 1958 г. Всесоюзным научно-
исследовательским институтом автогенной обработки металлов был разработан
довольно экономичный метод механизированной аргояо-дуговой резки алюминия. За
последние годы за рубежом стала успешно применяться также воздушно-электродуговая
резка металлов угольно-графитовыми электродами.
411

(раньше такой вал выковывали из цельного 100-тонного слитка). На
ленинградском заводе «Электросила» при помощи нового способа сварки из
стали толщиной 120 мм сваривают диски для гидрогенераторов. В 1956 г.
на Ново-Краматорском машиностроительном заводе впервые в сварочном
производстве двумя специальными автоматами были сварены швы
толщиной 400 мм и длиной 3220 мм.
В настоящее время в области электросварки металлов (наряду с
развитием способов ручной дуговой сварки) продолжаются работы по
созданию новых способов автоматической и полуавтоматической сварки и
дальнейшему усовершенствованию аппаратуры и т. п.
* *
*
За последние 40—50 лет электроэнергетическая техника претерпела
большие качественные и количественные изменения. Неизмеримо
увеличились мощности электростанций. Важнейшее значение приобрели
крупнейшие ГЭС. Широкое развитие получили электрические сети и
энергетические системы. В десятки раз увеличились единичные мощности
турбогенераторов тепловых электростанций. Получили полное развитие
теплофикационные установки. Автоматика проникла как в область производства
электроэнергии (например, централизованное управление гидростанциями),
так и в область ее использования (усовершенствование электропривода).
Быстро растет применение электричества непосредственно в
технологических процессах производства. Наконец, созданы первые мощные атомные
электростанции. Вместе с тем электрическая энергия стала широко-
использоваться и в быту.
Особенно показательны успехи развития электроэнергетики в СССРГ
где претворяются в жизнь вдохновенные ленинские идеи электрификации
всей страны. Рост выработки электроэнергии в СССР и в других
социалистических странах стимулируется все большими потребностями
растущего народного хозяйства страны, тогда как в США и других странах
капитализма увеличение производства электричества идет в основном за
счет удовлетворения военных потребностей, связанных с гонкой
вооружения и, в частности, с производством атомного оружия.

ГЛАВА XXX
ПРИМЕНЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
В АВТОТРАНСПОРТЕ, АВИАЦИИ,
НОВЕЙШИХ РАКЕТАХ
П Значение и краткая характеристика двигателей
внутреннего сгорания
аряду с широчайшим распространением электричества,
электрических двигателей характерной особенностью техники XX в.
является исключительно быстрое развитие двигателей внутреннего сгорания.
В 1900 г. мировая суммарная мощность первичных двигателей была примерно
равна 100 мля. л. с, и хотя в 1911 г., т. е. за 11 лет, она удвоилась, роль двигателей
внутреннего сгорания в то же время была ничтожна. Глубокие изменения в динамику
развития двигателей внутреннего сгорания внесла первая мировая война. Уже в 1920 г.
мощность двигателей внутреннего сгорания достигла 600 млн. л. с, и составляла 75%
суммарной мировой мощности первичных двигателей. В дальнейшем происходил еще
более стремительный рост двигателей внутреннего сгорания. В 1939 г. суммарная
мощность первичных двигателей в капиталистических странах составляла 2,5 млрд. л. с,
причем 80%, т. е. 2 млрд. л. с, приходилось на двигатели внутреннего сгорания. В
дальнейшем мощность двигателей внутреннего сгорания продолжала расти. В 1950 г.
суммарная мощность первичных двигателей в капиталистических странах достигла
10,5 млрд. л. с, причем 8,8 млрд. л. с. приходилось на долю двигателей внутреннего
сгорания. Рост мощности двигателей внутреннего сгорания продолжался и в
последующие годы.
Гигантское увеличение общей мощности двигателей внутреннего
сгорания является глубоко закономерным явлением. Развитие машинной
техники потребовало создания универсального привода для самых
разнообразных машин, применяемых во всех отраслях хозяйства и в
военном деле. С развитием техники к двигателям был предъявлен ряд
требований, в частности возможность создания их самой разнообразной
мощности от десятков и даже сотен и тысяч киловатт до
микроскопических двигателей в десятые, сотые и менее доли киловатта. Машинная
техника требовала создания двигателей с легким включением, дающих
возможность широкого и плавного изменения скорости, мощности и т. д.
Электропривод разрешил эту проблему лишь для стационарных
машин.
Между тем развитие промышленного производства, возникновение
крупных индустриальных центров, создание современных армий
требовали не только стационарных, но и удобных транспортных двигателей.
Стала актуальной проблема переброски больших масс грузов и людей к
железнодорожным узлам и крупным морским и речным портам. Удобных
транспортных двигателей требовало сельское хозяйство, а также
строительство.
Двигатель внутреннего сгорания, послуживший основой для
возникновения целого ряда новых отраслей промышленности — автомобильной,
тракторной, авиационной, а также основой механизации сельского
хозяйства и строительства,— идеально отвечал насущным потребностям
413

развития техники. Наконец, двигатель внутреннего сгорания позволил
приступить к созданию космических кораблей-спутников.
Что же из себя представляют обычные (поршневые) двигатели
внутреннего сгорания?
Это тепловые двигатели, в которых сжигание топлива в отличие от
паровых машин происходит в специальных камерах самого двигателя
(в рабочем цилиндре), а работа расширения продуктов сгорания
воспринимается поршнем. Поршневые
двигатели внутреннего сгорания можно
подразделить на две основные группы.
Первая группа — так называемые
двигатели низкого сжатия, для которых
обязательно искусственное (постороннее) зажигание
рабочей смеси в цилиндре. Здесь основное
значение получили так называемые
карбюраторные двигатели — автомобильные и отчасти
авиационные, — работающие на легком
топливе (главным образом бензине). Значение
этих двигателей очень велико. Они составляют
подавляющую часть двигателей внутреннего
сгорания. В США совокупная мощность
двигателей внутреннего сгорания в 1950 г.
составляла 5 млрд. л. с, причем около 4,5 млрд. л. с.
приходилось на двигатели низкого сжатия
(главным образом автомобильные двигатели).
Вторая группа — двигатели высокого
сжатия, где зажигание рабочей смеси
происходит за счет высокой температуры,
развивающейся при сжатии воздуха
(самовоспламенение топлива). Эти двигатели обычно
работают на тяжелом топливе. Исторически они
начали широко применяться позже
двигателей низкого сжатия. Двигатели высокого
сжатия распадаются на две группы —
компрессорные, в которых пневматическое распыление
Яков Модестович Гаккель. топлива обеспечивается при помощи
компрессора, подающего воздух с давлением 50—
60 атм, и бескомпрессоряое (исторически
появившееся позднее первых;, в которых механическое распыление топлива
осуществляется под давлением 200—600 атм и больше. Вначале двигатели высокого
сжатия получили применение как стационарные двигатели, затем как судовые и,
наконец, как тракторные, автомобильные и двигатели специальных машин.
Дизельные двигатели — двигатели с воспламенением от сжатия,
работающие на тяжелом жидком топливе,— получили распространение на
кораблях, а также на локомотивах железных дорог — тепловозах.
К 1912 г. в Дании был построен первый корабль с дизельным
двигателем — «Зеландия» водоизмещением 7 500 т. За десять лет, с 1918 по
1928 г., мировой тоннаж кораблей с дизельными двигателями возрос
в 10 раз, причем в 1927 г. уже строилось больше дизельных кораблей, чем
паровых. К середине XX в. теплоходы составляли более 30% мирового
тоннажа торгового флота. Половина грузовых и вспомогательных судов
в настоящее время строятся с дизельными двигателями, мощность
которых достигает 3 тыс. л. с. Бескомпрессорные двигатели на нефтяном
топливе с успехом стали применяться на сухопутных транспортных (в том
числе военных) средствах1.
Успехам в области дизелестроения начиная с 900-х годов в
значительной степени способствовали исследования русских ученых Г. Ф. Деппа,
1 В 1930 г. в Германии авиаконструктор Г. Юнкере построил первый самолет
с дизельным авиационвым двигателем.
414

Г. В. Тринклера, А. Н. Шелеста, В. И. Гриневецкого, который разработал
метод теплового расчета двигателя внутреннего сгорания (1906—1907 гг.).
Идеи Гриневецкого были развиты советскими учеными Н. Р. Бриллингом,
Е. К. Мазингом, Б. С. Стечкиным и др. Русские ученые сыграли крупную
роль в создании мощных тепловозов для железных дорог.
Долгое время попытки создать тепловоз заканчивались неудачей.
Трудности заключались в поисках надежного способа передачи энергии
от двигателя на ведущие оси колес. Этот вопрос был успешно разрешен
лишь в 1924 г., когда ленинградскими заводами по проекту советского
ученого Я. М. Гаккеля был построен первый мощный линейный тепловоз
с использованием электрической передачи между группой, включающей
генератор и двигатель, и тяговыми двигателями, находящимися на осях
тепловоза. В тепловозе, таким образом, вращающий момент от вала
двигателя передавался движущим осям через электрическую систему передачи.
На тепловозе Гаккеля работал четырехтактный нереверсивный
десятицилиндровый бескомпрессорный двигатель мощностью в 1 тыс. л. с,
делавший 395 оборотов в минуту. Тепловоз имел также два генератора
постоянного тока и тяговые двигатели. Пуск дизеля осуществлялся от
аккумуляторной батареи при помощи одного из генераторов, а обратный ход —
путем электрических переключений. Серийный выпуск советских
магистральных тепловозов был освоен в 1932 г., но особенно широкое развитие
тепловозостроение в Советском Союзе получило в послевоенные годы.
С 1956 по 1960 г. выпуск магистральных тепловозов в СССР увеличился
в 8 раз.
Таблица 12
Развитие советского тепловозостроения
(1949—1960 гг.)
Тип
ТЭ2
ТЭЗ
ТЭ10
ТЭ12
ТЭП60
ТГ102
Год
создания
1949
1954
1959
1960
1960
1960
Мощность,
Л. С.
2 000
4 000
3 000
3 000
3 000
2 000
Уд. вес,
кг /л. с.
85
63
45,5
43
42
40
В последнее время советские тепловозостроительные заводы
приступили к изготовлению тепловозов мощностью 3 тыс. л. с. с электрической
передачей и мощностью 2 тыс. л с— с гидравлической передачей. В
настоящее время организуется серийное производство тепловозов мощностью
3 тыс. л. с. на Харьковском и Коломенском заводах. Опыт СССР был
широко использован за рубежом. С 40-х годов тепловозостроение получило
большое развитие в США, где большая часть тепловозов строится с
двухтактными двигателями мощностью до 2400 л. с.
Развитие автомобильной и некоторых других областей техники
на базе двигателей внутреннего сгорания
Развитие двигателей внутреннего сгорания связано с исключительно
бурным развитием тех отраслей техники, в которых эти двигатели в
основном применяются,— в первую очередь с автомобильной техникой и
особенно с авиацией.
Развитие двигателей внутреннего сгорания непосредственно связано
с автомобильной техникой. С одной стороны, появление бензинового
415

карбюраторного двигателя было важнейшей предпосылкой для создания
и последующего развития автомобиля, а с другой стороны, именно
автомобиль, выдвигая свои требования к новому двигателю, способствуя его
дальнейшему совершенствованию, и подготовил двигатель внутреннего
сгорания к использованию в авиации.
История автомобильной техники, история автомобиля, начинается
в 1885 г. с создания одноместной моторной повозки немецкого
изобретателя Г. Даймлера, приводимой в
действие бензиновым мотором. В 1886 г.
Даймлер построил первый
четырехколесный двухместный автомобиль, на
котором ему удалось развить
скорость до 18 км/час. Почти
одновременно с Даймлером немецкий инженер
К. Бенц создал в начале 1886 г.
трехколесный автомобиль, развивавший
скорость до 12—15 км/час1.
К началу войны 1914—1918 гг. во
всех странах было уже 1,9 млн.
автомобилей. После первой мировой войны
началось бурное развитие
автомобильной промышленности и к 1940 г.
в мире было уже 46 с лишним
миллионов автомобилей, а в 1950 г. во
всех странах насчитывалось 70 с
лишним миллионов автомобилей. В конце
50-х годов, по данным зарубежной
печати, во всех странах мира
находилось в эксплуатациии приблизительно
Готлиб Даймлер. Ю0 млн- автомобилей, суммарная
мощность двигателей которых была равна
около 10 млрд. л. с. Во всех странах
в 1955 г. было произведено 13,5 млн. машин, в том числе свыше
10,4 млн. легковых и 2,4 млн. грузовых автомобилей и автобусов.
Автомобильная промышленность в наши годы превратилась в
одну из самых крупных отраслей современной индустрии.
Особенно большое развитие она получила в Соединенных Штатах Америки, где
в 1959 г. насчитывалось 40 млн. легковых и 8,9 млн. грузовых автомобилей. В
автомобильной промышленности и в производстве автомобильных шин в США
занято около 900 тыс. рабочих. Примерно 1,4 млн. человек занято продажей, ремонтом или
техническим обслуживанием автотранспорта, и свыше 500 тыс. человек работает на
¦бензиновых заправочных станциях.
Автомобилестроение предъявило огромный спрос на различного рода
материалы и, можно сказать, сформировало целый ряд новых отраслей
производства, удовлетворяющих запросы автомобильной промышленности.
Развиваясь, автомобильная промышленность втянула в свою сферу другие
отрасли промышленности2.
1 Любопытно, что тот и другой немецкий изобретатель, стремясь к одной и той же
цели, работая над созданием автомобиля, не знали друг друга в жизни, хотя жили
очень близко друг от друга.
2 В 1949 г. автомобильная промышленность США потребляла 19%
производящегося в стране проката, 13% алюминия, 54% ковкого железа, 17% меди, 12%
олова, 31% свинца, 12% цинка, 28% никеля, 73% листового зеркального стекла, 80%
каучука, 90% бензина, 60% смазочных материалов.
416

Производство автомобилей в США в 1956 — 1959 гг. колебалось в
пределах 5—7 млн. машин в год. Крупную роль автомобиль играет и
в других странах — в Англии, Канаде, Франции, Западной Германии,
Италии.
Большой размах получило производство и использование
автомобилей в СССР. Первые автомобили в Советском Союзе были построены
в 1924—1925 гг., за годы первых
пятилеток в стране была создана
автомобильная промышленность. В 1937 г.
в Советском Союзе было выпущено
более 200 тыс. автомобилей, в 1950—
363 тыс. В 1957—1959 гг. в СССР
производилось примерно полмиллиона
автомобилей в год1.
Как ни велико значение работ
первых изобретателей — Даймлера,
Бенца и др., которые в 80-х годах
XIX в. создали первые моторные
повозки — прообраз современных
автомобилей, — история автомобиля (как
самодвижущейся повозки, приводимой
в движение установленным на ней
двигателем и предназначенной для
перевозки людей, грузов и специального
оборудования по безрельсовым
дорогам) началась задолго до работ
Даймлера и Бенца.
Как указывалось в начале работы, разви- ™ г
тие дарового транспорта шло в двух основных аР ьенц.
направлениях. Изобретатели работали над
созданием рельсового и безрельсового транспорта, т. е. над созданием парового
автомобиля. В дальнейшем при конструировании паровых автомобилей был решен
ряд технических проблем, сыгравших крупную роль для последующего развития
автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. В частности, А. Болле во
Франции еще в 70-х годах прошлого века на своих паровых автомобилях ввел
дифференциал — необходимый элемент современного автомобиля. Появление в 80-х
годах XIX в. бензиновых двигателей внутреннего сгорания и автомобилей,
снабженных этими двигателями, отодвинуло проблему создания и совершенствования парового
автомобиля. Однако сейчас в ряде случаев паровой автомобиль может иметь
определенные преимущества перед автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. При
эксплуатации автомобилей на лесных разработках, например, применение парового
двигателя, использующего дешевые дрова, является весьма эффективным.
Развитие автомобиля связано прежде всего с совершенствованием
применяемых двигателей, и это уже понимали конструкторы первых
автомобилей. Первые карбюраторы были сконструированы еще в 70-х годах.
Затем появляются более совершенные карбюраторы поплавкового типа.
В конце 1880-х годов была разработана теория катушки зажигания,
а также создано первое магнето (Р. Бош в Германии). В 900-х годах
начинает осуществляться переход к более совершенной системе
электрического зажигания рабочей смеси, появляются механизмы и
устройства для легкого пуска в ход автомобильного двигателя ив 1910 г. в
США инженер Ч. Кеттеринг разработал конструкцию электрического
1 В 1957 г. на советских автозаводах было произведено 495,4 тыс. автомобилей.
В подавляющем большинстве (381,8) это были грузовые автомобили
грузоподъемностью до 40 т. В 1960 г. в нашей стране выпущено 523,6 тыс. автомобилей.
417

стартера. Наряду с водяным охлаждением стенок цилиндров и головок
двигателя в дальнейшем частично стали применять и воздушное
охлаждение.
Применение бензинового двигателя хотя и явилось решающей
предпосылкой для возникновения автомобиля, но первые механические
повозки Даймлера и Бенца нельзя было назвать современным
автомобилем. Машина Даймлера 1885 г. была грубым сочетанием нового
двигателя с примитивным
самокатом. В 1886 году Даймлер
установил такой двигатель на
обыкновенную четырехколесную пролетку
(повозку). Бенц конструировал свои
первые автомобили трехколесными.
По существу это было объединение
извозчичьей пролетки с велосипедом.
Переднее колесо без всяких рессор
Бенц взял от велосипеда, а два
задних — вместе с рессорами и осью —
от пролетки.
В конце XIX и начале XX в.
в результате работ инженеров и
изобретателей многих стран был создан
автомобиль современного типа,
причем в нем было использовано все,
что было создано техникой в
различных ее областях (рис. 177). Кузов,
рама и рессоры были заимствованы
у пролеток, рулевое управление и
шины (а также цепная передача —
привод первых автомобилей) — у
велосипеда.
Важную роль в создании
автомобиля сыграло изобретение во
второй половине 40-х годов XIX в.
резиновых сплошных шин и
особенно (примерно через 50 лет после
этого) пневматических шин с
протектором и внутренней камерой
(на основе работ английских
изобретателей Р. У. Томпсона в 1845—
1847 гг. и Дж. Б. Дэнлопа в 1884—
1888 гг.). Коробку скоростей
(передач), если не считать первых
предложений Кулибина, заимствовали у
металлорежущих станков (рис. 178). От первых паровых автомобилей
был взят дифференциал, позволяющий обеспечивать различную
скорость ведущих колес, необходимую при поворотах машин.
Однако автомобиль не только синтезировал достижения различных
отраслей техники предшествующего периода, но и сам оказался могучим
фактором дальнейшего развития техники. Он по существу, положил
основу массового поточного производства в промышленности которое
было освоено вначале в автомобильной промышленности и затем
шествовало из одной отрасли машиностроения в другую.
Хотя на первых этапах автомобиль встретил большое сопротивление со
стороны владельцев старых видов транспорта, но, несмотря на это, к концу
1328г.
Рис. 177. Легковые автомобили.
1898-1928 гг.
418

XIX в. автомобиль получает все более широкое признание. В определенной
мере этому способствовали распространившиеся в конце XIX в.
автомобильные гонки.
В июле 1894 г. состоялись первые международные автомобильные гонки во
Франции. В них должны были принять участие 102 автомобиля с 20 типами двигателей.
Однако на предварительном испытании больше половины машин не тронулось с места.
Рис. 178. Происхождение некоторых механизмов
и узлов автомобиля.
В конечном счете только 21 автомобиль (14 автомобилей с бензиновыми двигателями
и 7 с паровыми) участвовал в гонке. Гонку закончили 13 бензиновых и 2 паровых
двигателя. На первое место вышли автомобили с бензиновыми двигателями, причем
французский автомобиль с мотором Даймлера достиг огромной по тому времени скорости —
более 20 км/час. Гонки летом 1895 г. (на дистанции Париж—Бордо и обратно) по
существу знаменовали победу автомобиля с бензиновым двигателем, прошедшего
1200-километровый путь за 48 часов 47 минут со средней скоростью 24,5 км/час. Через.
7 лет на гонках Париж—Вена средняя скорость автомобилей выросла почти в 3 раза
и достигла 69 км1.
1 Интересно, что в Англии по закону 1903 г. предел скорости для автомобилей
ограничивается лишь 32 км/час, а по усмотрению местных властей и эта скорость могла
быть снижена вдвое.
419

В конце XIX в. потребность в транспорте не только для перемещения
людей, но и для перевозки грузов к станциям, портам и другим пунктам,
1839 г
Ш7г
откуда можно было дальше
отправлять грузы по железной
дороге или водным путем, стала
особенно острой. Это усиливало
интерес к автомобилю.
Потребность в автомобилях быстро росла,
и в 1890 г. во Франции было
создано одно из первых
автомобилестроительных предприятий.
В том же году Даймлером была
основана компания по
производству автомобилей. По мере
развития производства, мощность
выпускаемых этой компанией
автомобилей все время росла. За 10 лет
она увеличилась с 9—12 до 30 и
даже 40 л. с. В 1900 г. здесь был
создан автомобиль марки
«Мерседес», приближающийся в
основных чертах по конструкции и
форме к легковым современным
автомобилям1.
В 1926 г. заводы Даймлера
слились с заводами Бенца,
образовав крупное промышленное
предприятие по производству
автомашин. В декабре 1896 г. был
основан автомобильный завод в
Айзенахе, где через три года был
построен первый
автомобиль-повозка «Вартбург» с
одноцилиндровым двигателем, а в 1904 г. стали
выпускаться автомобили с
четырехцилиндровыми двигателями
мощностью 25. л. с.2 (рис. 179).
Среди пионеров
автомобилестроения почетное место занимает
завод в Копршивнице (ныне в
Чехословакии), выпускающий
известные автомобили «Татра»
(рис. 180). В 1897 г. на нем
был построен первый чешский
1 Конечно, все эти автомобили по
внешнему виду были далеки от
современных образцов, но тогда многие считали,
что отдельные модели машин достигли
чуть ли не верха совершенства. Вот что
писалось в одном американском
журнале об автомобиле 1907 г. (с 6-цилия-
дровым двигателем в 40 л.с): «...Кузов выделяется строгими линиями и общей
простотой, ясностью контура и раскраски».
2 После окончания второй мировой войны с помощью Советского Союза это
предприятие было восстановлено и реконструировано. Его продукцией, в частности,
являются легковые автомобили с б-цилиядровым двигателем в 55 л. с, выпускаемые
с 1949 г.
№9г
Z'Puc. 179. Автомобили завода в г.
Айзенахе (ГДР), изготовленные в 1899, 1904,
1907, 1928 и 1949 гг. (сверху вниз).
420

1897г
автомобиль с 2 цилиндровым двигателем системы «Бенц» в 5 л. с. В 1899 г.
на чешском автомобиле с двигателем в 12 л. с. был достигнут
мировой рекорд скорости: скорость автомобиля превысила 112 км/час.
В 900-х годах на этом заводе было освоено производство 4-цилиндровых
двигателей мощностью до 30 л. с, причем конструкторы стремились увеличить литровую
мощность двигателя. В результате была создана удачная конструкция двигателя с V-образ-
яым верхним расположением клапанов. С 1906 г. вместо цепной стала применяться
карданная передача. В 1925 г. начала
выпускаться оригинальная модель «Татра»
(рис. 181). В этом автомобиле вместо рамы
из балок была применена центральная
труба, внутри которой находится карданный
вал. В этой же автомашине была
осуществлена независимая подвеска задних
ведущих колес, а с 1926 г.— независимая
подвеска и передних колес. В 30-х годах
двигатель на новых моделях автомашин
вновь начинает устанавливаться сзади
(заднее расположение двигателя в «Татре»
осталось до сих пор), как это было у первых
машин, а кузов изготовлялся несущим,
являющимся одновременно и рамой
(«Татра-87»). Последняя модель «Татра-
603» (1958 г.) была выпущена с мотором
сзади. В 1959 г. завод стал производить
грузовой трехосный автомобиль «Татра-138»
грузоподъемностью в 12 т с
8-цилиндровым двигателем с воздушным
охлаждением, мощностью 180 л. с.1
В 1899 г. был построен
автомобильный завод в Италии, в Турине,
выпускавший вначале автомобили
«Фиат» в 3,5 и 8 л. с. Быстрый рост
производства автомобилей здесь
начался в годы первой мировой
войны. В день на этом заводе
выпускалось до 100 автомобилей (с
четырехцилиндровыми двигателями
мощностью до 50—60 и даже 100 л. с),
а также тракторы и самолеты. Ныне
это предприятие разрослось в
огромный концерн, где выпускаются
различные транспортные машины и
двигатели.
В США первый автомобиль был
выпущен в 1903 г. на небольшом
заводе, принадлежащем Г. Форду.
Это была машина с
двухцилиндровым двигателем мощностью 8 л. с.
(модель «А»). Производство
автомобилей на заводе Форда быстро росло.
В 190.8—1909 гг. на нем было освоено
производство автомобилей новой модели—модели «Т» (модель «Т»
выпускалась до середины 1927 г.), ив 1915 г. с конвейера сошел уже
миллионный автомобиль. К этому времени на автомобильных заводах Форда
в Детройте выпускалось до 250 тыс. автомобилей в год. Налаживание
№б-!310г.г
1958г
Рис. 180. Схемы автомобилей,
изготовленных на заводах Чехословакии
в 1897—1958 гг.
1 В 1956 г. в Чехословакии было выпущено до 37,5 тыс. различных типов
автомобилей.
421

массового производства машин модели «Т» позволило снизить стоимость
автомобиля с 950 долларов в 1909 г. до 290 долларов в 1926 г. Это
способствовало распространению фордовских автомашин. Производство
автомашин на предприятиях Форда росло
и в дальнейшем. В 1958 г. все заводы
и филиалы компании Форда
выпустили 2,16 млн. автомашин и
тракторов, а за 56 лет (1903—1959 гг.)
предприятия Форда выпустили 50 млн.
легковых и более 10,5 млн. грузовых
автомобилей и тракторов.
В течение полувека происходит
непрерывный процесс изменения
компановки и формы автомобиля, что
улучшило его эксплуатационные качества
(рис. 182). Улучшались конструкции
автомобильных двигателей.
Одним из основных показателей
качества автомобильного двигателя
явилось повышение степени сжатия
горючей смеси перед ее зажиганием, т. е.
отношение объема цилиндра при
крайнем нижнем положении поршня к
объему цилиндра при крайнем верхнем
положении поршня (в конце сжатия).
Увеличение такого сжатия увеличивает и мощность двигателя.
Повышение степени сжатия горючей смеси связано с повышением так
называемого октанового числа горючего — показателя, характеризующего
Рис. 181. Элементы схемы
автомобиля «Татра» 1923—1926 гг.:
а — с рамой-трубой и независимой
подвеской ведущих колес;
6 — шасси грузовика 30-х годов.
№Б
Рис. 182. Развитие компановки автомобиля.
антидетонационные свойства бензина. Детонация горючей смеси
приводит к преждевременному и неправильному (чрезмерно быстрому)
сгоранию горючего и резкому увеличению его расхода и в результате
к потере мощности двигателя. Уже в середине второй мировой войны
ряд английских и особенно американских карбюраторных двигателей
422

имели высокую степень сжатия — 6,5—6,8 и работали на бензине с
октановым числом не менее 70—72. Достигнутое затем повышение степени
сжатия, а также скорости вращения коленчатого вала и
совершенствование конструкции двигателей (в части карбюрации, механизма
газораспределения) обеспечили значительное повышение литровой мощности
двигателей, т. е. мощности, приходящейся на каждый литр рабочего
объема двигателя (рис. 183).
Важным этапом в развитии автомобильных двигателей было
применение наряду с карбюраторными дизельных двигателей.
Легковые автомобили с дизельными двигателями выпускались еще
до второй мировой войны немецкой фирмой «Мерседес — Бенц». После
войны дизельные автомобили стали производиться на некоторых заводах
в ФРГ, Англии и Италии. В
Европе дизельные двигатели широко
применяются для самых
разнообразных типов грузовиков, а в
США в основном на
многотоннажных грузовиках. Ряд
западноевропейских автомобильных
предприятий в последнее время до
половины выпускаемых
автомобилей снабжал дизельными
двигателями.
4
Рис. 183. Средние данные о развитии
параметров автомобильных двигателей
(США).
В дизельных двигателях степень
сжатия может быть значительно
большей, чем в карбюраторных двигателях,
со всеми вытекающими отсюда
экономическими последствиями. В дизельных
двигателях, установленных на
автомобилях, в ряде случаев обеспечивается
переход от четырехтактных к
двухтактным двигателям. В двухтактном
двигателе рабочий ход поршня приходится не
на каждые два оборота, как у
четырехтактного двигателя, а на каждый оборот
коленчатого вала. Поэтому при том же
рабочем объеме мощность двухтактного двигателя соответственно возрастает. Все это
ведет к тому, что, несмотря на некоторые недостатки дизеля, а также повышенную
стоимость его, расходы по эксплуатации дизельных автомобилей вдвое меньше, чем
автомобиля с карбюраторным двигателем.
Современная техника позволила вернуться к газовому двигателю на
автомобиле, причем в настоящее время применяется сжатый или
сжиженный газ. Газ подается в редуктор для снижения давления, а затем поступает
в смеситель для питания двигателя. Газобаллонный автотранспорт
получил большое техническое развитие как в Европе, так и в Америке. Одним
из основных преимуществ газа является возможность повышения степени
сжатия в двигателе. Это ведет к тому, что уменьшается износ двигателя,
более совершенно происходит образование топливо-воздушной смеси,
кроме того сгорание газа приводит к менее шумной, бездымной работе
двигателя. Эффективность применения природных, коксовых и других
сжатых газов существенно повышается с увеличением грузоподъемности
машины. Одновременно появились автомобили, позволяющие
использовать для газового двигателя твердое топливо путем установки на
автомобиле специального газового генератора (рис. 184).
Наряду с автомобилями, приводимыми в действие двигателем
внутреннего сгорания, некоторое распространение получили автомобили
с электрическим двигателем — электромобили. Перспективы развития
423

последних целиком зависят от совершенствования аккумуляторов.
Создание портативных, не требующих частой зарядки аккумуляторов открывает
перед электромобилями большие возможности.
Перспективным является применение на автомобиле газовой
турбины. Автомобильный бензиновый двигатель в 200 л. с. весит около
Рис. 184. Устройство газогенераторного автомобиля
(на основе установки НАМИ «Г-78А»):
1,6 — очистители, 2 — охладитель, з — вентилятор, 4 — патрубок к двигателю,
5 — газогенератор.
600 кг, а газотурбинный двигатель такой же мощности весит в 5 раз
меньше. Газотурбинный двигатель имеет в 3—4 раза меньше деталей,
чем поршневой двигатель.
Рис. 185. Схема газотурбинного автомобиля «Фиат»:
1 — вход для воздуха, 2 — двухступенчатый центробежный компрессор, 3— камера сгорания,
4 —вал турбокомпрессорного агрегата, 5 — двухступенчатая турбина привода компрессора,
6 — одноступенчатая тяговая турбина, 7 — дифференциал, 8 — редуктор тяговой турбины,
9 — педали газа и тормоза.
Имеется довольно много сообщений из-за рубежа об опытном испытании газовой
турбины в автомобиле.
В 1950 г. одним из первых был продемонстрирован газотурбинный легковой
автомобиль английской фирмы «Ровер» с двигателем в 150 л. с. В 1952 г. испытывался
газотурбинный двигатель «Боинг» (США), установленный на 10-тоняом грузовике.
Мощность этого двигателя превышала 175 л. с, а его вес был примерно в 10 раз меньше
замененного им дизеля той же мощности. Однако в зарубежной литературе указывается,
424

что у газотурбинного двигателя, установленного на грузовом автомобиле, крайне велик
расход топлива по сравнению с современными карбюраторными и дизельными
двигателями, что сдерживает его применение1.
В настоящее время выпускаются автобусы, а также легковые
автомобили с газотурбинным двигателем. Так, в 1956 г. был создан новый скорост-
Рис. 186. Схема газотурбинного автобуса «Золотой дельфин» (Италия).
ной междугородный автобус «Золотой дельфин», построенный фирмой
«Виберти» в Италии (рис. 186). Этот автобус имеет длину почти 12 ж и
рассчитан на 32 человека. Двигателем
ТоплиВо
Камера
сгорания
Выхлоп
4р Редуктор
Компрессор
Рис. 187.
советского
Тягобая
Компрессорная турбина
турбина
Схема силовой установки
газотурбинного автобуса.
его является газовая турбина
мощностью 400 л. с, позволяющая
развивать скорость до 200 км/час.
В 1959 г. создан первый
советский многоместный
газотурбинный автобус (конструкции
НАМИ). В его двигателе имеются
две несвязанные друг с другом
турбины — одна соединена с
камерой сгорания (аналогично
двигателю турбореактивного
самолета) и вращает компрессор, а
другая — тяговая— питается
газами, выбрасываемыми первой турбиной, и в конечном счете через
редуктор приводит в движение колеса автобуса (рис. 187). Скорость автобуса
достигает 135 км/час (рис. 188).
Легковые автомобили с газотурбинным двигателем были созданы
в США. В Америке подчеркивают такие выгоды газотурбинных двигателей,
как хорошая уравновешенность масс (благодаря отсутствию деталейг
совершающих сложное возвратно-поступательное движение), малый весг
возможность работать, на самых различных жидких топливах.
Конструкторы этих автомашин полагают, что по экономичности они примерно
1 В опытном порядке газотурбинные двигатели применяются на скоростных
автомобилях гоночного типа. Так, в 1954 г. удачно прошел испытания первый итальянский
газотурбинный автомобиль «Фиат» (рис. 185) с двигателем весом 258 кг и мощностью
200 л. с. при 22 тыс. об/мин, работающим на газе с температурой около 800°. Два
больших киля на задней части кузова автомобиля придают ему устойчивость при высоких
скоростях, достигающих 325 км/час. В 1955 г. в США была построена автомашина
с газовой турбиной мощностью в 370 л. с. Горючим для нее служит керосин. Эта
развивающая огромную скорость, автомашина названа «Огненной птицей».
425

«соответствуют дизельным двигателям. При этом отмечается, что
экономичность газотурбинных двигателей достигается с применением
совершенной конструкции теплообменника. Применение высокоэффективного
теплообменника является одним из важных путей повышения
экономичности газотурбинного двигателя. С помощью теплообменника исполь-
Рис. 188. Советский газотурбинный автобус.
.зуется тепло выхлопных (отходящих) газов для подогрева поступающего
(всасываемого) воздуха.
Хотя идея теплообменника не нова, но трудность его создания состоит в том, что
он должен иметь малые размеры и вес, хорошо встраиваться в двигатель и т. п. Можно
указать, например, на двигатель легкового четырехместного автомобиля «Файрберд II»
(США), который весит 385 кг и имеет мощность 200 л. с. при 35 000 об/мин вала
турбины. В этом двигателе имеются 4 камеры сгорания и особой конструкции топливные
форсунки. Двигатель другого легкового автомобиля — фирмы «Крейслер» — имеет
мощность 120 л. с, а вес на 25—30% меньше веса поршневого двигателя той же мощности.
Этот двигатель снабжен теплообменником весьма совершенной конструкции.
Газотурбинный двигатель автомобиля «Плимут» весит примерно на 180 кг меньше V-образяого
8-цилиндрового автодвигателя той же мощности.
В настоящее время газотурбинными двигателями оснащаются в
первую очередь большие автобусы и грузовые автомобили, а также отчасти
спортивные машины.
Некоторые общие черты и направления развития двигателей
современных автомобилей можно коротко охарактеризовать следующими
данными.
Основной задачей конструкторов двигателей является стремление
добиться наибольшей мощности при сравнительно небольших размерах.
Мощность автомобильного двигателя в зависимости от класса
автомобиля в настоящее время составляет от 40—50 л. с. до 150—200 л. с.
и больше. Вместо однорядных 8- и 6-цилиндровых двигателей в последнее
время распространяются двухрядные V-образные двигатели. Получаемое
за счет этого укорочение двигателя и продвижение его вперед, позволили
создать просторный кузов, не увеличивая расстояния между колесами.
426

В целом двигатели в последние годы стали короткими и широкими,
у многих из них имеются два ряда цилиндров. Двигатели имеют резко
повышенную степень сжатия (у многих моделей — 10—10,5) и
укороченные цилиндры. Вал двигателя достигает большого числа
оборотов — 5 000 и более1. Расход топлива у легковых машин составляет
8 л на 100 км, а у некоторых двухместных малолитражных
автомобилей «среднего класса»— 4—5 л.
В 1959—1960 гг. стремление удешевить автомобили стабилизировало
.мощности автодвигателей: рост мощностей прекратился. В целом успехи,
достигнутые в развитии карбюраторных двигателей,— повышение
степени сжатия и улучшение процесса карбюрации—делают их более
экономичными и позволяют конкурировать с дизельными двигателями.
В последние годы специалисты различных стран настойчиво
конструируют новые типы автомобильных двигателей. В частности, разработаны
конструкции двигателей со «свободными» поршнями, с
непосредственным впрыском горючего в цилиндры и т. п. Так, в США разработана
конструкция двигателя легкового автомобиля со «свободными» поршнями,
не имеющего коленчатого вала, шатунов и т. п. Двигатель такого
рода является своеобразной комбинацией дизельного и газотурбинного
двигателей: поршни первого сжимают газ и подают его к газовой
турбине2.
В середине 50-х годов появились бескарбюраторные бензиновые
автомобильные двигатели. В течение многих лет, начиная с появления
бензинового двигателя, инженеры многих стран работали над созданием
карбюраторов с высоким КПД, но результаты пока еще
малоудовлетворительны. Поэтому в ряде стран g середины 50-х годов конструкторы пошли по
пути создания бескарбюраторных двигателей, а топливо с помощью
специального насоса стали под большим давлением вводить прямо
б камеру сгорания (или же во всасывающий трубопровод возле
впускного клапана). По данным 1956—1957 гг., мощность автомобильных
двигателей при этом повышается на 15—25% по сравнению с
карбюраторными двигателями, а экономичность двигателей увеличивается на
5—15%. Однако эта система требует крайне дорогостоящей топливной
аппаратуры и тщательной фильтрации топлива. В настоящее время над
созданием эффективной и недорогой системы непосредственного впрыска
горючего работают различные фирмы в США, ФРГ, Англии.
В 1956 г. бескарбюраторные двигатели с топливной аппаратурой «Бош»
были установлены на автомобилях фирмы «Мерседес — Бенц» и «Га-
лиаф». Двигатель одной из легковых машин фирмы «Мерседес — Бенц»
развивал мощность 240 л. с. при степени сжатия 8,55, работая на бензине
-с октановым числом 80.
1 В бензиновом двигателе «Паккард-8» предусматривалась возможность
перехода в дальнейшем, по мере повышения октанового числа автомобильных бензинов
в США, на применение степени сжатия 12 (вместо существовавшей 8,5). Это V-образ-
ный 8-цилиндровый двигатель мощностью 260 л. с. (при 4 600 об/мин), а литровой
мощностью —45 л. с. Удельный вес двигателя 1,22 кг/л. с. Вообще V-образяый
8-цилиндровый двигатель, высокая степень сжатия, большая мощность и число оборотов
являются типичным для американского автомобилестроения последних лет. Однако
в последующем по целому ряду экономических и иных причин американская
автопромышленность обратилась также к производству (и ввозу из Европы) более
дешевых, в частности малолитражных, машин.
2 Двигатель состоит из двух параллельных цилиндров, в каждом из которых
размещен комплект из двух поршней, расположенных горизонтально. Такого типа
двигатели до сих пор применялись главным образом в судовых установках и на локомотивах.
Полагают, что в автомобильных двигателях, где газовая турбина соединена со свобод-
яопоршневым генератором газов, в ближайшее время будет достигнут значительно
меньший расход топлива, чем у обычных дизелей.
427

В США аналогичные работы в 1959 г. были осуществлены при выпуске
автомобиля «Шевроле — Корвайр». Тем не менее вследствие высокой
стоимости аппаратуры система непосредственного впрыска топлива не
получила сейчас распространения.
Стремясь к созданию экономичного бензинового двигателя с
искровым зажиганием, конструкторы автомобильных двигателей предложили,.
Рис. 189. 40-тояяый автомобиль-самосвал «МАЗ-530».
в частности, так называемый факельный способ зажигания. Правда, эта
идея не нова. Еще в 1937 г. сотрудники Института химической физики
АН СССР предлагали увеличить мощность источника зажигания в
двигателе внутреннего сгорания, что затем на практике осуществилось в.
использовании факела пламени, направленного в камеру сгорания
двигателя. На Горьковском автозаводе создана удачная конструкция
двигателя, в котором, кроме обычной камеры сгорания, есть еще маленькая
запальная камера со свечой зажигания. В этом двигателе имеется две-
системы питания с двумя карбюраторами для приготовления обедненной
(основной) и обогащенной (запальной) смесей. При воспламенении
обогащенной смеси в запальной камере струи пламени врываются в
основную камеру, где и происходит загорание обедненной смеси.
Запальная предкамера называется форкамерой, отсюда —«форкамерный
двигатель».
В нашей стране сейчас подготавливается выпуск новых грузовиков
«ГАЗ-52», на которых будет установлен верхнеклапанный двигатель с
факельным зажиганием (форкамерный), что позволит на 10—15% снизить
расход топлива, а также значительно уменьшить загрязнение воздуха
окисью углерода и повысить скорости автомобилей.
Наконец, следует подчеркнуть, что большая мощность двигателя
нужна сейчас также и для работы ряда автоматических устройств и вспо-
428

могательного оборудования — рулевого управления, тормозов,
гидротрансмиссии кондиционирования воздуха, автоматических подъемников
стекол и т. п.
К автомобилю предъявляются требования и в отношении облегчения
работы водителя, улучшения удобств для пассажиров и т. п. В течение
последних лет наблюдается быстрый прогресс в совершенствовании упра-
Рис. 190. Легковой автомобиль «ЗИЛ-111».
-вления и регулирования скорости машины, плавности ее хода,
безопасности движения. Наряду с двигателем изменились все другие основные
механизмы автомобиля — трансмиссия (силовая передача), ходовая часть,
механизмы управления (рулевого и тормозного). Широкое развитие
получили автоматические коробки передачи, усилители рулевого управления,
новые типы подвески колес, бескамерные шины, выпуск которых начался
в 1955 г.
В трансмиссии современного автомобиля наряду с механическим
фрикционным сцеплением с начала 30-х годов получает применение
гидравлическое сцепление (гидромуфта), при которой передача крутящего момента
осуществляется за счет кинетической энергии жидкости. Если в 40-х
годах в автомобиле применялись коробки скоростей с механическим
переключением, то в настоящее время они автоматически переключаются при
помощи электрической и особенно гидравлической передач. В последнем
случае усилие от двигателя передается на жидкостный преобразователь
крутящего момента — гидротрансформатор, который умножает
передаваемый момент и является главной частью автоматической передачи. При
автоматической трансмиссии с помощью различных сервоустройств,
которые выключают сцепление при переключении передач в коробке,
облегчается управление автомобилем. Вместе с тем усилители рулевого
механизма облегчают маневрирование автомобиля (особенно грузовиков)
на стоянках, когда приходится поворачивать колеса на месте или на
:иалой скорости — на большой угол.
429

В течение XX в. изменился весь облик автомобиля. В последние годы
наиболее удачная форма кузова выбирается путем аэродинамических
исследований, которые производятся с целью уменьшить воздушное
сопротивление кузова за счет приближения его формы к идеально обтекаемой.
Вместе с тем большое внимание уделяется художественной отделке
внешнего вида автомобиля.
Совершенствование автомобиля позволило достигнуть больших
скоростей движения: в 1909 г. рекордная скорость автомобиля составляла
Рис. 191. Основные узлы и механизмы автомобиля «Чайка».
202 км1час, в 1935 г. гоночная машина со специальным двигателем
в 2 500 л. с. достигла скорости 484 км/час, а в 1939 г. гоночная машина с
двумя двигателями авиационного типа показала скорость 595 км/час.
Установленный в 1947 г. в Англии абсолютный мировой рекорд скорости
гоночного автомобиля составляет 634,26 км/час.
В последние годы в СССР создан ряд новых автомашин, в том числе
самосвалы, тягачи и полуприцепы большой грузоподъемности, малые
грузовые автомашины, а также легковые автомобили. Минский автозавод
создал мощный 40-тонный самосвал типа «МАЗ-530» (рис. 189).
На Белорусском автомобильном заводе создан новый автомобиль —
самосвал «БелАЗ-540», грузоподъемностью 27 т, который обладает рядом
преимуществ перед ранее выпускавшимся самосвалом «МАЗ-525»
грузоподъемностью 25 т. При увеличении грузоподъемности, собственный вес
нового автомобиля уменьшен на 3 ?п, почти удвоена скорость и значительно
улучшена маневренность машины. Новый автомобиль является базовой
моделью, унифицированные узлы которой станут основой для разработки
новых моделей сверхтяжелых машин и седельных тягачей с полуприцепа^
ми грузоподъемностью от 45 до 110 т. В 1959 г. в СССР началось серийное-
производство новых легковых автомобилей высшего класса — «ЗИЛ-111»
(рис. 190) с V-образным двигателем в 220 л. с. и максимальной скоростью
170 км/час, а также комфортабельных автомобилей «Чайка» с V-образным
двигателем в 195 л. с. и максимальной скоростью 160 км/час. К 1961 г.
налажен выпуск первых советских микролитражек «Запорожец» с
4-цилиндровым двигателем воздушного охлаждения в 22—24 л. с,
расположенным, сзади.
Автомобиль «Чайка», к серийному производству которого Горьковский
автозавод приступил в середине декабря 1958 г., является семиместным
430

легковым комфортабельным автомобилем, в конструкции которого
отражен новейший уровень развития автомобильной техники (рис. 191).
Восьмицилиндровый двухрядный V-образный двигатель с верхним
расположением клапанов в своих основных деталях изготовлен из легких алюминиевых сплавов.
Такого рода двухрядный двигатель позволил, не увеличивая базы автомобиля, сделать
кузов просторным. Степень сжатия в цилиндрах доведена до 8,5, двигатель развивает
мощность 195 л. с. при рабочем объеме 5,5 л. Большая мощность двигателя также-
необходима для работы такого вспомогательного оборудования, как насосы
гидроусилителя руля и автоматической коробки передач. «Чайка» имеет бескамеряые шины
с относительно незначительным давлением, кнопочное управление стеклами окон
и др. приспособления.
Большую роль в развитии автомобильной техники играет
приспособление автомашин для различных как народнохозяйственных, так и
военных надобностей. На протяжении XX в. растет тоннаж автомобилей, все
большее распространение получают грузовые автомобили с прицепами
и полуприцепами, что дает большой экономический эффект при перевозках
грузов. Рост протяженности шоссейных дорог и увеличение мощности
автомобилей благоприятствует расширению использования прицепов.
В США в 1958 г. до 90% грузовых автопоездов эксплуатировались
с полуприцепами. Автотранспорт в США в 1959 г. осуществлял 92%
пассажирских перевозок. В начале 1959 г. в США имелось примерно 150 тыс.
автобусов.
Эволюция отдельных элементов автобуса
(1922—1952 гг.)
Таблица 13
Элементы автобуса
1
Двигатель
(мощность, местораспо-
Количество
цилиндров
Сцепление
Рулевая передача
Применение
дизельного двигателя . .
Вентиляция ....
Отопление
1922
2
древесина и
фанера
не более 100 л. с,
спереди
только бензин
обычно 4
многодисковое
обыкновенная
зубчатая
червячное колесо,
червяк и
сектор
не применялись
через щели в
окнах и стенках
выхлопная труба
Годы
1942
3
алюминий и
легированная сталь
не более 225 л. с,
сзади и под полом
бензин и дизельное
топливо
4 и 6
однодисковое с
авторегулированием
синхронная и
гидравлическая
червяк и червячное
колесо
применялись
статические
вентиляторы больших
размеров
горячей водой и
паром
1952
4
алюминий, легкие
сплавы и
нержавеющая сталь
до 300 л. с, сзади
и под полом
бензин, дизельное-
топливо, пропано-
вый газ
6 и 8
гидравлическая
муфта
преимущественно
гидравлическая
червяк и
вспомогательный силовой.
механизм
применялись
кондиционирование
горячей водой
В течение 1922—1952 гг. в три раза увеличилась наибольшая
мощность двигателя автобуса, более рациональной стала вся компановка
автобуса. Для использования всех преимуществ, которые дает компанов-
431

ка автобуса с вагонным кузовом, двигатель перемещен из передней
части кузова назад или же рядом с водителем. В последние годы
характерно применение на автобусах дизелей (особенно в Европе), прежде
всего на автобусах городского типа.
Расширяется выпуск автобусов в СССР, промышленное производство
которых началось у нас в 1929—1930 гг.
Изобретение двигателя внутреннего сгорания позволило создать
трактор, играющий крупную роль в современной технике как тягач не
только для сельского хозяйства, но и для строительства. Особенное
значение имело внедрение тракторов как основы механизации отдельных
¦отраслей сельского хозяйства. В начале XX в. на заре
тракторостроения количество тракторов исчислялось сотнями. После первой мировой
войны в ряде капиталистических стран, а с 30-х годов и в СССР
началось быстрое развитие массового производства тракторов. В 1936—
1937 гг. парк тракторов в США составил 833,3 тыс. шт., в СССР —
559 тыс. шт., в Германии — 30,2 тыс. шт. (1935 г.), в Англии —
21,4 тыс. шт.
В 1953 г. в СССР только в сельском хозяйстве насчитывалось свыше
1 239 тыс. тракторов (в 15-сильном исчислении), в том числе примерно
одна треть их была дизельными. В 1954 г. советское сельское хозяйство
получило 137 тыс. тракторов (в переводе на 15-сильные) общего
назначения и 46 тыс. шт. пропашных тракторов. К началу 1960 года
на полях СССР работало уже 1036 тыс. тракторов (1899 тыс. шт. в
15-сильном исчислении). В этот же период парк сельскохозяйственных
тракторов в крупных капиталистических странах составил: в США —
4900 тыс. шт., в Западной Германии — 770 тыс. шт., во Франции —
700 тыс. шт., в Канаде — 570 тыс. шт., в Англии — 500 тыс. шт. и в
Австралии — 275 тыс. шт. При этом нужно отметить, что в промышленно
развитых странах Европы, Северной Америки, а такя^е в Австралии
и Новой Зеландии, на долю которых приходится лишь V3 всей
обрабатываемой площади, сосредоточено 93% парка тракторов капиталистических
•стран.
Первые колесные тракторы на основе паровой машины появились
в Англии и Франции еще в 30-х годах XIX в. С 50-х годов прошлого
века эти тракторы стали использоваться для пахоты и других
сельскохозяйственных работ. В 1876 г. был построен паровой трактор в
США, однако в сельском хозяйстве США паровые тракторы начали
применяться с 1890 г.
История трактора неразрывно связана с развитием двигателя
внутреннего сгорания, а также гусеничного хода. Идея гусеничного хода,
нашедшего ныне широкое применение, занимала умы целого ряда
изобретателей в разных странах (в частности, в Англии, России, Франции)
в XIX в. Наиболее удачное техническое решение идеи гусеничного хода
было сделано в России инженером Д. А. Загряжским в 1837 г.
Изобретатель создал «экипаж с подвижными колеями», т. е. тележку на
гусеничном ходу, где шарнирные цепи, переброшенные с передних колес
на задние, распределяли давление экипажа на большую площадь грунта
для повышения проходимости по бездорожью.
В 1871—1874 гг. во Франции один из пионеров создания
«подвижных рельсов» (гусениц) Э. Буйен получил несколько патентов на
прототип гусениц вездехода. Проекты Буйена, однако, не были
осуществлены.
Первый гусеничный трактор был создан русским изобретателем
Ф. А. Блиновым, который в 1879 г. получил привилегию на машину с
паровым двигателем (рис. 192).
432

Блинов предложил «особого устройства вагон с бесконечными рельсами»для
перевозки грузов по шоссе и проселочным дорогам. В вагоне Блинова «желобчатые рельсы
составляются из двух рядов железных звеньев, из коих нижний ряд заменяет шпалы»
Блинову удалось построить свой трактор («самоход»), и в 1888 г. эта машина прошла
по улицам г. Балакова (в нынешней Саратовской области). Машина Блинова
применения на практике не получила. В том же 1888 г. была запатентована
конструкция парового гусеничного трактора в США. Ученик Блинова — Я. В. Мамин
в 1893—1895 гг. создал самоходную колесную тележку с двигателем внутреннего
сгорания, работавшим на нефти, — прообраз современного колесного трактора.
В дальнейшем Мамин организовал в России производство более совершенных
тракторов (оборудованных
двигателем с воспламенением от
сжатия).
Условия для развития
современного типа трактора
сложились лишь в начале
XX в. с развитием
двигателей внутреннего сгорания
и накоплением некоторого
опыта их эксплуатации на
автомобилях. Уже в начале
900-х годов на заводах
компаний «Хорнсби»,
«Ломбард», «Харт-Парр» в США
было освоено производство
тракторов с двигателями
внутреннего сгорания.
Тракторы первых
выпусков были тяжелы,
ненадежны в работе. Первые
американские тракторы (в 1901 г.) весили до 10 т при мощности
двигателя 22—45 л. с. Диаметр ведущих колес превышал 2,5 м. Первые
колесные тракторы были крайне несовершенны, и к началу 900-х годов
крупная американская фирма «Холт» наладила производство тракторов
с гусеничным движителем.
К началу первой мировой войны был выработан практически
применимый тип трактора главным образом для пахоты и культивации с
двигателями мощностью 120 л. с. С 1917 г. на заводах фирмы «Форд» было начато
производство тракторов марки «Фордзон». С 20-х годов началось массовое
производство тракторов и в некоторых странах Европы (например,
гусеничные тракторы фирмы «Вандерер — Доннер» в Германии). В 1923 г.
были построены первые тракторы в СССР. К 1928 г. было выпущено уже
1,3 тыс. тракторов, но массовое производство началось с 1930 г., когда
были введены в эксплуатацию Волгоградский, а затем Харьковский,
Челябинский и др. тракторные заводы.
После первой мировой войны конструкция тракторов непрерывно
совершенствовалась, приспосабливаясь к потребностям различных
отраслей хозяйства. Изменялись конструктивные элементы двигателя, ходового
аппарата, подвески остова трактора и т. д. Были созданы специальные типы
тракторов.
В 1924 г. в США появились пропашные тракторы, расширившие сферу
механизации сельского хозяйства (пропашные, или универсальные,
тракторы являются и сейчас основным типом американских тракторов).
В 1932 г. появились сельскохозяйственные тракторы с резиновыми
(пневматическими) шинами, получившие особенно большое развитие после
второй мировой войны.
WAWZ/ЖЖ
v—J_n_r-JzJLr-»
Рис. 192. Паровой гусеничный трактор Блинова
{внизу — звенья гусеницы из стальных пластин).
433

Рис. 193. Схематическое изображение трактора:
с прицепным сельскохозяйственным орудием (вверху),
с гидравлической навесной системой (внизу).
Все более специализируясь, тракторы по своей конструкции
отходили от автомобиля, хотя колесные тракторы и до настоящего времени
продолжают иметь с ним много общего, отличаясь от него добавочной
передачей, снижающей скорость и повышающей крутящий момент
на ведущих колесах.
Снабжение тракторов механическим, а затем, с 1937 г., и
гидравлическим подъемником создало предпосылки для применения так
называемых навесных машин и
3 Q орудий (взамен прицепных),
ныне широко
распространенных (рис. 193)1. Толчок для
применения навесных машин
был дан введением
трехточечной гидравлической
навесной системы, о которой в
США в 1943 г. на
международной конференции по
продовольствию впервые
сообщил конструктор Г. Фергю-
сон. В связи с этим в
тракторостроении в послевоенные
годы сложилось новое
направление, получившее
наиболее широкое развитие в
переходе к навесным
машинам.
Навесные машины отличаются от прицепных тем, что прицепные
машины трактор буксирует, а навесные — несет на себе. Навесные
орудия становятся как бы составной частью тракторов. Это позволяет
использовать мощность тракторов не только для перемещения орудий по полю,
но и для регулирования их работы благодаря гидравлической системе
управления навесными орудиями. Гидравлический подъемник-автомат
не только переводит навесное орудие в рабочее и транспортное положения,
но и устанавливает его на нужную глубину обработки почвы и
автоматически поддерживает ее. Автомат позволяет до предела упростить навесные
орудия и уменьшить их вес. Навесные машины легче обычных прицепных.
В настоящее время по своему назначению различают тракторы
сельскохозяйственные (общего назначения, пропашные), транспортные (тягачи)
и специальные. По типу двигателя тракторы бывают тепловыми и
электрическими, по типу движителя — гусеничными, колесными и реже колесно-
гусеничными (полугусеничные). Номинальное тяговое усилие тракторов
колеблется от 0,5 до 8,5 т в зависимости от назначения трактора.
Для тракторной промышленности многих стран характерно
преобладание выпуска колесных тракторов над гусеничными. В 1957 г.
в сельском хозяйстве 96,6% всех тракторов были колесными.
В Советском Союзе получили широкое применение дизельные
тракторы. В 1959 г. удельный вес экономичных дизельных тракторов в
тракторном парке составляет 83%. При сравнении теплового баланса
карбюраторного и дизельного двигателей видно, что показатель расхода
тепла на полезную работу у дизельного двигателя лучше (рис. 194).
Тракторостроение капиталистических стран отличается чрезмерной
многомарочностью. Отдельные компании выпускают десятки моделей
1 В СССР навесные машины с ручным управлением рабочими органами начали
применяться с 1933 г. Однако тогда они не получили широкого распространения.
434

тракторов. В ФРГ производством тракторов было занято до недавнего
времени 35 фирм, выпускающих около 200 типов тракторов.
Из многочисленных американских выпусков можно указать, например, на
сельскохозяйственный трактор «Сыопер 55», выпущенный в 1956 г. фирмой «Оливер». Это
универсальный четырехколесный трактор с регулируемой шириной колеи и дизельным
четырехцилиндровым двигателем с алюминиевыми поршнями. Шестиступенчатая
коробка передач обеспечивает повышенную, до 23 км/час, и сверхнизкую скорость — менее
2 км/час. Максимальное усилие на крюке трактора равно 1653 кг.
23% Полезная работа 30% Полезная
работа
Рис. 194. Диаграмма теплового баланса карбюраторного (слева)
и дизельного (справа) двигателя тракторов.
В 1955 г. в США был построен тяжелый гусеничный трактор, в котором двигатель
имеет специальный турбонагнетатель. Этот турбонагнетатель приводится во вращение
энергией выхлопных газов, использование которых не только уменьшает шумяость
выхлопа, но и обеспечивает автоматическое изменение подачи воздуха в зависимости от
нагрузки двигателя. Одна из американских фирм создала в конце 50-х годов серию
малогабаритных газотурбинных нагнетателей для тракторов. Колесо газовой турбины и
нагнетатель с ротором в двигателе выполнены как одно целое из жаропрочной стали с
помощью метода точного литья. Газотурбинный наддув позволяет повысить мощность
двигателя, работающего на тяжелом топливе на 25—35%. В 1957—1959 гг. была
разработана конструкция трактора фирмы «Форд» с газотурбинным двигателем.
В эти же годы создан опытный экземпляр трактора с двигателем мощностью в
100 л. с, не имеющего коленчатого вала и обладающего более простой конструкцией.
Для повышения производительности труда и сокращения сроков
работ в сельском хозяйстве большое значение приобретает увеличение
скорости движения тракторных агрегатов при пахоте до 6—7 км/час,
на севе — до 9—10 км/час, на обработке пропашных культур — до 8 км/час.
Стремление к повышению производительности машин за счет
увеличения их рабочих скоростей является одной из важнейших тенденций
современного тракторостроения.
Интересно отметить, что до недавнего времени основные
сельскохозяйственные работы велись на скоростях, близких к тем, на которых
в свое время использовался конный инвентарь. С 30-х годов пытались
повысить скорость машин путем изменения передаточного числа
трансмиссии трактора, но работы в этой области оказались тогда
малоэффективными.
В последнее время в СССР осуществлялся переход на выпуск
новых типов тракторов. Характерным здесь является введение
универсальных колесных тракторов с дизельным двигателем, тракторов
повышенной мощности, тракторов с четырьмя ведущими колесами, а также
моделей, отличающихся небольшим удельным весом (на 1 л. с.) и
эффективным использованием на повышенных рабочих скоростях. В
производство внедрены также мощные тракторы-тягачи «Т-90» с четырьмя
ведущими колесами на так называемых арочных бескамерных шинах.
В 1959 г. Харьковский и Волгоградский тракторные заводы создали
новые модели скоростных гусеничных тракторов —«Т-75» и «ДТ-75»,
в которые внесены значительные усовершенствования в поворотный
435

механизм, конструкцию фрикционов и заднего моста, а также
установлены усовершенствованные гидравлические навесные системы. Мощность
двигателя дизеля составляет 75 л.с, причем удельный вес его равен
70—75 кг/л.с. по сравнению с 102 кг/л.с. у ранее выпускавшейся
модели.
В 1960 г. Минский тракторный завод стал выпускать скоростные
тракторы «Беларусь»— «МТЗ-ЗМС» и «МТЗ-5ЛС». Диапазон рабочих
скоростей этих тракторов расширен до 4,81—10,17 км/час. Новые колесные
Рис. 195. Советский трактор «Т-32».
универсальные тракторы «Беларусь»—«МТЗ-50», «МТЗ-52» и «МТЗ-60»
с дизельными двигателями в 50—60 л.с. снабжены валом отбора мощностей,
гидравлической навесной системой для управления навесными и
прицепными орудиями и др. новейшими приспособлениями. В этом же году
Владимирский тракторный завод освоил производство трактора «Т-32»,
который с помощью гидросистемы может работать с 45 видами навесных
машин и орудий (рис. 195).
Интересны созданные советским изобретателем И. Г. Логиновым приспособления
для автоматического управления трактором на пахоте. С этим приспособлением
трактор работает без тракториста. Приспособление Логинова позволяет двум
трактористам обслуживать 5—6 пахотных агрегатов. Конструкторы Красноярского
совнархоза создали оригинальную систему управления трактором по радио.
Установленный на тракторе радиоприемник принимает радиосигнал и передает его на
резонансное реле. Сигнал проходит дальше, замыкает сеть другого, более мощного
электрического реле, которое соединяет контакты соответствующего радиосигналу
электромагнита. В результате вступает в работу исполнительный гидроцилиндр,
включая скорость, и трактор трогается с места и выполняет все необходимые
операции.
Новая система позволяет управлять трактором или тракторным агрегатом не
только на пахоте, но и на других полевых работах: на севе, бороновании,
культивации, обработке пропашных культур. Можно вести снегозадержание с применением
большого количества машин, управляемых одним-двумя операторами.
436

Ведется работа над созданием программного управления трактором. Решается
задача обеспечения агрегата, работающего без тракториста, автоматической радиосиг-
яализацией, которая сообщала бы трактористу-оператору об отклонениях от
нормального режима работы дизеля.
Помимо сельскохозяйственных тракторов общего назначения и
пропашных в обиход сельского хозяйства СССР, Англии, США и
некоторых других стран все больше входят самоходные шасси. В самоходных
шасси двигатель машины располагается на задней части рамы шасси
или сбоку, а вся его передняя часть может быть использована для
размещения навесных орудий для обработки почвы, культивации, уборки
и т. п., а также для перевозки грузов, чем ликвидируется сезонность
использования трактора. Во многих странах созданы и прицепные шасси-
рама на колесах с коробкой передач, связанной с валом отбора мощности
трактора.
Идея «самоходного шасси» в настоящее время привлекает к себе
внимание не только в сельском хозяйстве. Например, новая
универсальная модель колесного трактора «Унимог» (ФРГ) путем использования
навесных, или полунавесных орудий может быть применена на
дорожностроительных, транспортных, сельскохозяйственных и других работах.
Большим достижением в области механизации сельскохозяйственных
работ является созданное конструкторами тракторного завода в Шене-
беке (ГДР) самоходное шасси «Мульвуреф-09», получившее широкую
известность во многих странах. Шасси состоит из передней и задней осей
и несущей рамы в виде бруса (лонжерона). Навесные орудия
присоединяются в средней части рамы и перед передней осью, а для управления
орудиями на шасси имеются гидравлические и пневматические системы.
Регулирование на ходу отдельных частей агрегатов осуществляется с
помощью выносных цилиндров. Возможность изменения колеи шасси и
скорости движения облегчает применение машины на многих видах
сельскохозяйственных работ. Это самоходное шасси имеет 15 основных вариантов
его использования.
Особое значение в сельском хозяйстве имеет применение комплексов
машин, выполняющих ряд последовательных взаимосвязанных операций
и действующих без непосредственного вмешательства человека. Это в
сущности то, что в промышленности называется автоматическими линиями,
а в сельском хозяйстве — комбайнами — машинным агрегатом,
состоящим из совокупности рабочих машин, выполняющих одновременно
определенный цикл обработки, т. е. уборку зерновых и технических культур.
Здесь следует отметить, что специфика сельскохозяйственного
производства выражается в первую очередь в том, что «автоматические линии»
в сельском хозяйстве должны передвигаться по полю. Это требует плотной
компановки одной машины к другой, и поэтому «линия» здесь
превратилась в единый агрегат — комбайн (англ.— объединение). После первой
мировой войны производство комбайнов во многих странах быстро росло.
Особенно быстрыми темпами развивалось комбайностроение в СССР.
В условиях социалистического сельского хозяйства комбайны получили
особенно широкое распространение.
В США выпуск комбайнов в 1914 г. составил всего 0,3 тыс. шт. К 1937 г. он
возрос до 29,4 тыс. шт. В этом же году в СССР было выпущено 43,9 тыс. комбайнов.
В СССР в 1936—1937 гг. имелось свыше 138 тыс. комбайнов, в США — 75 тыс. шт.,
в Англии — 56 тыс. шт., в Германии — 30 тыс. комбайнов.
В 1953 г. в сельском хозяйстве СССР имелось 313 тыс. зерновых комбайнов,
к 1959 г. на полях нашей страны работало 400 тыс. комбайнов, причем в этом году было
выпущено 53,6 тыс. шт. зерновых самоходных комбайнов. В 1958—1959 гг. на фермах
США имелось примерно 1 050 тыс. зерновых и 750 тыс. кукурузоуборочных комбайнов.
437

В начале 1960 г. в мире насчитывалось около 2 млн. зерновых комбайнов,
т. е. в 2 раза больше, чем на начало 1950 г. В 1959 г. комбайнами убиралось
около 20% всей мировой площади зерновых, исчисляемой в 286 млн. га.
Хотя производство жатвенных машин, сеялок, молотилок,
сноповязалок, стальных плугов было развито еще в прошлом веке — сначала в
Англии, а затем и в США, Германии и других европейских странах, — однако
быстрый рост
сельскохозяйственного машиностроения
относится к XX в.
Собственно комбайностроение
возникло в конце XIX в. и
получило распространение в
США. Первый комбайн был в
1879 г. испытан в
Калифорнии. Однако надо отметить,
что еще в 1868 г. русский
изобретатель А. Р. Власенко
создал первую в России
конструкцию
зерноуборочной машины типа комбайна
(«жнея-молотилка»),
приводившейся в движение
лошадью. Но крупные
технические сдвиги в производстве
сельскохозяйственных
машин, в частности комбайнов,
произошли после первой
мировой войны в связи с
успехами тракторостроения и со
все расширяющимся
применением тракторов. Помимо
зернового, существуют
картофеле-, свекло-, кукурузо-,
льноуборочные и другие ком-
Рис. 196. Сборка комбайнов «СК-3» байны.
на заводе «Ростсельмаш» (1960 г.). хг . „
У зерновых комбайнов весь
процесс получения зерна при
уборке производится автоматически непосредственно в поле, а комбайнер и его-
помощник лишь управляют движением комбайна, следя за работой механизмов
машины. Жатвенное устройство комбайна срезает стебли, которые подаются затем
транспортером к молотилке, после чего зерно очищается и подается
транспортирующим устройством (элеватором) в зерновой бункер, а солома и примеси
поступают в соломокопнитель. Погрузка зерна в автомашины происходит без остановки
движения комбайна. Основными рабочими органами других видов комбайнов
являются подкапывающие лемехи (или иные устройства подобного типа), режущие,
обрывающие и теребильные аппараты, а также специальные приспособления для
отделения, резки, очистки, копнения, сноповязания и транспортировки собранной
культуры в бункер или кучи.
В последние годы созданы новые советские комбайны —
зерноуборочный самоходный комбайн «СК-3» с подборщиком, свеклоуборочный,
кукурузосилосоуборочный, льноуборочный комбайн (впервые его
конструкция разработана в СССР в 1936—1937 гг.) и ряд других комбайнов.
Производительность комбайна СК-3 составляет 4000—6000 кг зерна в час.
Этот комбайн может двигаться со скоростью от 1 до 18 км/час, его
обслуживает один человек. В 1959 г. в Советском Союзе началось серийное
производство хлопкоуборочных машин «ХВС-1,2» производительностью
438

в 1,5—2 раза большей, чем у прежних машин,—12 т хлопка за
рабочий день вместо 6—8 т.
В настоящее время, однако, часто уборка зерновых культур
производится более эффективно комбайном в сочетании с рядовыми жатками.
•Это так называемый метод раздельной уборки. При раздельной уборке
хлеб скашивается жаткой, которая затем укладывает его в ряды (валки)
где хлеб досыхает и дозревает. Жатка состоит из режущего аппарата
(хедера) и ходового приспособления. Затем с помощью молотилки
комбайна, снабженного вместо хедера специальным подборщиком,
производится, как обычно, обмолот хлеба. В СССР раздельная уборка хлебов
широко применяется с 1956—1957 гг. В нашей стране намечена большая
программа производства машин для раздельной уборки зерновых культур
(виндроуэров, а также подборщиков к зерновым комбайнам)1.
До недавнего времени сельскохозяйственные комбайны
подразделяли на прицепные и отличающиеся большой маневренностью
самоходные комбайны.
Ныне самоходные зерновые комбайны являются уже пройденным
этапом в комбайностроении, ибо даже такой совершенный советский
комбайн как СК-3 в настоящее время не может эффективно применяться при
раздельной уборке урожая. Сейчас наметилось новое направление
развития техники комбайностроения, так как для уборки урожая в
кратчайшие сроки необходим новый тип комбайна на самоходном шасси. Такая
машина должна состоять из собственно зерноуборочного комбайна и
ходовой части с двигателем, гидравлической (и пневматической) системой,
системой управления движением. В целом же комбайн заменяется
навесными машинами — подборщиком, жаткой и молотилкой. Сейчас стоит
задача создания самоходного шасси, которое, как и трактор, может работать
с различными навесными орудиями круглый год (тогда как комбайн
работает всего 10—20 дней в году во время хлебоуборки).
К настоящему времени в СССР создано несколько типов самоходных шасси:
«СШ-65». В 1959 г. была произведена (на основе результатов проведенных
испытаний) доработка конструкций этих шасси, а также комплекса навесных машин
к ним (навесной комбайн с молотилкой, навесные кукурузоуборочные и силосные
комбайны). В 1960 г. эти машины проверялись в работе в более крупном
масштабе (рис. 197).
«СШ-30». Это универсальное самоходное шасси мощностью в 30—85 л. с. с
набором навесных машин для пропашных культур проходило в 1959—1960 гг. широкие
государственные испытания.
Универсальное самоходное шасси «Т-16» для обработки пропашных культур
и транспортных работ выпускается с 1960 г. Харьковским тракторосборочным
заводом. Конструкция этого шасси улучшена по сравнению с ранее выпускавшейся
моделью (в частности, повышен диапазон скоростей до 3,72—19,6 км/час).
К началу 1961 г. на Таганрогском комбайновом заводе изготовлены
первые универсальные самоходные шасси «Таганрожец» с комплектом
навесных машин. Это шасси может, например, работать с навесным
4-тонным опрокидным (саморазгружающимся) кузовом или же с навесным
зерноуборочным комбайном.
Интересна универсальная сельскохозяйственная машина, созданная в 1958 г.
в США. Она одновременно разрыхляет и перемешивает почву на глубину до 25 см,
вносит в почву удобрения, сеет, боронует и т. п. Управление всеми операциями
1 В последнее время во Всесоюзном институте механизации разработан новый
способ уборки хлебов, состоящий из трех операций («фаз»), когда поле превращается
как бы в непрерывно действующий производственный поток; этот способ позволяет
убирать урожай в один прием и без потерь соломы. Он испытывался на юге нашей
страны осенью 1959 г.
439

машины осуществляется трактористом с переносного кнопочного пульта
управления. Машина может также использоваться для посадки картофеля, бобовых
культур, садовых растений. Дизельный двигатель машины имеет мощность 300 л. с,
вес машины — около 9 т.
В последние годы наблюдается тенденция к полной и комплексной
механизации сельскохозяйственного производства.
В настоящее время США в области механизации сельского хозяйства
и повышения производительности труда идут впереди других
капиталистических стран. Однако за
высокими средними показателями
скрываются глубокие различия
в степени механизации
производственных процессов по отдельным
группам хозяйств и отдельным
районам страны. По последним
данным, тракторами обеспечено
60% всех ферм в США.
Механизация применяется в основном
на крупных фермах размером
свыше 100 га.
Главным препятствием
механизации сельскохозяйственных
работ в капиталистических
странах является преобладание
мелких и средних по размерам
хозяйств, которым не под силу
приобретение мощных тракторов
и других дорогостоящих
сельскохозяйственных машин. Однако
даже в тех случаях, когда
крестьянину ценой упорного труда
удается приобрести трактор или
комбайн, использование
последних часто затрудняется
разбросанностью земельных угодий и
чересполосицей, характерной для
большинства капиталистических
стран. Только в СССР благодаря
победе колхозного строя, созданию
сети крупных колхозов и совхозов
открылись возможности
применения в сельском хозяйстве всех
достижений современной техники
и агрикультуры, а также полной
и комплексной механизации
сельскохозяйственного производства.
Рис. 197. Самоходное шасси «ШС-65» (а)
и некоторые из возможных вариантов
его использования с навесными машинами
(б — зерноуборочный комбайн, в—валковая жат-
ка, г — кукурузоуборочный комбайн).
Ярким примером правильных, передовых методов ведения сельскохозяйственного
производства является колхоз им. Кирова Новоусманского района Воронежской
области, где большая работа в области комплексной механизации проводится бригадой
механизаторов под руководством Н. Ф. Манук овского. В колхозе прежде всего был полностью
и комплексно механизирован процесс возделывания кукурузы. Получив в 1956 г.
в свое распоряжение всю необходимую технику — трактор «Беларусь», квадратно-
гнездовую сеялку, навесной культиватор, силосоуборочный комбайн,— Н. Мануков-
ский и его напарник И. Лукин вдвоем в 1956 г. обработали 130 га, а в 1958 г. уже
обрабатывали 200 га кукурузы. Затем накопленный опыт возделывания кукурузы без
применения ручного труда был перенесен на выращивание других культур. В 1960 г.
440

в колхозе успешно внедряется комплексная механизация на выращивании
подсолнечника, картофеля, колосовых культур. Не меньшая работа бригадой механизаторов.
Н. Мануковского была проведена также и на животноводческих фермах колхоза.
В распоряжение бригады для механизации животноводческих ферм было предоставлено
пять тракторов «Беларусь», пять «ДМ-54», один «КДП», шесть зерновых и два
силосоуборочных комбайна, два для раздельной уборки початков кукурузы и другие
сельскохозяйственные машины и средства механизации. Все животноводческое хозяйство
колхоза, в котором насчитывалось к концу 1959 г. 1600 голов свиней, около 700 голов
крупного рогатого скота, большое количество овец и птицы, обслуживалось бригадой
механизаторов в составе 31 человека. На свиноводческой ферме механизаторами была
реконструирована силосорезка, установлена коряеклубяемойка, к которой был
подведен транспортер для подачи кормов. На ферме были установлены вакуумные
самокормушки, корма к которым подвозились по узкоколейной дороге в вагонетке, приводимой
в движение электромотором. На молочнотоварной ферме была установлена подвесная
дорога, смонтированы автопоилки, электродоильные аппараты. Для правильного,
научно обоснованного ведения сельскохозяйственного производства в колхозе были
составлены технологические карты и графики использования машинно-тракторного-
парка, орудий и людей.
В капиталистических странах есть высокомеханизированные
сельскохозяйственные предприятия. Так, например, на ферме, принадлежащей компании «Керн
Бейкерсфилд» в Калифорнии, одновременно откармливается 17 тысяч голов скота. Крупный
рогатый скот размещается в загонах, расположенных вдоль проезжей части и
разделенных деревянными перегородками на квадраты — клетки на 25—30 голов скота.
Загоны крыш не имеют. По длине проезжей части расположены бетонированные
кормушки, в боковой части смежно расположены автопоилки. Кормление животных
полностью механизировано. По проезжей части вдоль одной стороны кормушек
проходит трактор с прицепной тележкой, загруженной подготовленными кормами. Череа
вал отбора мощности приводится в движение шнек, посредством которого корма через-
боковое отверстие тележки засыпаются в кормушки. Чистка загонов-клеток
производится после окончания откорма каждой партии, то есть два раза в год, по договору
с особой компанией, которая забирает навоз и использует его для выращивания
овощей.
Для подготовки кормов на этой ферме имеется свой завод, полностью
механизированный и автоматизированный, производительностью 25 т комбикормов в час. Завод
имеет хранилища для запаса сырья на 8 тыс. т. Загрузка и выгрузка кормов из
хранилищ полностью механизирована. В качестве примера можно привести ферму Джона
Макки в Шотландии, имеющую 282 га земли, 239 голов крупного рогатого скота, в том
числе 132 коровы, 22 свиноматки и 4300 голов птицы. При наличии в хозяйстве 7
тракторов и 23 различных сельскохозяйственных машин все производство обслуживают
34 рабочих, включая управляющего фермой и двух его помощников. Однако такие
крупные фермы и сельскохозяйственные предприятия не являются преобладающими в
сельскохозяйственном производстве капиталистических стран. В основном, как это
указывалось выше, это мелкие и средние хозяйства, которым не под силу осуществление
механизации в широких масштабах.
На основе двигателей внутреннего сгорания создано большое
количество высокопроизводительных машин для комплексной механизации
не только сельскохозяйственных, но и лесомелиоративных,
гидротехнических, дорожных, строительных и иных работ. Особенное значение эти
машины приобрели для механизации трудоемких процессов в строительстве
и смежных областях. На базе конструкции автомобиля и трактора созданы
специальные типы автопогрузчиков, самосвалов, большегрузных машин,
самоходных кранов, дорожно-строительных и других машин. Например,,
в строительном деле имеются автобетономешалки для приготовления
бетона в пути следования машины при перевозке его на расстояние
10—15 км и больше.
Укладка бетонной смеси при устройстве дорог с
усовершенствованными цементно-бетонными покрытиями производится с помощью
самоходных вибрационных машин. При цементно-бетонном основании
покрытие дорог осуществляется асфальтовым бетоном с применением
уплотняющих, укатывающих катков. Устройство асфальтобетонных покрытий
может быть полностью механизировано путем применения самосвалов,
специальной распределительной машины, укладывающей смесь ровным
слоем (самоходный укладчик), и катков.
44i

В Советском Союзе непрерывно растет оснащенность строительной
промышленности механизмами. Вооруженность рабочих механизмами
в строительстве возросла за последние 20 лет более чем в 16 раз.
Таблица 14
Парк основных строительных машин СССР
Экскаватора . . . .
Скреперы
Бульдозера
Краны пер движные .
На 1 января На 1 января 1959 г. в %
1956 г., шт. 1959 г., шт. к 1956 г.
17 471
9 290
16 100
28 900
32 800
11500
34 600
48 700
188
124
215
168
Если в 1948—1952 гг. на строительстве Волго-Донского судоходного
канала применялись землесосные снаряды производительностью 300—
500 куб. м грунта в час с перемещением грунта на 2—3 км, то на
строительстве Волжской ГЭС им. Ленина в 1952—1959 гг. работал землесосный
снаряд, вынимающий 1 тыс. куб. м грунта в час и перемещающий его на
расстояние до 4 км. На крупнейших стройках СССР успешно работают
шагающие экскаваторы ЭШ 20/65, ЭШ 25/100 с емкостью ковшей
соответственно 20 м3 и 25 м3 и производительностью 15 и 25 тыс. м3 породы
в сутки.
На Украине на базе трактора «Беларусь» создан образец экскаватора
юо сменным навесным оборудованием: прямой и обратной лопатой,
погрузчиком, бульдозером и краном. Сконструирован уникальный 75-тонный
кран, который имеет стрелу длиной в 45 м и способен поднять груз на
высоту около 100 м.
В СССР ведутся работы по созданию дизель-электрического крана
на пневмоколесном ходу грузоподъемностью до 40 т, который будет весить
на 10 т меньше, чем аналогичные краны английских фирм.
В современной практике получили распространение такие землеройно-
транспортные машины, как скреперы, имеющие емкость ковша до 25 м3.
При помощи тракторных скреперов, например, в 1948—1951 гг. на
строительстве Волго-Донского канала имени Ленина была выполнена примерно
73 всех земляных работ. Более совершенными машинами являются
самоходные скреперы, распространенные в США и получающие все
большее применение в нашей стране. Сейчас у нас выпущен
самоходный скрепер емкостью 8—10 м3. Обычно такие скреперы снабжены
•мощным дизелем, смонтированным на передней части скрепера.
Оригинальная землеройная машина с дизельным двигателем создана
в СССР в 1959 г. Главным рабочим органом ее является фреза. Впереди
машины расположены размашистые крючковатые фрезы, насаженные на
вал. Установленный впереди механизм входит ножами в грунт забоя и
смещает разрушаемый грунт специальными лопатами на транспортеры.
Процесс действия этой машины непрерывен (в отличие от процесса
экскавации при помощи ковшевых экскаваторов). Интересны созданные в
Советском Союзе роторный экскаватор «ЭР-4» (рис. 198) для прокладки
траншей глубиной до 1,8 м и автогрейдер, предназначенный для работ при
строительстве дорог (рис. 199).
В последние годы создана новая отрасль строительной промышлен-
еости — заводское производство железобетонных конструкций и деталей,—
442

которое является основой индустриализации строительства. В 1955 г.
в СССР было произведено 5,3 млн. м3 сборного железобетона,
а в 1961 г.—почти 40 млн. м3. В 1965 г. предусмотрено производство
45 млн. м3 сборного железобетона. В США в 1958 г. было изготовлено
около 10 млн. м3 сборного железобетона.
В различных городах и районах СССР в последние годы построены
сотни крупных предприятий, изготовляющих готовые части зданий и
сооружений. Эти высокомеханизированные и автоматизированные заводы
Рис. 198. Роторный экскаватор «ЭР-4» (1959 г.).
являются первенцами в мировой строительной технике. Они изготовляют
основные панели, плиты междуэтажных перекрытий, лестничные марши
и другие изделия. Многие из них основаны на поточном производстве. Они
обладают автоматизированными пультами управления, самоходными
кранами, мощными кантовательными машинами, автоматическими арма-
турно-сварочными агрегатами. В последние годы на этих предприятиях
стал использоваться прокатный стан конструкции инженера Н. Я.
Козлова, позволяющий изготовлять тонкостенные железобетонные панели
высокоэффективным вибропрокатным способом. Более 50 млн. м3
железобетонных конструкций в год будет изготовляться методом вибропроката
на станах Н. Я. Козлова.
Крупнейшим предприятием строительной индустрии является
Ростокинский домостроительный комбинат, построенный на северной окраине
Москвы. Производительность его цехов первой очереди достигает
475 тыс. м2 жилой площади в год. В недалеком будущем, после ввода
в строй второго цеха наружных стеновых панелей, комбинат будет
выдавать ежесуточно полный комплект изделий для 80-квартирного
крупнопанельного пятиэтажного дома.
В 1960 г. завершено строительство крупного завода в Липецке, пуск
которого открывает новую страницу в истории промышленного строи-
443

тельства. Завод будет ежегодно выпускать детали и конструкции для
десятков различных цехов и сооружений.
В 1960 г. для перевозки крупных железобетонных конструкций
весом до 26 т был создан мощный фермовоз (рис. 200).
В Ленинграде организовдн домостроительный комбинат, в результате
создания которого реализован принципиально новый метод
крупнопанельного домостроения. Разработанный архитектором С. М. Верижниковым,
инженерами В. Я. Исаевым, Е. Г. Стржалковским, А. А. Сизовым
Рис. 199. Автогрейдер тяжелого типа.
метод открыл новые возможности в жилищном строительстве. Сущность
его заключается в том, что конечной продукцией комбината являются
не сборные элементы, которые он производит, а полностью готовые к
заселению дома.
Изготовленные машинным способом детали и узлы комплектно доставляются
специализированным транспортом на сборные площадки, где заранее подготовлены
фундаменты. Здания монтируются непосредственно с транспортных средств, и тут же
производятся их отделка и установка инженерного оборудования до полной готовности.
Все трудовые операции объединены в единый, ритмичный, непрерывный процесс.
Каждый его участник специализируется на определенной производственной операции,
объединяя свои усилия с усилиями всего коллектива, заинтересованного в конечном
результате по-новому организованного трудового процесса.
Домостроительные комбинаты показали, какие огромные
возможности заложены в индустриально-поточном сооружении жилых домов:
вскрыты резервы, позволяющие при тех же капиталовложениях
построить значительно больше жилья в сокращенные сроки.
К началу 1961 г. в Ленинграде действовало 4 домостроительных комбината
общей производственной мощностью 550 тыс. м2 жилплощади в год. Ныне
достраивается пятый комбинат производственной мощностью 50 тыс. м2 жилья. В будущем
решено создать комбинаты для строительства полносборных зданий
школ-интернатов, детских учреждений и магазинов.
444

Ленинградцами предложен также бескрановый монтаж жилого дома из квартир-
блоков. В основу этого проекта положен принцип сооружения зданий из объемных
элементов заводского изготовления — квартир-блоков. Они собираются из
тонкостенных железобетонных панелей, изготовляемых вибропрокатяым способом на стане
системы инженера Н. Я. Козлова. Квартиры-блоки 5,17X8,96X2,75 л*3 выпускаются
заводом полностью отделанными и оборудованными. Их вес с сантехническим
оборудованием достигает 23 т. Квартиры из блоков рассчитаны на заселение семьями в два,
три, четыре и пять человек.
Монтаж жилого дома осуществляется при помощи двух соединенных порталов
высотой 5,5 м с разгрузочным устройством и движущейся по рельсовому пути
самоходной тележкой с телескопическими гидродомкратами. Подъемно-транспортные
механизмы доставляются на сборочную площадку домовозом, предназначенным для перевозки
квартир-блоков, и монтируются на месте за одну рабочую смену. Монтаж здания
начинается после сооружения фундамента.
Индустриализация строительства позволяет значительно укрупнять
детали и конструкции зданий и сооружений при одновременном снижении
Рис. 200. Советский фермовоз.
их веса. Например, если вес здания из кирпича составляет 3 тыс. кг на м2
жилой площади, то при крупнопанельном строительстве этот показатель
снижается до 1590 кг.
Уходит в прошлое профессия каменщика. Хозяином стройки в
последние годы все больше становится монтажник, а строительная площадка
превращается в своеобразный «сборочный монтажный цех».
Полный перевод строек на индустриальные рельсы, переоснащение
их современной техникой — дело недалекого будущего.
Механизация и введение новых, прогрессивных методов строительных
работ дает огромный экономический эффект, резко повышает
производительность труда. За 10 лет — с 1948 по 1958 г. —производительность труда
строительного рабочего в СССР возросла в 2,2 раза, а в США — менее
чем на 20%. За последние 8 лет средний темп роста производительности
труда в строительстве в СССР выше, чем в США.
В заключение следует отметить, что двигатель внутреннего сгорания
и гусеничный ход нашли себе широкое применение в совершенно иных
машинах — танках. После первой мировой войны роль танков в боевых
действиях непрерывно росла. Если в первую мировую войну было
выпущено 9,1 тыс. танков, то во время второй мировой войны в США,
445

Англии и Германии ежегодно производилось около 62 тыс. танков,
бронемашин и самоходных орудий. В СССР в годы Великой Отечественной
войны, начиная с 1943 г., ежегодно производилось до 30 тыс. танков,
самоходных орудий и бронемашин.
Танк прошел сложный путь развития от тихоходных, неповоротливых,
технически несовершенных и малонадежных машин до современных
скоростных боевых машин. Танк стал важнейшим элементом военной
машинной техники.
Рис. 201. Немецкая самоходно-артиллерийская установка
типа «Фердинанд» (1943 г.).
В период между двумя мировыми войнами происходило интенсивное
развитие моторизации и механизации армий, в том числе развитие
бронетанковых войск. В связи со значительным развитием автотракторной
промышленности моторизованные войска были созданы во многих странах.
Уже к концу первой мировой войны в системе войск основных воевавших
стран насчитывалось свыше 340 тыс. автомашин, а за период 1919—1939 гг.
число автомашин и тягачей в армиях главных капиталистических стран
увеличилось в 10 раз.
В СССР первый танк был создан в 1*920 г. на заводе «Красное
Сормово». За годы Советской власти танкостроение в Советском Союзе
в связи с потребностями обороны страны достигло больших успехов.
С 1930 по 1939 г. количество танков возросло в 43 раза.
Улучшилось и качество боевых машин. Скорость танков увеличилась до 30—50
и даже до 80 км/час, запас хода достиг 250—300 км. Улучшились
вооружение и броневая защита. После первой мировой войны были
созданы легкие танки с высокой скоростью передвижения; увеличилась
надежность работы механизмов. В этот период были разработаны
специальные конструкции двигателей, отвечающих особенностям их
применения.
В 20-х годах был создан танк «амфибия», т. е. плавающий танк, а также особый
тип легкого танка — танкетка1. В танках «амфибиях» периода второй мировой войны
(применявшихся в десантных операциях на тихоокеанском и европейском театрах
военных действий) в отличие от ранних конструкций машин отсутствовали винт и руль,
а для передвижения по воде использовались гусеницы.
До второй мировой войны длительное время велись
экспериментальные работы по созданию новых типов танков, причем во время войны
1 Хотя танкетка впервые появилась в Англии, но еще в 1919 г. инженером
Максимовым в Советской России был создан проект «Щитоноски» — в сущности первого
проекта танкетки (вес 2,25 яг).
446

основным типом стали средние и тяжелые танки (в 1944 г. они составляли
свыше 87% от всего числа танков). Во время войны появились специальные
танки: саперные, огнеметные, радиотехнические, а также
бронетранспортеры и самоходные артиллерийские установки крупных калибров на шасси
средних и тяжелых танков. Огневая мощь боевых машин быстро росла.
За годы войны качество танковой брони улучшалось значительно быстрее,
чем за весь период между двумя войнами. К началу войны броня танков
зарубежных армий достигла толщины 50 мм, а к концу войны на немецких
Рис. 202. Советский тяжелый танк.
тяжелых танках и артиллерийских самоходах применялась броня до
200 мм (лобовая часть башни на немецком тяжелом танке «Тигр»
выпуска 1944 г. и самоходной артиллерийской установки «Фердинанд»;
рис. 201), т. е. приблизилась к толщине брони корабля.
В 1945 г. вес танков достигал 30—60 т, толщина брони доходила
до 40—80 мм (в лобовой части — 180—200), скорость движения танков
составляла 40—60 км/час по дорогам и 25—40 км/час по пересеченной
местности. На вооружении, как правило, были 2 пулемета и орудие
калибром 75—120 мм.
В СССР к началу Великой Отечественной войны были созданы
конструкции среднего и тяжелого танков «Т-34» и «KB», явившиеся важной
ступенью в развитии танковой техники вообще. В годы Великой
Отечественной войны в Советском Союзе был создан самый мощный
тяжелый танк (рис. 202).
За годы войны был усовершенствован двигатель танка: в качестве
двигателя стал применяться дизель с водяным охлаждением. Удельная
мощность танковых двигателей во время войны достигала 15—20 л. с./т.
Если старые конструкции танков в основном имели двигатели
авиационного и автомобильного типа, то особенностью послевоенного
танкостроения во многих странах является стремление применять специальные
конструкции двигателей.
На всех современных танках в качестве силовой базы применяются
двигатели внутреннего сгорания — карбюраторные или высокого сжатия,
причем последние, в частности четырех- и двухтактные бескомпрессор-
ны9 двигатели, получают все большее распространение. За последние
несколько лет за рубежом появились опытные образцы танков с
газотурбинными двигателями.
447

Газовые турбины и их применение
Во второй половине века с двигателями внутреннего сгорания
поршневого типа все более конкурирует газовая турбина и компрессорный
турбореактивный двигатель, имеющий газовую турбину. В этом двигателе
используются отходящие газы, которые создают реактивную тягу. Газовой
турбине и реактивным двигателям в ближайшем будущем предстоит в
значительной степени потеснить поршневые двигатели внутреннего сгорания.
В последние годы газовые турбины и турбореактивные двигатели
развиваются такими темпами, каких не знал ни один двигатель.
Газовая турбина — это двигатель внутреннего сгорания,
конструктивно аналогичный паровой турбине, но в отличие от нее имеющий камеру
сгорания и компрессор, подающий в нее воздух под давлением,
который частично используется для охлаждения поступающих в турбину
газов.
Более 300 лет велись работы над проблемой создания газовой турбины.
Но по существу только в начале 90-х годов XIX в. удалось спроектировать
и создать первую газотурбинную установку. Это сделал русский инженер
П. Д. Кузьминский. Он сконструировал реверсивную газовую турбину
радиального типа постоянного давления. Турбина Кузьминского работала
на парогазовой смеси (которая получалась в созданной им вскоре камере
сгорания, названной им «газопарород»).
В начале XX в. над созданием газовых турбин (как постоянного
давления, так и взрывного типа) работал целый ряд инженеров и
изобретателей в России, Германии, Франции. В 1905—1908 гг. оригинальная
конструкция работоспособной газовой турбины была разработана немецким
конструктором Г. Гольцвартом1. В это же время вел свои теоретические
исследования в области газовых турбин известный словацкий ученый
А. Стодола.
Но, несмотря на многократные попытки, на протяжении довольно
длительного времени не удавалось создать работоспособную газовую
турбину главным образом потому, что не было жаропрочных сплавов,
способных выдержать высокое механическое напряжение в условиях
температуры 500—600°. Не была разработана и теория газовой
турбины.
Крупнейшую роль в развитии газовой турбины сыграли работы
советского ученого В. М. Маковского, который впервые поставил вопрос
о создании нового теплового двигателя — газовой турбины,
позволяющей осуществить эффективное энергетическое использование
продуктов подземной газификации углей (на месте добычи газа). В 1930 г.
Маковский организовал первую в СССР газотурбинную лабораторию,
в которой наряду с решением ряда теоретических вопросов был разработан
проект стационарной газовой турбины мощностью в 1 тыс. л. с. В 1939—
1940 гг. эта турбина была построена Харьковским турбогенераторным
заводом. Ее испытания, начавшиеся в 1941 г., были прерваны Великой
Отечественной войной.
Эти работы реализовали идею В. И. Ленина, который еще в 1913 г.,
писал, что способ подземной газификации углей «...превращает каменно-
1 Во время первой мировой войны возникла идея авиационного
турбокомпрессора. Известный конструктор паровых турбин О. Рато конкретизировал эту мысль,
предложив применить газовый турбокомпрессор (прообраз газовой турбины, но без
камеры сгорания), работающий на отходящих газах двигателя (т.е. на бросовой
энергии выхлопа поршневых двигателей внутреннего сгорания), для наддува авиационных
бензиновых моторов.
448

угольные рудники как бы в громадные дестилляционные аппараты для
выработки газа. Газ приводит в движение газовые моторы, которые
дают возможность использовать вдвое большую долю энергии,
заключающейся в каменном угле, чем это было при паровых машинах. Газовые
моторы, в свою очередь, служат для превращения энергии в
электричество, которое техника уже теперь умеет передавать на громадные
расстояния»1. Эти слова В. И. Ленина получают все большее подтверждение
по мере развития техники. Наряду с паровыми турбинами газовые
Рис. 203. Шатская электростанция со стороны подземного газогенератора.
турбины должны занять видное место на тепловых электростанциях,
работающих на жидком и газообразном топливе.
В США первые газотурбинные агрегаты появились в 1949 г. В 1953 г.
был создай газотурбоагрегат мощностью 15 тыс. кет. В это же время во всем
мире строилось почти 120. газотурбинных станций или агрегатов для них.
Общая мощность газотурбинных электростанций в Швейцарии, Франции,
Англии, США, Италии и некоторых других странах к 1956 г. составляла
более 1 млн. кет, причем темпы их роста нарастают.
В начале 1956 г. Ленинградский металлический завод изготовил
газотурбинную установку мощностью 12 тыс. кет с температурой рабочего
газа 650°. Эта установка предназначена для электростанции, работающей
от подземной газификации угля. В 1957 г. на Шатской станции «Под-
земгаз» близ Тулы сооружена первая в мире промышленная станция
подземной газификации угля, а точнее — комплексная газотурбинная
электростанция, включающая в себя станцию подземной газификации
угля, предприятие для очистки газа и газотурбинную установку —сердце
всего технического комплекса2 (рис. 203). На этой электростанции нет
паровых котлов. Станция работает по схеме: топливо — электроэнергия
(сгорая, подземный газ приводит в движение газовую турбину). Пуск и
управление турбоагрегатом автоматизированы. Следует отметить, что единый
комплекс станции подземной газификации углей и электростанции,
работающей на энергетическом газе, является одним из наиболее экономичных
видов автоматизированных тепловых электростанций. На электростанции,
использующей газ, получаемый при подземной газификации углей,
3 В. И. Ленин, Соч., т. 19, стр. 41. Надо отметить, что в 1925 г. советский ученый
Б. И. Бокий дал первую схему подземной газификации углей. В 1934 г. и в
последующие годы в СССР было построено несколько станций подземной газификации
углей.
2 Газотурбинный агрегат включает в себя 2 турбины высокого и низкого давления,
воздушные и газовые компрессоры, регенератор, охладители, 2 камеры сгорания,
генератор. В камере сгорания температура факела достигает 1 тыс. градусов, а на
лопатках турбины высокого давления смесь продуктов сгорания и избытка воздуха
поступает с температурой не более 650°.
449

себестоимость электроэнергии снижается в среднем на 28% по сравнению
с электростанцией, работающей на угле. Расчетный КПД этой
электростанции равен примерно 27%.
Эта крупная газотурбинная установка на низкокалорийном газе
подземной газификации является выдающимся техническим достижением.
Опыт Шатской станции
содействует созданию новых
газотурбинных энергетических установок.
В конце 1959 г. в Узбекистане
вступила в строй крупнейшая
в СССР станция подземной
газификации углей. Зажигание пласта
бурого угля на глубине более 120 м
производится новейшим методом—
пропусканием через уголь тока
высокого напряжения. На базе
дешевого газа в недалеком будущем
будет работать строящаяся
мощная Ангренская ГРЭС.
Большие работы по созданию
газовых турбин были проведены
еще в 30-х годах в Швейцарии.
В 1938—1941 гг. здесь было
создано два газотурбинных агрегата
для электростанции на 2 тыс.
и 4 тыс. кет, а в 1941 г. был
построен первый газотурбинный
локомотив мощностью 2 200 л. с.
с электрической передачей.
Сейчас в Швейцарии действуют
наиболее крупные стационарные
энергетические газотурбинные
установки. На электростанции в
Бецнау работают две газовые
турбины фирмы Броун-Бовери
мощностью 13 и 27 тыс. кет. В на-
электростанция с газотурбинной
Рис. 204. Относительные размеры обычной
паротурбинной электростанции
мощностью 5000 кет (вверху)
и газотурбинной электростанции
такой же мощности (внизу).
стоящее время в Швеции строится
установкой мощностью в 40 тыс. кет
Следует отметить использование на газотурбинных стационарных установках
торфа. Проведенные несколько лет тому назад в Англии исследования выявили
техническую возможность и экономическую целесообразность применения в качестве
топлива торфа. В Англии построена опытная газотурбинная электростанция небольшой
мощности на пылевидном торфе. Для нашей страны этот опыт особенно интересен,
поскольку нигде нет такого развитого торфяного хозяйства, как в Советском Союзе.
Большим преимуществом газовых турбин сравнительно с паровыми
является более высокий КПД, достигаемый за счет повышения
температуры рабочих газов до 750° С и выше. Полагают, что практически КПД
газовых турбин можно довести до 38% (а при температуре газа на лопатках
турбины до 1200—1300° КПД может достигнуть 50—55%). Газотурбинная
установка компактна, она может быть запущена за 10—15 минут, а
паровая — за несколько часов. Мощная газотурбинная установка требует
почти в два раза меньше производственной площади, чем такая же по
мощности паротурбинная установка (рис. 204). Однако сейчас в энергетике
450

предпочтение отдается все же паротурбинной технике, ибо пока
мощность газовых турбин в одном агрегате не превышает 30—40 тыс. кет,
т. е. в несколько раз меньше мощности паровых турбин. Кроме того,
газовые турбины работают в настоящее время в основном на сравнительно
высококачественном топливе, для их изготовления требуются дорогостоящие
марки стали.
Рис. 205. Газотурбовоз мощностью 4500 л. с. (США).
Перед газотурбиностроением стоит задача создания мощных
установок — от 100 до 300 тыс. кет — и проектирования газотурбинных
установок мощностью в 400 тыс. кет. Мощные газотурбинные установки выгоднее
паровых турбин. Газотурбинная
установка мощностью в 200 тыс. кет
экономичнее паротурбинной той же
мощности.
Б последнее время газовые
турбины получили более широкое
применение в ряде отраслей народного
хозяйства, и прежде всего на
железнодорожном транспорте в связи с
потребностями в локомотивах,
развивающих большие мощности при
минимальном собственном весе
(рис. 205). В начале 50-х годов в
некоторых странах были построены
первые опытные газотурбовозы. Так,
на железнодорожной линии «Юнион
Пасифик» в США работало 6
газотурбинных локомотивов, построенных
компаниями «Дженерал электрик»
и «Америкен локомотив», причем
было заказано еще 19
газотурбовозов. Американский трехсекционный газотурбинный локомотив,
построенный в 1958 г., развивает мощность в 8 тыс. л. с, т. е. значительно
большую, чем товарный трехдизельный тепловоз.
Газотурбовозы весят меньше тепловозов. Газотурбинные локомотивы
работают на мазуте, а не на дорогом дизельном топливе, как тепловоз.
Газотурбовоз вдвое мощнее такого же по весу тепловоза, а его высокая
мощность при сравнительно малом весе позволяет достигнуть большей
Рис. 206. Схема тепловоза с дизелем
(вверху) и с газотурбинной установкой
(внизу):
1 — дизель, 2 — генератор электроэнергии,
3 — аппараты управления, 4 — газовая
турбина, 5 — компрессор, i— жидкое топливо
451

скорости движения — до 140—160 км/час. Они требуют меньших
эксплуатационных расходов. Коэффициент полезного действия газотурбовозов
составляет пока 16—18%.
В 1956 г. в Советском Союзе был разработан проект первого в нашей
стране мощного газотурбовоза* с газовой турбиной, работающей на
дешевом жидком топливе — мазуте. КПД этого газотурбовоза составляет 18%,
а экономичность — в 2 раза выше, чем у паровоза. Управление газотурбо-
Рис. 207. Сборка первого советского газотурбовоза на Коломенском
тепловозостроительном заводе (1959 г.).
возом полностью автоматизировано. В1959 г. Коломенский
тепловозостроительный завод создал первый советский газотурбовоз с газотурбинным
двигателем в 3500 л. с. при 500 об/мин, работающим на мазуте (рис. 207).
Привод от газовой турбины к колесам на нем электрический. В США
в 1957 г. был сдан в эксплуатацию газотурбовоз мощностью 2500 л. с,
работающий на угольной пыли. КПД этого локомотива не
превышает 18%.
В Англии ведутся большие работы в области разработки конструкции
газотурбинного двигателя для морских судов. Английские специалисты
считают, что газотурбинные двигатели будут иметь преимущества перед
дизельными и паротурбинными установками для морских судов.
В общем, однако, современные, пока маломощные газотурбинные
двигатели еще недостаточно экономичны и дорого стоят.
Газотурбинный двигатель — это двигатель, которому, вероятно,
предстоит вытеснить поршневой двигатель внутреннего сгорания. Сейчас
ясно, что газотурбинный двигатель получит применение в различных
отраслях народного хозяйства, в частности в авиации.
452

Развитие авиационной техники
Самолет появился позднее автомобиля. До первой мировой войны по
существу были сделаны лишь первые шаги в развитии авиации. В
последующие годы целый ряд авиаторов шаг за шагом завоевывает все новые
рубежи полетов на более совершенных аппаратах. Сильное развитие
авиация получила в годы войны. К концу первой мировой войны во всех
странах было уже около 60 тыс. самолетов. После войны началось бурное
развитие авиационной техники. В
последние годы второй мировой войны
в Советском Союзе и Германии
производилось ежегодно по 40 тыс.
самолетов, Англии — 30 тыс., а в США —
около 97 тыс.
В послевоенные годы
империалистические державы, и прежде всего
США, исключительное внимание
уделяют развитию военной авиации,
вкладывая в авиационную промышленность
огромные капиталовложения.
В Советском Союзе наряду с
огромным развитием гражданской и
транспортной авиации большое внимание
в интересах обороны страны уделяется
и развитию военной авиации.
Работы по развитию авиационной
техники перед первой мировой
войной, а также теоретические
исследования в области аэродинамики были
предпосылками, открывшими простор для
дальнейшего развития авиации.
Путь, пройденный авиацией начи- Николай Егорович Жуковский,
ная с 1913—1914 гг., можно
проиллюстрировать следующими данными:
Горизонтальная скорость самолетов 1914 г. не превышала 100 км/час,
а наилучших машин — 150 км/час. В 1918 г. скорость
самолетов-истребителей достигла 220 км/час. В 1939 г. она составляла уже 550 км /час
(достигая в ряде случаев 700—750 км/час). В 1945 г. скорость истребителя
достигла 700 км/час, а в 1946 г. на английском реактивном самолете
«Метеор» была достигнута скорость 975 км/час. В 1948 г. скорость
реактивного самолета превысила 1079 км/час, в 1953 г.—1205 км/час.
В 1955 г. скорость реактивного истребителя достигла 1500 км/'час,
а в 1957 г. на вооружение ВВС США поступили реактивные
истребители, имеющие максимальную скорость 1600 км/час. Наибольшая
скорость истребителя к 1958 г. составила 2000—2200 км/час, а тяжелого
бомбардировщика — 1100—1200 км/час.
Быстрыми темпами рос потолок авиации. В 1914 г. потолок
самолета был равен 2,5—3 км. В 1918 г. потолок истребителей достигал
7 км, а в 1939 г.— 10—12 км, в 1945 г. он вырос до 13,5 км, а к 1950 г.
был равен 18 км.
Дальность полета самолетов в 1914 г. не превышала 240 км, в 1918 г.
она достигла 600 км, а в 1939 г. превысила 3 тыс. км. В 1945 г. дальность
полета возросла до 5000 км (если не учитывать возможности заправки
самолетов горючим в воздухе). После войны продолжался рост
дальности полета авиации.
453

В целом можно сказать, что к середине 50-х годов скорость самолетов
превысила 1000 км/час, потолок самолета достиг 15 км, а дальность полета
увеличилась до 6 тыс. км.
Бурное развитие авиации немыслимо без постоянной разработки
теоретических основ ее, без развития прикладной аэродинамики
(являющейся основным разделом аэромеханики). Аэродинамика — наука
о движении воздуха и других газов, о воздействии газов на обтекаемые
3700 {
1700
1300
1300
1100
900
700
500
300
100
III III
§?§
Рис. 208. График роста мировых рекордов
скорости полета самолетов.
ими тела — возникла давно. Первые расчеты в этой области делались
на основе теоретических работ Ньютона. Эти и последующие исследования
ученых ряда стран явились предпосылкой работ выдающегося русского
ученого Н. Е. Жуковского, который разработал важные проблемы
теоретической и экспериментальной аэродинамики, вытекающие из запросов
авиационной техники.
В разработке теоретических основ современной аэродинамики
важную роль играли работы выдающегося русского ученого С. А. Чаплыгина
по теории так называемого механизированного крыла, начатые им еще
в 1914 г. Особенное значение имеет исследование А. С. Чаплыгина
«О газовых струях» (1902 г.), положившее начало аэродинамике больших
скоростей. Чаплыгин исследовал явление сжимаемости воздуха, которое
454

возникает при переходе от малых к большим скоростям, приближающимся
к звуковым, хотя во времена, когда авиация делала лишь свои первые шаги,
многим казалось совершенно излишним рассматривать подобные задачи.
И только много лет спустя, в наши дни, учет и изучение сил, с которыми
воздух действует на самолет, летящий с околозвуковой скоростью,
сделались одними из самых важных задач
аэродинамики.
Важнейшим качеством самолета
является его скорость, и вся история
развития современного самолета есть
прежде всего история роста его
скорости. Вместе со скоростью
увеличивались высота и дальность полета,
полезная нагрузка, а также надежность
авиационных двигателей и других
конструктивных элементов самолета,
улучшалось оборудование и др.
Наибольшее влияние на рост
скорости самолета оказал переход от
биплана к моноплану, улучшение
аэродинамических характеристик крыльев
и усовершенствование шасси, а также
увеличение мощности двигателей.
Прослеживая рост скорости самолета в
30—40-х годах, следует прежде всего
отметить важнейшие моменты в его
развитии, обусловившие резкие скачки
в росте скорости. „ .
ti» Л~™™ч on ~ „Лтт,ч„ ЛТ ™ ~ Сергеи Алексеевич Чаплыгин.
К середине ои-х годов скачок в ^
повышении скорости был связан с
переходом к самолетам — монопланам, а также с широким применением
двигателей с наддувом, а примерно через 10 лет (с 1944—1946 гг.) второй
скачок был обусловлен переходом к турбореактивным двигателям, причем
в этом случае скорость самолета возросла на 40% (рис. 208).
Схема биплана была хорошо изучена и освоена, и поэтому
сторонникам моноплана пришлось вначале провести целый ряд исследований,
прежде чем удалось доказать, что монопланная схема самолета является более
прогрессивной. Переход к моноплану сделал возможным ряд
усовершенствований самолета, которые осуществить на биплане было невозможно.
Так, в начале 30-х годов была создана конструкция убирающегося в полете
шасси. Возможность убирать шасси в тонкое крыло биплана почти
совершенно исключалась, тогда как применительно к низкорасположенному
большого поперечного сечения крылу моноплана эта задача легко
решалась. Вместе с тем моноплан открыл новые возможности для перехода от
деревянной конструкции самолета с полотняным покрытием к
цельнометаллическим конструкциям с широким использованием легких
высокопрочных сплавов алюминия1.
С годами, совершенствуя моноплан, конструкторы, работающие в
разных странах, сокращали количество стоек и расчалок у самолета—
биплана и постепенно, через свободнонесущий биплан пришли к рас-
чалочному и подкосному и, наконец, к свободнонесущему моноплану.
1 Первый цельнометаллический самолет был создан еще в 1915 г. немецким
инженером Г. Юнкерсом, с 1922 г. начались работы в этой области в США. В 1924 г. был
построен первый в нашей стране металлический самолет А. Н. Туполева «АНТ-2».
455

Это позволило достигнуть в дальнейшем наиболее обтекаемых форм
самолета. Переход к каждой более совершенной конструкции моноплана
вел к повышению скорости самолета. Применение только убирающегося
шасси уже в 30-х годах позволило увеличить максимальную скорость
самолета на 15—20% без увеличения мощности двигателя. Но
наибольший эффект дало улучшение аэродинамических характеристик
главнейшего элемента самолетов — крыльев.
Исходя из основных требований к профилю крыла — малое лобовое
сопротивление, большая подъемная сила при заданной скорости,
прочность,—конструкторы на базе теоретических выводов аэродинамики
непрерывно изыскивали наиболее совершенные профили крыла (сечение
крыла вертикальной плоскостью). С первых лет XX в. и почти до
начала второй мировой войны нижняя вогнутая поверхность крыла
постепенно заменялась менее вогнутой и плоской, а затем — выпуклой (рис.
209). Некоторое уменьшение в результате этого подъемной силы крыла
полностью компенсировалось за счет применения с 30-х годов особых
предкрылков на передней кромке крыла и, что особенно важно,
щитков-закрылков различной формы — на задней кромке крыла. Такие закрылки
позволили строить самолеты с большой нагрузкой на квадратный метр площади
крыла, что связано с естественным стремлением разместить двигатели
увеличенной мощности и оборудование большего веса без одновременного
увеличения геометрических размеров самолета. В США мощный винтовой
четырехмоторный бомбардировщик «В-29» выпуска 1944 г. (моноплан)
на 1 м2 крыла имел нагрузку 380 кг по сравнению с 15—30 кг у биплана
выпуска 1919 г. В конце 40-х годов нагрузка на 1 м2, поверхности крыла
у тяжелого реактивного бомбардировщика «В-47» (США) составляла 600 кг.
На самолетах со стреловидным крылом большого удлинения эта нагрузка
еще более возросла.
В первые годы после второй мировой войны в связи с увеличением
скоростей полетов перед специалистами вплотную встали новые
аэродинамические проблемы по преодолению звукового барьера. При околозвуковых
скоростях из-за влияния сжимаемости воздуха падает подъемная сила
крыла и самолету приходится преодолевать до такой степени
уплотненный, сжимающийся воздух, что резко возрастает лобовое сопротивление.
Преодоление так называемого «звукового барьера» произошло в результате
проведения глубоких аэродинамических исследований, результаты
которых сказались на изменении внешних форм и очертаний самолета, путем
применения тонких с острыми кромками профилей крыльев,
стреловидных и треугольных крыльев (рис. 210).
В наши дни авиация располагает большим разнообразием конструктивных схем
самолетов для больших скоростей полета. Одной из них является самолет с
дельтообразной формой крыла (в плане напоминает начертание этой греческой буквы), или
с треугольной. Дельта-крыло — одна из форм крыльев малого удлинения, наиболее
пригодных для полета на около- и сверхзвуковых скоростях. Используется и
стреловидное крыло большого удлинения. Интересной формой крыла является тонкое прямое
крыло. Оба типа крыльев имеют ряд аэродинамических и конструктивных преимуществ
по сравнению с обычными крыльями самолетов. Однако стабилизация схемы самолета
ближайшего будущего — самолета сверхзвуковых скоростей — станет возможной
после накопления новых данных. Важнейшим моментом на этом пути является
уменьшение лобового сопротивления крыла. Решению этой проблемы посвящены
исследования крыла, позволяющие исследовать структуру воздушного течения в пределах
тонкого слоя воздуха, непосредственно примыкающего к поверхности крыла1.
1 Если течение в этом пограничном слое ламинарное (слоистое, без
смешивающихся слоев), то сопротивление трения воздуха о поверхность крыла будет
значительно меньше, чем при турбулентном течении (с завихрением и перемешиванием слоев).
В связи с этим разработаны специальные профили крыла, имеющие повышенную протя-
456

В последние годы уделяется большое внимание проблеме
уменьшения лобового сопротивления при сверхзвуковых скоростях. В 1955 г.
в США сообщалось о новой концепции в конструировании
фюзеляжа самолетов, применение которой, как ожидается, позволит на 25%
увеличить скорость самолетов-истребителей в диапазоне
сверхзвуковых скоростей. Эта концепция, названная «правилом площадей»,
с 1951 г. разрабатывалась американским ученым Р. Уиткомбом1.
В 1953—1954 гг. в США были построены
и испытаны два сверхзвуковых истребителя,
в конструкции которых было учтено правило
площадей Уиткомба. Фюзеляж самолетов был
прямолинейным, начиная от кабины пилота до
задней кромки крыла. На высоте 10,5 км
скорость самолета на горизонтальном полете
превысила звуковую, причем не было признаков
неблагоприятных для самолета явлений.
Форма корпуса самолета претерпела,
вообще говоря, небольшие изменения. Фюзеляжу
придавались все более обтекаемые формы, была
осуществлена герметизация конструкции,
поверхность самолета делалась совершенно
гладкой. Лишь на многих последних
сверхзвуковых моделях передняя часть корпуса самолетов
для уменьшения лобового сопротивления
изготовляется в виде тонкого длинного острия.
Новые скоростные самолеты обычно имеют
заостренной формы нос, плавно переходящий
в кабину пилота, удлиненный округлый
фюзеляж, тонкие стреловидные крылья.
Как уже указывалось, за счет уменьшения
лобового сопротивления скорость самолета
несколько увеличилась, однако возрастание
скорости полета самолета шло в основном за
счет увеличения мощности двигателей, что
сопровождается непрерывным
совершенствованием их конструкции.
Двигатели внутреннего сгорания в авиации — как бензиновые, так
и тяжелого топлива — сначала развивались по схеме обычного
автомобильного двигателя с использованием водяного охлаждения или специ-
Рис. 209. Эволюция
профиля крыла:
1 — профиль крыла
Жуковского, 2 — крыла 20-х годов,
3 — крыла реактивных
самолетов, 4 — 5 — чечевице- и
ромбовидного крыла, 6 —
крыла К. Э. Циолковского.
жеяяостьучастка ламинарного обтекания (ламинаризированные профили). Эти крылья
имеют значительно больший ламинарный слой, чем профили 30-х годов, у которых этот
слой занимал лишь 15% всей поверхности. Стремление достигнуть почти полностью
ламинарного обтекания сопряжено с трудностями, возникающими из-за большой
чувствительности аких профилей к самым незначительным отклонениям от теоретической
формы. Даже наличие выступающих головок заклепок или дождевых капель и пыли
может привести к нарушению ламинарного обтекания.
1 Уиткомб установил, что резкое увеличение лобового сопротивления, имеющее
место при сверхзвуковых скоростях в конструкциях обычного типа, является в основном
результатом характера распределения площадей поперечных сечений конструкции
в месте сопряжения крыла и фюзеляжа и что полное сопротивление конструкции
самолета может быть значительно уменьшено. Для этого фюзеляж самолета в месте
соединения с крылом должен иметь уменьшенную площадь поперечного сечения. Сужение
фюзеляжа в этом месте уменьшает примерно на 60% прирост лобового сопротивления,
например, для дельтовидных крыльев при скорости, близкой к скорости звука.
Полагают, что новое предложение явится также средством для упрощения трудоемкого
анализа учета влияния геометрии крыла (толщины, стреловидности, удлинения) при
конструировании самолетов с повышенными характеристиками.
457

е:
з
:э
ального звездообразного типа с воздушным охлаждением (когда
вращаются вокруг неподвижного коленчатого вала радиально расположенные
цилиндры). Однако уже вскоре звездообразные (ротативные) двигатели
из-за крупных недостатков (значительные силы инерции, развиваемые
большими вращающимися массами) были вытеснены более мощными
неротативными двигателями стационарного типа. С начала 20-х годов
во многих странах ведется работа по созданию более
совершенных конструкций двигателей. В
конструкции авиационных двигателей были сделаны такие
важнейшие усовершенствования, как применение
редукторов для изменения числа оборотов
винтомоторной установки, форсирование двигателей наддувом,
использование специальных сталей и алюминиевых
сплавов. Вместе с тем большие изменения претерпела
система охлаждения поршневых двигателей:
улучшилась конструкция охлаждающих поверхностей
радиаторов жидкостного охлаждения и ребристая
поверхность цилиндров воздушного охлаждения.
Охлаждающие устройства мотора становятся все более
обтекаемыми и, наконец, стали покрываться
специальными обтекателями. В скоростных
современных самолетах двигатели зачастую так тщательно
«вписаны» в крыло или корпус самолета, что
неразличимы с первого взгляда. Важнейший технический
показатель—удельный вес двигателя на 1 л. с.— за 35
лет, с 1914 по 1949 г., снизился с 1 кг до 0,4 кг для
поршневых двигателей и до 0,35 кг на 1 кг тяги для
реактивных.
Рост мощности поршневых двигателей вызвал
совершенствование и движителя — винта. Во время
первой мировой войны в основном применялись
деревянные винты. Через несколько лет после войны, в 20-х
годах, стали распространяться винты с
металлическими лопастями, неподвижно закрепленными во втулке.
В дальнейшем такие винты фиксированного в полете
шага перестали удовлетворять требованиям авиации,
и лопасти винта стали укреплять во втулке так, чтобы
можно было поворачивать каждую лопасть
относительно ее продольной оси, т. е. начали применяться винты
переменного (изменяемого) в полете шага. Это
позволило использовать полную мощность двигателя на
всех скоростях. Современные винты изменяемого в
полете шага снабжаются центробежными регуляторами,
которые позволяют летчику устанавливать
желательные числа оборотов винта и автоматически поддерживать их при
изменении скорости полета или мощности двигателя. Многие самолеты
оснащены винтами, дающими обратную тягу при посадке, что
значительно сокращает длину пробега самолета. Если винты первых
самолетов имели две лопасти, то с ростом мощности двигателей число лопастей
увеличилось до 3—4.
В конце второй мировой войны горизонтальная скорость истребителя
с поршневым двигателем достигала 700—750 км/час. Для достижения
больших скоростей требовалось значительное увеличение мощности
двигателя, а это вело к росту его размеров и веса, а также веса
забираемого горючего. Однако это в свою очередь приводило к снижению
<ф>
Рис. 210.
Различные формы
крыльев самолетов:
а — прямоугольное,
трапецевидное и
элептическое,
б — дельтообразное
и стреловидное
большего удлинения.
458

мощности винтомоторной установки. В результате возможности
поршневых двигателей были исчерпаны. На смену им пришли турбореактивные
двигатели (они рассматриваются в следующем разделе), которые при
размерах, близких к поршневым, развивают гораздо большую
мощность, и в результате в 1947 г. экспериментальный реактивный самолет
«Белл Х-1» (США) впервые достиг скорости распространения звука.
В 50-х годах на реактивных
самолетах были достигнуты -^^^ч. -=^Щр^
еще большие скорости, при- \^S^sv/f^^pb4
чем на экспериментальных ~=~_ш -^-У ^Я^-.'—¦™^р- -
самолетах удавалось достиг- J^|jj=^j-~ - « -^^^
нуть огромных скоростей, хотя ~^^3|^^^'
полеты и были весьма кратко- —=- ^=^^
временны1. В 1956 г. в Англии Рис. 211. Английский реактивный самолет
на самолете «Фэйри, Дельта-2» «Фэйри, Дельта-2».
была достигнута скорость
1822 км/час (рис. 211). Этот самолет с турбореактивным двигателем имеет
треугольное крыло с тонким профилем стреловидностью в 60 градусов.
В мае 1958 г. в США на реактивном самолете типа «F-104 Старфайтер»
была достигнута скорость 2 259,9 км/час.
Рис. 212. Некоторые послевоенные типы реактивных самолетов:
а — тяжелый бомбардировщик «B-47» (США),
б — истребитель «Белл Х-1 Скайрокет» (США), в — английский истребитель «Метеор IV»,
г — тяжелый бомбардировщик «В-52» (США).
В декабре 1957 г. в СССР на самолете с обычным турбореактивным
двигателем была достигнута скорость свыше 2000 км/час. В октябре 1959 г.
советский летчик-испытатель Г. К. Мосолов на свободнонесущем
моноплане «Е-66» со средним расположением треугольного в плане крыла
с одним турбореактивным двигателем установил абсолютный рекорд
скорости 2388 км/час, причем в одном из заходов была достигнута скорость
2504 км/час. Интересно, что на таком же самолете Г. К. Мосолов в апреле
1961 г. установил абсолютный рекорд высоты — 34 200 м. В июне 1960 г.
в Советском Союзе летчик Б.М.Адрианов на самолете «Т-405» достиг
скорости—2090 км/час. В конце 1960 г. летчик К. К. Коккинаки превысил этот
1 Так, экспериментальный американский самолет «Скайрокет» с жидкостно-реак-
тивным двигателем во время полетов в 1950—1951 гг. достиг скорости, равной 1,88
скорости звука, и высоты 24 км. На аналогичных самолетах были достигнуты еще большие
скорости, причем имелись сведения о чрезвычайно кратковременных (несколько минут)
полетах на большой высоте со скоростью 2600—3000 тыс. км/час.
459

рекорд, достигнув на самолете «Е-66» на высоте 13,5 км средней скорости
2 148,3 км/час, причем на отдельных участках скорость превышала
2 500 км/час.
С переходом в область сверхзвуковых скоростей полета самолетов
двигатели стали основным определяющим фактором дальнейшего
повышения скорости и радиуса полета самолета.
Возможность достижения
сверхзвуковых скоростей связана не только
с увеличением мощности силовой
установки и совершенствованием
аэродинамических форм самолетов,
но в первую очередь и борьбой с
сильным нагревом наружных
поверхностей самолета при больших
скоростях полета, с так называемым
тепловым барьером1.
При скорости 1200 км /час на малой
высоте полета в результате взаимного
трения самолета и обтекающего его воздуха
происходит нагрев поверхности самолета до
100° С. На поверхности самолета, летящего
в 3 раза быстрее звука, развивается
температура 400—450° С, что ведет к
понижению прочности самолета. При скорости,
в 5 раз превышающей звуковую, даже на
высоте 11 км самолет раскалился бы
докрасна (600°). В связи с этим на
скоростных самолетах приходится устанавливать
сложное и тяжелое охладительное
оборудование, чтобы поддержать безопасную
температуру для нормальной работы летчика
и электронной аппаратуры. Сейчас за
рубежом в этой области ведутся большие
работы, поскольку решается проблема
дальнейшего увеличения скоростей самолета
(гиперзвуковая скорость, т. е. в 5 раз и более
выше звуковой скорости). В процессе этой
работы от обшивки самолета изолируются
все его основные узлы — топливные бакиг
приборы, кабина и т. д. Изыскиваются
материалы, которые бы не реагировали на тепловое воздействие, создаются новые сплавы
с высокой тепловой прочностью и стойкостью. Большое значение имеет
применение титана. Легкие сплавы на основе титана обладают свойством сохранять свою
прочность при нагревании до 500—600° С. Их применение позволяет резко
уменьшить вес конструкции при одновременном увеличении прочности, и в ряде случаев они
заменяют жаропрочные стали. Поэтому титан и его соединения играют огромную роль
в создании прочных и облегченных деталей самолетов и жаростойких сплавов,
применяемых в реактивных двигателях.
После второй мировой войны металлический титан и титановые сплавы находят
все большее применение в авиационной промышленности.
Снижения кинетического нагрева самолета добиваются и другими средствами.
В последнее время установлено, что в первую очередь нагревается слой воздуха,
облегающий самолет. Поэтому ставится задача повышения гладкости поверхности,
тщательности ее обработки, что способствует удалению особо нагревающегося слоя воздуха.
Рис. 213. Реактивные пассажирские
самолеты (сверху вниз): «ТУ-104»,
«Комета-4» и «Каравелла».
Высокая температура вызывает необходимость решать целый ряд
других вопросов, в частности обеспечение нормальных температурных
условий для оборудования, а также для пассажиров. Чтобы охладить,
например, кабину экипажа и радиоэлектронное оборудование скоростного
1 Термин этот условен, поскольку температура поверхности самолета растет
непрерывно, пока возрастает скорость полета (кинетический нагрев).
460

самолета при полете на максимальной скорости, воздухокондициони-
рующая система, по зарубежным данным, должна пропускать в час около
5 т воздуха. Помимо охлаждающей системы на самолете
устанавливается система для обогревания летчика и оборудования при полетах на
больших высотах.
Чрезвычайно надежный способ избежать нагрева заключается в
возможности полетов на больших высотах, в разреженном воздухе. При
Рис. 214. Советский реактивный самолет «ТУ-104».
полете со скоростью 5000 км/час на высоте 6 тыс. м, как показывают
расчеты, обшивка самолета нагревается до 680—700° С менее чем за 1,5
мин., а на высоте 36 000—37 000 м — лишь до 300—310° С и только через
30 мин. Однако специальная тепловая защита все же необходима, хотя
бы потому, что в начале и конце полета необходимо преодолевать
плотные слои воздуха.
Значительные проблемы встают и в области управления
современными самолетами. Аэродинамические силы, воздействующие на самолет,
столь огромны, что для приведения в действие системы управления
требуется усилий в 100 раз больше, чем может дать человек. Только одна
система управления современным самолетом требует мощности свыше
20 л. с.
Оборудование самолета нуждается в большом количестве
электрической энергии, причем суммарная мощность источников электроэнергии
(электрогенераторы) на больших самолетах достигает 200—300 кет.
На некоторых американских истребителях радарная установка весит около
0,5 т и имеет 400 электронных ламп. Только одно это оборудование весит
значительно больше первого самолета братьев Райт. Если учесть рост огневой
и бомбовой мощности современных самолетов, то станет понятным резкое
увеличение полетного веса самолета за последние 20 лет. Вес самолета-истребителя
вырос с 2,3 т в 1935 г. почти до 14 т в настоящее время. По иностранным данным,
имеются истребители весом и более 22—23 т. Если полетный вес среднего
бомбардировщика 20—25 лет назад был примерно равен 6,6 т, то теперь его вес
достигает 90 т. Полетный вес тяжелых бомбардировщиков в настоящее время достигает
180—200 т.
Применявшийся в годы второй мировой войны американский тяжелый
бомбардировщик «В-29» имел 16 км электропровода бортовой сети и 150 электромоторов, а его
электронные приборы весили 1 т. Полетный вес самолета превышал 61 т. Экипаж
самолета состоял из 11 человек, а скорость достигала 560 км/час. Потолок самолета
был равен 6—7 км, дальность полета — 4800 км. Общая мощность четырех
поршневых двигателей превышала 8800 л. с. Тяжелый реактивный бомбардировщик
дальнего радиуса действия «В-47» (США; рис. 212а) создавался с 1943 по 1947 г.
461

В этом самолете используется более 43 км электропровода. Электронная аппаратура
«В-47» весит около 2 т. Полетный вес самолета равен 90 т. Скорость самолета
составляет 960 км/час, а потолок —13 км. Общий вес реактивного восьмидвигательного
тяжелого американского бомбардировщика «В-52» (рис 212 г) (начало 50-х годов)
равен 160—170 т, максимальная скорость — 1050 км/час, потолок — 15 км, а
дальность полета может достигать 13 000 км.
Если на создание бомбардировщика времен второй мировой войны затрачивалось
в среднем 0,2 млн. чел -часов, а самолета «В-52» — 4,08 млн. чел.-часов то на
производство находившегося в конце 50-х годов в стадии проектирования сверхзвукового
американского бомбардировщика «В-70» необходимо затратить примерно 14,5 млн.
чел.-часов
Гражданская авиация в настоящее время стоит на пороге перехода
к реактивным машинам, на пороге «века реактивных двигателей». В 1959 г.
сумма заказов на пассажирские самолеты американским, английским
и французским авиационным компаниям превысила 1 300 млрд. франков.
Эти самолеты призваны заменить парк старых поршневых машин. К 1960 г.
в капиталистических странах находился в эксплуатации или
подготавливался к ней 1491 транспортный самолет с реактивными двигателями
(из них 631 английского производства). После того как в Англии
несколько лет назад (1952 г.) появились первые, еще мало совершенные
турбореактивные пассажирские самолеты «Комета», особенно большие успехи в
развитии гражданской реактивной авиации достигнуты в СССР, где созданы
знаменитые «ТУ-104» и другие аналогичные машины, а затем во Франции
(«Каравелла»), в США («Боинг-707», Конвэр-880 «Голден Эрру»), в
Германской демократической Республике («ВВ-152»; рис. 213).
В 1959 г. в США начались летные испытания нового турбореактивного самолета
«Конвэр-880». Этот самолет рассчитан на перевозку от 88 до НО человек. Самолет
имеет 4 двигателя» с взлетной тягой по 5000 кг), снабженных шумоглушителями и
устройствами для реверсирования тяги. Крейсерская скорость полета на высоте
11—12 км — 900— 950 км/час. Дальность полета—до 5500 км. Размеры самолета: длина
39,4 м, размах крыла (с углом стреловидности 35°) — 36,6 м, высота — И д.
Скорость английского самолета «Комета—IV» на высоте 11 км — 830 км/час,
дальность полета — 6 тыс. км. Самолет имеет 4 турбореактивных двигателя (со взлетной
тягой по 4760 кг). «Комета» рассчитана на перевозку 90 пассажиров.
В 1959 г. был испытан новый английский турбовинтовой самолет Виккерс
«Вэнгард», рассчитанный на перевозку до 139 пассажиров. Крейсерская скорость
самолета равна 675 км/час, дальность полета — 4700 км.
Французский серийный самолет «Каравелла» начал регулярно
эксплуатироваться с мая 1959 г. Крейсерская скорость на высоте 11 км — 765 км/час, дальность
полета—3300 км. Силовая установка состоит из 2 турбореактивных двигателей
со взлетной тягой по 4760 кг), на самолете имеется 80 пассажирских мест.
Однако производство реактивных пассажирских самолетов в
капиталистических странах не получило размаха, характерного для нашей
страны. Авиационные компании, опасаясь за свои прибыли,
препятствуют производству реактивных пассажирских самолетов. В литературе
отмечается, что конструкторские бюро в капиталистических странах
держат свои проекты в чертежах, считая, что старые самолеты все еще
дают достаточную прибыль. Кроме того, освоение производства новых
реактивных пассажирских самолетов требует больших
капиталовложений. Однако реактивные самолеты все больше проникают в
гражданскую авиацию.
В СССР реактивные самолеты широко используются в гражданской
авиации. Советская гражданская авиация, оснащенная скоростными
многоместными самолетами, ныне ежедневно поднимает в воздух до ста тысяч
пассажиров.
Большую роль в развитии советской авиации сыграл академик
А. Н. Туполев. Еще на заре отечественной авиации А. Н. Туполев и
другие ближайшие ученики Н. Е. Жуковского начали работать в
организованном по инициативе В. И. Ленина Центральном аэрогидродинамическом
462

<^1икаЫШ^^1П|ии
институте. В 1922 г. Туполев возглавил конструкторский коллектив,
работающий над созданием как военных, так и пассажирских самолетов.
Туполев положил начало металлическому самолетостроению в СССР,
доказав еще в середине 20-х годов эксплуатационные преимущества
самолетов из дюралюминия по сравнению с деревянными конструкциями.
В 1925 г. Туполевым был построен самолет-бомбардировщик «ТБ-1» («АНТ-
4»), а затем пассажирский самолет «АНТ-9», известный под названием
«Крылья Советов», который, пилотируемый М. М. Громовым, с триумфом
облетел в 1929 г. многие
столицы Европы. Если этот
самолет брал на борт, кроме
экипажа, лишь 10
пассажиров, то «АНТ-14» (1931 г.)
был рассчитан на 36
пассажиров (помимо экипажа из
5 человек). В 30-х годах
Туполевым был создан один
из крупнейших в мире
самолетов — «АНТ-20»,
рассчитанный на 60 человек.
Этот самолет имел 5
двигателей мощностью 750 л. с.
каждый, размах крыльев —
63 м, длину фюзеляжа 32 м.
В 1934 г. под руководством
Туполева был создан
знаменитый самолет «Максим
Горький», стимулировавший
создание новых машин
увеличенного тоннажа и
размера. На самолетах Туполева были проведены изумившие весь мир
перелеты В. П. Чкалова и Громова через Северный полюс в Америку.
Одним из основных бомбардировщиков, участвовавших в Великой
Отечественной войне, была машина А. Н. Туполева «ТУ-2».
Послевоенные годы ознаменовались новыми достижениями
конструкторского коллектива, возглавляемого А. Н. Туполевым, в области
создания машин для гражданского воздушного флота, и прежде всего
современных пассажирских реактивных самолетов.
В Советском Союзе в 1955 г. был создан первый совершенный
реактивный пассажирский самолет «ТУ-104». Этот мощный воздушный корабль
со стреловидными крыльями рассчитан на 50—70 пассажиров.
Потолок самолета достигает 10—11 км, крейсерская скорость полета более
800 км/час. Мощность газовых турбин самолета превышает мощность
каждой гидротурбины Волжской ГЭС им. Ленина. Дальность
беспосадочного полета составляет 3000—3200 км (рис. 214). В сентябре 1956 г. впервые
в мире было открыто регулярное пассажирское сообщение на скоростных
реактивных воздушных кораблях «ТУ-104».
В 1957 г. советский воздушный флот получил комфортабельные
пассажирские самолеты «ТУ-104А», «ТУ-104Б1», «ИЛ-18», «АН-10», имеющие
М—1 fendaafteffignaaaaaaaaaai-
Рис. 215. Советский реактивный самолет
«ТУ-104А».
1 В 1957 г. на «ТУ-104А» был установлен ряд мировых рекордов — по поднятию
наибольшего груза на максимальную высоту, рекорд скорости с грузом в 2 /тг, а
также с грузом в 5 и 10 т и др. В 1959 г. на самолете «ТУ-104 Б» были достигнуты
рекордные показатели скорости полета с грузом в 1—10 т. На замкнутой
1000-километровой трассе была достигнута средняя скорость полета 1015,8 км/час с
коммерческим грузом в 15 т.
463

от 2 до 4 турбореактивных или турбовинтовых двигателей, обладающих
максимальной скоростью до 1 тыс. км/час, высотой полета — 10 км и
вместительностью до 100—120 пассажиров.
Самолеты «ТУ-104А»и «ТУ-104Б» являются более совершенными
модификациями самолета «ТУ-104». Они превосходят «ТУ-104» по крейсерской
скорости и грузоподъемности
за счет
усовершенствованных двигателей увеличенной
мощности. «ТУ-104А» и
«ТУ-104Б» могут перевозить
70—100 пассажиров и
совершать беспосадочные полеты
на расстоянии до 3000 км.
Максимальная скорость этих
самолетов — 950 км/час.
Одним из самых
совершенных турбовинтовых
пассажирских самолетов
является «ИЛ-18». Этот
самолет создан под
руководством авиаконструктора
С. В. Ильюшина. В апреле
1959 г. началась регулярная
эксплуатация «ИЛ-18». Этот
самолет рассчитан на
беспосадочные пассажирские
рейсы дальностью до 5 тыс. км
и берет на борт до 100
человек. Крейсерская скорость машины 650 км/час (рис. 216). Хорошие
аэродинамические характеристики самолета и особенности двигателей
обеспечивают экономичный расход топлива при полете. «ИЛ-18» снабжен
<&
и
4444444444444J
Cjai
I У
ааПоПяааяааааяаааяр
XZZT
Рис. 216. Советский самолет «ИЛ-18».
Рис. 217. Двигательная установка советского турбовинтового самолета
«ИЛ-18»:
1 — обтекатель, 2 — компрессор, з — камера сгорания, 4 —турбина,
5 — гондола двигателя, 6 — выхлопная труба.
четырьмя мощными турбовинтовыми двигателями (по 4 тыс. л. с.
каждый), причем запас мощности обеспечивает безопасный горизонтальный
полет с двумя работающими двигателями (рис. 217).
464

Вместе с «ИЛ-18» в 1959 г. на воздушных трассах страны появился
другой скоростной турбовинтовой пассажирский самолет—АН-10.
обладающий большой грузоподъемностью. Этот самолет создан коллективом
конструкторского бюро, возглавляемого авиаконструктором О. К. Антоновым.
Машина имеет 4 турбовинтовых
двигателя (по 4 тыс. л. с.
каждый) и рассчитана на
беспосадочный полет дальностью
в 3 тыс. км. Крейсерская
скорость самолета 600 км I час,
потолок — 8 тыс. км.
Самолет рассчитан на 126 человек.
Он отличается хорошими взлет-
нопосадочными качествами
(рис. 218).
В последние годы
конструкторским бюро под
руководством А. Н. Туполева был
создан самый большой в мире
пассажирский самолет «ТУ-114»
с четырьмя турбовинтовыми
двигателями большой
мощности. «ТУ-114» может перево
зить до 220 пассажиров.
Скорость самолета 900 км/час,
высота полета — 10 км. Этот
самолет получил широкую
известность. На Всемирной
выставке в Брюсселе в 1958 г
«Гран при». В 1959 г. «ТУ-114» совершил беспосадочные полеты в
- (Г11
ПИ
«ИМ
Ч53Н5П
Рис. 218. Советский турбовинтовой самолет
«АН-10».
он был удостоен высшей награды
Рис. 219. Советский турбовинтовой самолет «ТУ-114».
Нью-Йорк, Пекин, Париж и другие города. В настоящее время
«ТУ-114» совершает регулярные беспосадочные рейсы Москва —
Хабаровск (рис. 219).
465

Большое распространение (особенно с 50-х годов) получили
вертолеты. В СССР создан ряд совершенных конструкций вертолетов,
которые все шире используются для нужд народного хозяйства страны.
Хотя конструкции вертолетов были известны еще в начале XX века,
проблема создания надежного вертолета оказалась настолько сложной,
что первые более или менее надежные опытные машины появились
лишь в 30-х годах (СССР, США). Толчок развитию нового типа
летательных аппаратов дала вторая мировая война. В 1943 г. в США впервые
было организовано массовое производство вертолетов, которые принимали
участие в военных операциях. Применение вертолетов особенно
расширилось после войны. В последнее время появились многомоторные, а
также реактивные вертолеты, тяжелые вертолеты большой
грузоподъемности — «летающие краны и вагоны».
Советские конструкторы успешно разрабатывают самые различные
схемы вертолетов. Под руководством советского конструктора М. Л. Миля
в 1951 г. был создан первый советский серийный вертолет «МИ-1». Широко
известен его другой вертолет —«МИ-4»—12-местная комфортабельная
пассажирская машина. На вертолете «МИ-4» в 1959 г. были установлены
международные рекорды скорости по замкнутому круговому маршруту
(до 210,6 км/час) и высоты (до 6700 м). Крупнейший в мире вертолет
«МИ-6» имеет два турбовинтовых двигателя, приводящих в движение
5-лопастный несущий винт. Он может перевозить до 60 пассажиров.
В 1959 г. вертолет «МИ-6» установил мировые рекорды грузоподъемности
(12 т на высоту более 2 тыс. м) и скорости (268,92 км/час на
100-километровом маршруте).
Под руководством А. С. Яковлева в СССР создан вертолет «ЯК-24»
с двумя несущими винтами, обладающий большой грузоподъемностью.
В 1959 г. серийный вертолет «ЯК-24» выпущен также в пассажирском
варианте. Созданные под руководством А. И. Камова так называемые
соосные вертолеты отличаются большой маневренностью и легкостью
в управлении. Это — «КА-10», «КА-15», «КА-18». В 1959 г. на «КА-15»
установлен международный рекорд скорости по замкнутому
500-километровому кольцу — 170,45 км/час.
Следует отметить существующие в ряде стран экспериментальные
конструкции и проекты реактивных самолетов с вертикальным взлетом
и посадкой — конвертопланы,— которые после вертикального взлета
принимают затем в воздухе нормальное горизонтальное положение.
Конвертопланы, подобно вертолетам, не нуждаются в специальных аэродромах
и могут взлетать с палубы корабля или особо оборудованной крыши дома.
В полете они развивают скорость, обычную для современного самолета.
Большую трудность, однако, представляет посадка конвертоплана,
«повиснувшего на винтах» (поскольку он садится в вертикальном
положении), и управление им на малых скоростях, где он теряет устойчивость.
Для придания устойчивости некоторые конвертопланы снабжаются
установленными на крыльях качающимися реактивными двигателями.
Аналогичным летательным аппаратом являются так называемые колеоптеры —
самолеты с кольцевым крылом, снабжаемые зачастую комбинированной
силовой установкой (различного типа реактивные двигатели).
Сейчас за рубежом разрабатываются конструкции колеоптеров, которые будут
обладать сверхзвуковыми скоростями. Имеются проекты сверхзвуковых самолетов
со складывающимися в полете крыльями, с раздвижным крылом, разрабатывается
«крыло-двигатель» (со встроенными в крыло малоразмерными турбореактивными
двигателями) и т. п., проектируются самолеты с машущими крыльями — орнитоптеры.
466

Реактивные двигатели
Идея реактивного двигателя, как и многие технические идеи,
положенные в основу современной техники, восходит к древнейшим временам.
Важным этапом в развитии идеи реактивного движения явилось
предложение употреблять ракеты в качестве двигателя для летательного
аппарата. Эта идея была впервые сформулирована русским революционером-
народовольцем Н. И. Кибальчичем,
который незадолго до казни, в марте
1881 г., предложил схему
летательного аппарата (ракетоплана) с
использованием реактивной тяги от взрывных
пороховых газов.
В начале XX в. русский ученый
К. Э. Циолковский теоретически
обосновал возможность осуществления
межпланетных полетов с помощью
реактивных двигателей.
Идея использования реактивного
движения для полетов была
осуществлена после создания реактивных и
ракетных двигателей.
Реактивные двигатели, в которых
тяга создается силой реактивного
движения струи газов, вытекающих с
огромной скоростью из реактивного
сопла, делятся на две группы.
Первая группа — это бескомпрессорные
воздушно-реактивные двигатели, т. е.
двигатели, в которых сжатие
воздуха в камере сгорания обеспечивается Константин Эдуардович
за счет динамического напора возду- Циолковский.
ха. Наиболее типичными среди них
являются так называемые прямоточные двигатели. Прямоточные
воздушно-реактивные двигатели используют в качестве окислителя
атмосферный воздух.
Идея воздушно-реактивных двигателей не раз выдвигалась в разных
странах, в том числе в России. Но наиболее важными, оригинальными
работами в этом отношении являются исследования, проведенные в 1908—
1913 гг. французским ученым Р. Лореном, который, в частности,
в 1911 г. предложил ряд схем прямоточных воздушно-реактивных
двигателей.
В мае 1939 г. в СССР впервые состоялось испытание ракеты с
прямоточным воздушно-реактивным двигателем конструкции И. А. Меркулова.
Это была двухступенчатая ракета (первая ступень — пороховая ракета)
со взлетным весом 7,07 кг, причем вес топлива для второй ступени
прямоточного воздушно-реактивного двигателя составлял лишь 2 кг. При
испытании ракета достигла высоты 2 км.
В 1939-1940 гг. впервые в мире в Советском Союзе проводились
летные испытания воздушно-реактивных двигателей, установленных в
качестве дополнительных двигателей на самолете конструкции Н. Н.
Поликарпова. В 1942 г. в Германии испытывались прямоточные
воздушно-реактивные двигатели конструкции Э. Зенгера.
Однако применение прямоточных воздушно-реактивных двигателей
достаточно эффективно лишь в условиях, когда обеспечена большая
467

\Всасыданиеу Сжатие ' Сгорание
ВсасыВание Сжатие Вспышка ' Выхлоп
Рис. 220. Сравнение механизма работы
реактивного и поршневого двигателей.
скорость полета самолета — сверхзвуковая скорость, при которой воздух
будет врываться в камеру сгорания двигателя под сравнительно
большим давлением. Поэтому конструкторы ряда стран ведут в настоящее
время интенсивную работу в направлении усовершенствования этих
двигателей.
В развитии реактивных двигателей основное значение имеет
другая группа воздушно-реактивных двигателей — турбореактивные дви-
t гатели.
\струя газов \
В турбореактивных
двигателях имеется газовая
турбина, которая приводит в
движение компрессор,
нагнетающий воздух в камеру
сгорания (помимо сжатия
поступающего воздуха от
скоростного напора), а
отходящие газы используются
для реактивной тяги. Если
четыре такта в цилиндре
поршневого двигателя
чередуются во времени, то
процессы, происходящие в тур-
бокомпрессорном реактивном
двигателе, чередуются в
пространстве (рис. 220).
Над изобретением турбореактивного двигателя много работали
русские ученые. В 1909 г. проект турбореактивного двигателя был разработан
инженером Н. Герасимовым. В 1914 г. лейтенант русского морского флота
М. Н. Никольской сконструировал и построил модель турбовинтового
авиационного двигателя. Рабочим телом для приведения в действие
трехступенчатой турбины служили газообразные продукты сгорания смеси
скипидара и азотной кислоты.
Турбина работала не только
на воздушный винт:
отходящие газообразные продукты
сгорания, направленные в
хвостовое (реактивное)
сопло, создавали реактивную
тягу дополнительно к силе
тяги винта.
Большой интерес представляет конструкция авиационного турбо-
компрессорного реактивного двигателя В. И. Базарова, разработанная
в 1924 г. Эта авиационная газотурбинная установка (со сгоранием топлива
при постоянном давлении) состояла из трех элементов: камеры сгорания,
газовой турбины, компрессора. Поток сжатого воздуха здесь впервые
делился на две ветви: меньшая часть шла в камеру сгорания (к горелке),
а большая подмешивалась к рабочим газам для понижения их
температуры перед турбиной. Тем самым обеспечивалась сохранность лопаток
турбины. Мощность многоступенчатой турбины расходовалась на привод
центробежного компрессора самого двигателя и отчасти на вращение
воздушного винта. Дополнительно к винту тяга создавалась за счет
реакции струи газов, пропускаемых через хвостовое сопло.
Внимание к реактивному двигателю и перспективам его развития
резко усилилось во время второй мировой войны. В 1941 г. в Англии был
осуществлен также полет на экспериментальном самолете-истребителе
Рис. 221. Английский реактивный
самолет Уиттла.
468

Рис. 222. Советский реактивный истребитель
«ЯК-15».
с турбореактивным двигателем конструкции английского
авиаконструктора Франка Уиттла, запатентованной им еще в 1930 г. (рис. 221). На
самолете Уиттла был установлен двигатель с газовой турбиной, которая
приводила в действие центробежный компрессор, подающий воздух в
камеру сгорания; продукты сгорания использовались для создания
реактивной тяги. Через полтора года произошло первое летное испытание
американского истребителя с двумя двигателями Уиттла, причем во время
полета была достигнута скорость 800 км/час. В Германии в годы второй
мировой войны была создана одна из наиболее отработанных и доведенных
до конца конструкций
реактивных истребителей —
двухмоторного «Ме-262». Этот
самолет развивал скорость около
850 км/час.
Появление
турбореактивных двигателей внесло целую
революцию в развитие авиации,
привело к изменению
конструкции самолета, позволило
достигнуть звуковых и
сверхзвуковых скоростей полета
самолета.
В СССР в развитии и усо
вершенствовании
турбореактивных двигателей и реактивной авиации большую роль играли коллективы
конструкторов, руководимые А. С. Яковлевым, А. А. Микулиным,
А. Н. Туполевым, В. Я. Климовым, А. М. Люлька и др., создавших новые
самолеты и оригинальные конструкции турбореактивных двигателей.
Большой вклад в развитие новейших типов самолетов сделало
конструкторское бюро, руководимое конструктором А. С. Яковлевым. Еще
в 1927 г. Яковлев построил свой первый небольшой самолет спортивного
типа. Затем были созданы более
совершенные учебные и
спортивные самолеты (например, «УТ-2»).
В годы Великой Отечественной
войны прославились
первоклассные скоростные боевые машины
«ЯК-3» и др. Замечательным
достижением этого коллектива было
создание в 1945 г. первого
реактивного истребителя «ЯК-15» (рис. 222). Реактивные истребители
Яковлева отличались хорошими аэродинамическими формами. В 1946 г.
появился один из первых советских реактивных истребителей «МИГ-9»
конструкции А. И. Микояна и М. И. Гуревича (рис. 223). Через несколько
лет А. И. Микояном и М. И. Гуревичем был создан реактивный
истребитель «МИГ-15»
В настоящее время турбореактивные двигатели являются основными
типами авиационных двигателей в скоростной авиации. С конца 40-х годов
во многих странах ведутся большие работы по их развитию и
совершенствованию. Например, американская печать сообщала, что к середине 50-х
годов не менее 50% самолетов в США строилось с турбореактивными
двигателями. В целом авиация в настоящее время все больше переключается
на реактивные двигатели.
Работы по усовершенствованию мощных реактивных двигателей в
авиации, решение связанного с этим целого ряда технических проблем
Рис. 223. Советский реактивный
истребитель «МИГ-9».
469

открывают большие перспективы по применению газовых турбин и в
мирных отраслях промышленности.
Несколько обособленно стоят жидкостно-реактивные двигатели. Жид-
костно-реактивный двигатель отличается от других реактивных
двигателей тем, что несет с собой вместе с топливом весь запас окислителя,
а не забирает необходимый для сжигания горючего воздух,
содержащий кислород, из атхмосферы. Это единственный двигатель, который
может быть применен для сверхвысотного полета вне земной
атмосферы. Впервые идея такого двигателя
была высказана К. Э. Циолковским.
Систематические экспериментальные
работы над этими двигателями начались
в 30-х годах XX в.
Первые в СССР
жидкостно-реактивные двигатели были созданы в
период 1930—1933 гг. советским
инженером Ф. А. Цандером и группой
ученых в Ленинграде.
Ф. А. Цандер еще в 1933 г. построил
и успешно испытал ракетный
двигатель ОР-1, работавший на бензине
и сжатом воздухе. В 1932—1933 гг.
Цандер спроектировал и испытал
двигатель ОР-2, работавший на бензине
и жидком кислороде. Этот двигатель
был спроектирован для установки на
планере в процессе подготовки его к
полетам в качестве ракетоплана.
В 1930—1931 гг. группой ученых
в Ленинграде был разработан и
испытан первый советский реактивный дви-
Фридрих Артурович Цандер. гатедь ошл^ работавший на жидком
кислороде и жидком окислителе.
Развивая начатые работы, советские инженеры в последующем
продолжали работать над созданием жидкостных реактивных двигателей.
Всего с 1932 по 1941 г. в нашей стране было разработано 118 конструкций
жидкостных реактивных двигателей.
В Германии в 1931 г. состоялись испытания ракет И. Винклера,
Риделя и др. Несколько раньше в США начал работать над жидкостно-
реактивными двигателями профессор Р. Годдард.
Первый полет на самолете-ракетоплане с жидкостно-реактивным
двигателем был совершен в Советском Союзе в феврале 1940 г. В
качестве силовой установки самолета был применен жидкостно-реактив-
ный двигатель. В 1941 г. под руководством советского конструктора
В. Ф. Болховитинова был построен первый реактивный самолет-
истребитель с жидкостно-реактивным двигателем. Испытания этого
советского реактивного самолета, были проведены в мае 1942 г. летчиком
Г. Я. Бахчиваджи.
В это же время состоялся первый полет немецкого истребителя с
жидкостно-реактивным двигателем. В 1943 г. в США были проведены испытания
первого американского реактивного самолета, на котором был установлен
жидкостно-реактивный двигатель. В Германии в 1944 г. были построены
несколько истребителей с этими двигателями конструкции Мессер-
шмитта и в том же году применены в боевой обстановке на Западном
фронте.
470

Жидкостно-реактивные двигатели имеют особое значение для
создания ракет и ракетных снарядов. Ракетное оружие широко использовалось
во время второй мировой войны. Особую известность получили советские
реактивные минометы «катюши».
В настоящее время уделяется огромное внимание совершенствованию
авиационных реактивных двигателей. На разных скоростях полета
используются разные типы двигателей,
причем величина их мощности зависит
как от термического, так и от
тягового КПД, т. е. от того, как полученная
от сгорания топлива механическая
энергия преобразуется в энергию
движения самолета.
Преимущества современного
реактивного двигателя перед
поршневым видны из следующих данных.
Если взять, например, реактивные
самолеты с силой тяги в 4300 кг,
то при скорости полета в 1100 км/час
это тяговое усилие равноценно
мощности поршневого двигателя в
35 тыс. л. с, весящего 14 т, что примерно в 3—4 раза больше
веса реактивного двигателя.
Представляет интерес созданный во второй половине 50-х годов английский
турбореактивный двигатель «Джирон» для самолетов со скоростями, превышающими
скорость распространения звука. Двигатель имеет силу тяги в 6800 кг (15 000 фунтов),
причем предполагается увеличить ее до 8000 кг без превышения существующих
пределов уровня температуры на входе в турбину. Большое внимание при этом
уделяется эффективности забора воздуха.
Считают, что на сверхзвуковых истребителях очень выгодна
установка одновременно двух двигателей разного типа: одного турбореактивного
и одного ракетного, поскольку такая комбинация позволяет повысить
летные качества самолета на высотах 18 км и более.
Большое разнообразие строящихся и применяемых двигателей
является характерной чертой технического прогресса в авиастроении
последних лет.
Создание новейших ракет, беспилотной авиации
и искусственных спутников Земли
Во второй мировой войне фашистская Германия применила боевые
ракеты дальнего действия «А-4». Длина «А-4» составляла 14 м,
наибольший диаметр — 1,65 м. В головной части ракеты-снаряда имелось
боевое отделение, где содержалась 1 т взрывчатого вещества (боевой
заряд). В снаряде было два бака: один бак с горючим и второй бак с
окислителем. Горючего (спирта) в ракете было 3 т, а окислителя (жидкого
кислорода)—5,5 т.
Снаряд имел специальный насос для подачи окислителя и горючего
в камеру сгорания, а также отделение с приборами управления. Для
устойчивости ракеты и управления ею имелись направляющие плоскости
стабилизатора и газовые и воздушные рули. Мощность жидкостно-реактив-
ного двигателя превышала 0,5 млн. л. с, а двигатель развивал тягу в
25,4 т, значительно превышающую общий начальный (стартовый, т. е.
при полной нагрузке) вес ракеты. Предельная, максимальная скорость
Рис. 224. Схема двухконтурного
реактивного двигателя:
1 — кольцевой канал, окружающий входной
воздушный канал прямоточной системы
двигателя, 2, 7 — камеры сгорания, з —канал
турбореактивной системы, 4,5 —
объединение каналов на входе и выходе, 6 — осевой
компрессор, 8 — турбина, 9 — система
автоматического регулирования двигателя.
471

ракеты составляла до 5500—5700 км/час, а дальность полета — 300—
400 км.
13 июня 1944 г. ракетный снаряд «А-4» был впервые запущен с
немецкой экспериментальной станции в Пенемюнде (на Балтийском
побережье).
18 сентября 1944 г. на Лондон была направлена первая ракета-снаряд «А-4»,
а затем в течение семи месяцев немцы вели систематический обстрел Англии ракетными
снарядами. Таким образом, немцы могли перебросить тонну взрывчатого вещества
на расстояние до 300—350 км и могли бомбардировать Лондон из Гааги. Но точность
их попадания была очень мала, они несли сравнительно немного взрывчатого
вещества и в целом не были эффективными как военное оружие, хотя, конечно, причинили
большие разрушения.
«А-4» после установки в вертикальном положении на четырех перьях
стабилизатора можно было запускать с любой твердой площадки (например, с
бетонной дороги). Менее чем через минуту после взлета ракета достигала высоты 30 кму
а вскоре развивала огромную скорость — более 5500 км/час. Специальные установки
управления автоматически поворачивали ракету, которая, достигнув высоты 90 кмг
продолжала полет, опускаясь к цели по параболической траектории.
Ракета падала на свою цель со скоростью, превышающей более чем в два раза
скорость звука. При быстром движении ракеты ее обшивка накалялась, и, по
рассказам очевидцев, ракеты «А-4», падавшие на Лондон, светились слабым красным
светом.
В конце 1952 г. в Западной Германии вышла книга Вальтера Дорнбер-
гера —одного из руководителей работ по созданию и производству
немецких ракет периода второй мировой войны. Говоря об истории первого
пуска ракеты «А-4», Дорнбергер отмечает, что работавший в Германии
известный специалист в области ракетной техники профессор Г. Обертг
автор появившегося в 1923 г. труда «Ракета в межпланетное
пространство», сказал однажды, что «... это (т. е. ракеты, подобные «А-4».—
Авт.) могли сделать только немцы».
Однако утверждение, что ракетный снаряд «могли сделать только
немцы», необоснованно, ибо общеизвестно, что еще за 20 лет до
появления книги Оберта о межпланетной ракете, в 1903 г., К. Э. Циолковский
опубликовал работу «Исследование мировых пространств
реактивными приборами», в которой дал теоретическое обоснование полета
ракеты, а также принципиальную схему ракетного двигателя,
предвосхищающую многие не только принципиальные, но даже и конструктивные
особенности современных жидкостно-реактивных двигателей. Так,
К. Э. Циолковский предусматривал применение для реактивного
двигателя жидкого топлива и подачу его в двигатель специальными насосами.
Управление полетом ракеты он предлагал осуществить посредством
газовых рулей — специальных пластинок, помещаемых в струе вылетающих
из сопла газов. Надо отметить, что оригинальность исследований
К. Э. Циолковского в деле разработки идеи жидкостно-реактивных
двигателей и теории межпланетных полетов был вынужден признать и сам
Оберт. В письме к Циолковскому Оберт в 1926 г. писал: «Вы зажгли
огонь, и мы не дадим ему погаснуть, но постараемся осуществить
величайшую мечту человечества».
Говоря о создании новейших ракет, следует подчеркнуть, что здесь
большую роль сыграли научные исследования, заложившие основы
теории реактивных двигателей и космических полетов. Как уже
отмечалось, важнейшее место в этом занимают работы К. Э. Циолковского. Им
была обоснована возможность применения ракетных аппаратов для
межпланетных сообщений. Чтобы достигнуть космических скоростей,
Циолковский выдвинул идею применения многоступенчатых ракет, которые-
он назвал «ракетными поездами».
472

14нтересные работы по исследованию полета ракеты принадлежат
также известному русскому ученому И. В. Мещерскому, в частности
в области общей теории движения тел переменной массы. Н. Е.
Жуковский в работах «О реакции вытекающей и втекающей жидкости»
(80-е годы XIX в.) и «К теории судов, приводимых в движение силой реакции
вытекающей воды» (1908 г.) впервые разработал основные вопросы
теории реактивного двигателя.
Большой вклад в теорию воздушно-реактивного двигателя внес
советский ученый Б. С. Стечкин. Опубликованная им в 1929 г. работа «Теория
воздушного реактивного двигателя» явилась первым в мировой
литературе научным трудом в этой области.
За границей в области теории реактивного двигателя со времен
первой мировой войны работали Р. Эсно-Пельтри (Франция), Г. Оберт
(Германия), Р. Годдард (США) и другие ученые.
В настоящее время большое развитие получили беспилотные
летательные аппараты, оборудованные автоматическими приборами
управления. Они открыли новую страницу в развитии авиации, так называемой
беспилотной авиации, а также межконтинентальных и космических
ракет.
Сейчас управляемые снаряды, работа над которыми особенно
интенсивно ведется с конца второй мировой войны1, все шире становятся
на вооружение современных армий. США затратили на конструирование,
постройку и испытание управляемых снарядов всех типов почти 3 млрд.
долл., несмотря на то что все работы носили экспериментальный
характер.
После 1951 г. ассигнования на строительство управляемых
снарядов резко возрастают. «Атомно-ракетный бизнес» в США привел к
огромным военным расходам. В период 1956—1960 гг. затраты на
создание ракет возросли на 235%, причем на управляемые снаряды
тратилось в 10 раз больше средств, чем на изучение космического
пространства.
В настоящее время США ежегодно расходуют на осуществление
«космической программы» (под этим названием скрываются затраты на поиски
возможностей военного применения ракет и использование в этих целях
космического пространства) сумму, равную годовому бюджету Франции.
В этой области работают ныне свыше тысячи предприятий, в которых
занято 200 тыс. рабочих и 50 тыс. инженеров и техников. Ракетостроение
в США становится почти такой же капиталоемкой отраслью
промышленности, как автомобилестроение. В бюджете 1959/60 г. расходы на
изготовление ракет составили 6,7 млрд. долл., причем речь идет лишь о прямых
затратах на эти нужды.
Весь прогресс авиационной техники — внедрение мощных
реактивных двигателей и освоение больших скоростей, применение огромного
количества разнообразного радиотехнического и электронного
оборудования, аппаратуры автоматики и дистанционного управления — все это
привело к созданию самолетов-снарядов и новейших ракет. С другой
стороны, созданию ракет способствовало также развитие артиллерии
(в частности, зенитной), а появление совершенных реактивных
двигателей как бы открыло пути к их установке на управляемых
снарядах.
1 В 1943—1944 гг. в Германии были созданы, например, управляемые самолеты-
снаряды типа «А-3» для обстрела Лондона. По английским данным, к городу
прорвалось до 2300 таких снарядов, которые обладали сравнительно небольшой скоростью
и высотой полета. В общем на Британские острова упало около 5965 управляемых
снарядов.
473

Во время войны немцы планировали увеличение в два раза дальности
полета «А-4», снабдив его дельтообразными крыльями. Опытный образец
такого снаряда был испытан в Пенемюнде в декабре 1944 г.
После разгрома фашистской Германии дальнейшие работы по
совершенствованию «А-4» стали проводиться в Америке. В 1945 г. в
США перебрались немецкие специалисты, в том числе Вернер фон
Браун, один из создателей «А-3» и «А-4». Ныне фон Браун
возглавляет группу ученых, работающих в области ракетостроения в США.
В течение 1946—1952 гг. на испытательном полигоне Уайт-Сэндс (штат
Нью-Мексико) американцы производили запуск нескольких десятков
ракет типа «А-4».
Отдельные ракеты достигли высоты в 160 км, а одноступенчатая ракета «Викинг»,
созданная в США на базе этих опытов (имевшая большую длину и меньший диаметр,
чем «А-4»), в 1951 г. поднялась на высоту более 210 км. Ракета «Викинг» развивала
силу тяги более 8000 кг и имела скорость до 6400 км/час. Одноступенчатая ракета
«Викинг», запущенная в мае 1954 г., достигла высоты 253 км. Стартовый вес ее был равен
7,5 т, а максимальная скорость превышала 6880 км/час. При запуске двухступенчатой
ракеты «Бампер» была достигнута скорость 8 тыс. км/час и высота 400 км
После второй мировой войны в США и в ряде других стран велись
работы по созданию ракет как специального вида оружия. На этих
ракетах применяется система автоматического управления ими в полете
и наведения их на цель (в отличие от обычных артиллерийских снарядов),
которая в настоящий момент является одним из наиболее совершенных
автоматов, созданных человеком. Вместе с тем появились самолеты-
автоматы, которые по существу являются качественно новыми
летательными аппаратами такого рода. Создание их—вполне естественный этап
в развитии сверхскоростной авиации.
Таков, например, американский самолет-автомат «Боумарк» — беспилотный
реактивный истребитель-перехватчик со сложной системой управления. Он имеет
длинный тонкий фюзеляж, напоминающий по форме снаряд, с небольшими треугольными
крыльями размахом порядка десятка метров. Взлет его осуществляется вертикально
с помощью ракетного двигателя, после этого вступают в работу два прямоточных
двигателя. «Боумарк» достигает высоты до 25—30 км. Скорость полета «Боумарка» почти
в 3 раза превышает скорость звука.
Автоматические беспилотные самолеты-снаряды можно разбить по
системам радиотелеуправления на следующие группы.
1) Самолеты-снаряды, управляемые с Земли или с другого самолета
при помощи радиосигналов.
Наземная радиолокационная станция следит за целью и управляет движением
автоматического летательного аппарата, посылая ему радиосигналы-команды, которые
бортовая радиоустановка ловит, после чего при помощи приемяо-исполнительных
устройств (включающих автопилот) происходит требуемое изменение направления
полета самолета-автомата. Это довольно простая система командного наведения
(управления) , включающая в себя наземные радиолокационные установки, автоматическое
счетно-решающее устройство и т. п.
2) Аналогичные автоматические самолеты-снаряды, но с
использованием на них современных радиолокационных и телевизионных устройств,
автоматически следящих за положением самолета-снаряда относительно
оси радиолуча, посылаемого с наземной станции управления.
Радиолуч наземной станции направлен на цель, непрерывно следуя за нею. Это —
система наведения по лучу, при которой бортовая аппаратура самолета-снаряда
довольно сложна. На нем устанавливается приемное устройство типа телевизора,
изображение с которого поступает на приемный наземный пункт. В зависимости от
изображения, полученного на экране летающего самолета-снаряда, с пульта управления даются
474

соответствующие радиосигналы, направляющие самолет-снаряд на цель (рис. 225).
О применении такого рода самолетов-снарядов сообщалось, например, в печати в связи
-с войной в Корее (1950—1953 гг.). Там применялись самолеты с телевизионной системой,
что давало возможность более точно направлять самолет на цель. Но недостаток такого
Рис. 225. Схема управления по радио реактивным снарядом,
снабженным телевизионным передатчиком.
рода систем заключается в том, что противная сторона при помощи радио легко может
нарушать радиоуправление самолетом.
3) Иной, более интересной и более сложной группой являются
самолеты с независимым управлением, оборудованные поисковой аппаратурой.
Такие самолеты-снаряды летят по нужной траектории на цель, которую они
обнаруживают по тем или иным ее особенностям (по световому или тепловому излучению,
по электромагнитным свойствам и т. д.), т. е. могут обходиться без участия наземной
радиолокационной станции. Аппаратура, установленная на самолете-снаряде
(бортовая система самонаведения), автоматически обеспечивает заданный курс и достижение
заданной цели. Это наиболее совершенная автоматическая система управления — так
называемая поисковая система, или система самонаведения, при которой летательный
аппарат сам, без участия наземных станций управления, движется к цели. Однако
трудность установки на снарядах крупных радиолокаторов, способных «видеть» на
большие расстояния и улавливать слабые радиосигналы, ограничивает дальность
действия системы. В этом случае используется сочетание систем управления, например
вначале лучевая система, а затем поисковая. В принципе считается, что на самолете-
снаряде можно установить и небольшую радиолокационную станцию.
Что же лежит в основе современной системы автоматического
управления самолетом? Прежде всего в этой системе управления имеется
гироскоп, устройство, в котором используются особые гироскопические
свойства быстро вращающегося вокруг оси симметрии твердого тела — ротора
(т. е. специального волчка). Использование гироскопа получило
чрезвычайное развитие именно в военной технике, и прежде всего в скоростной
авиации, в управляемых снарядах (если не касаться судовых гироскопов).
Замечательной особенностью гироскопа, в котором использованы
свойства волчка (хотя гироскоп конструктивно значительно отличается от
волчка), является то, что, вращаясь, он активно сопротивляется
воздействию толчков, поворачивающих его ось. Ось вращения его ротора
всегда при любом положении опоры занимает неизменное положение,
сохраняет свое положение в пространстве, и в отношении этой оси можно
ориентировать самолет. В простейшем случае, когда реактивный
самолет-снаряд направляется в цель по определенной траектории, для любого
475

момента пути этого снаряда можно заранее определить угол, который
образуется вертикальной (направленной по линии истинной вертикали
к центру Земли) осью гироскопа и продольной осью снаряда. Следовательно,
можно точно ориентировать положение снаряда и при помощи
специальных приборов устранять все отклонения от заданного положения.
Наиболее просто этот принцип использован в автопилоте, к помощи
которого прибегают на современных самолетах при слепом полете или
когда летчик по какой-либо
причине отвлекается от
управления самолетом, а также в
управляемых ракетах.
Первоначально автопилоты
ограничивались автоматами,
управляющими только рулями для
сохранения заданного режима
полета, но в дальнейшем при
помощи автоматов стало возможно
ап/ь _ „ также изменять режим полета
Рис. 226. Схема основных устройств г
автопилота самолета: самолета по направлению, кре-
1 - руль поворота, 2 — коллектор, 3 - окна за- ну, ВЫСОТв (при ПОМОЩИ KHO-
слонки, 4 -заслонка, 5 — картушки в — гиро- пОЧНОГО управления). Затем
скоп, 7 — пневмореле, 8 — золотник, 9 — масло, **v^**v*v jupau^nn/i/. иаш1
ю — рулевая машинка. были созданы системы,
автоматизирующие как управление
рулями, так и двигателями, что по мере развития радиоэлектроники
позволило перейти к беспилотной авиации.
Идея и простейшая схема автопилота не нова, она имеет длительную
историю и не раз выдвигалась в работах отдельных изобретателей и
ученых, в том числе К. Э. Циолковским в 1898 г. (в применении к дирижаблю).
В 900-х годах вместе с появлением первых самолетов стало выявляться
стремление автоматизировать его управление, создать прежде всего
автоматы для обеспечения устойчивости полета самолетов того времени.
Одной из первых стала заниматься созданием автоматических
стабилизаторов самолетов с помощью гироскопических приборов
американская фирма Сперри. В 1908—1909 гг. основатель этой фирмы Э. А. Сперрв
изготовил первый практически годный образец морского
гироскопического компаса (гироскопический компас был им изобретен в 1905 г.)1.
В 1909—1911 гг. Э. Сперри и его сыном — летчиком Л. Сперри—был
впервые разработан и испытан автоматический стабилизатор с массивным
гироскопом.
В 1914 г. с усовершенствованным стабилизатором Л. Сперри
совершил первый официально зарегистрированный полет самолета с
автоматическим управлением. К началу 20-х годов был создан первый
автоматический прибор, являющийся прототипом современного автопилота.
В 1933 г. американский летчик В. Пост успешно совершил
кругосветный перелет с автопилотом Сперри. В 30-х годах автопилот стал все шире
внедряться как на пассажирских самолетах, так и на военных самолетах
(рис. 226).
В простейших случаях устройство современного автопилота, «сердцем» которого
является гироскоп, представляет совокупность трех отдельных механизмов: курсового
автомата, автомата поперечной устойчивости и автомата продольной стабилизации.
1 Интересно, что толчком к началу работ в этой области у Э. Сперри послужил
игрушечный волчок, который он купил своим детям. Заинтересовавшись его
свойствами, Сперри стал изучать соответствующие работы по физике, что и привело к созданию
указанных гироскопических приборов.
476

Здесь, как и во всех автоматах, имеется своя чувствительная, следящая и силовая
системы (рис. 227). Чувствительная система воспринимает все отклонения самолета
от заданного режима полета и посылает соответствуюпщй электрический импульс в
следящую систему. Следящая система усиливает импульс до необходимых размеров,
интерпретирует его, трансформируя в механическое движение, а силовая система
воздействует рулевыми машинками на отклонение рулей, т. е. производится управление
самолетом (причем обратная связь координирует (согласует) угол отклонения руля,
исключая раскачивание самолета при автоматическом управлении)1.
В беспилотных самолетах-снарядах это управление чрезвычайно сложно. В
настоящее время за границей применяется не несколько самостоятельных автоматов, как
Самолет
Приборы
управления
Следящая
система
ЧубстВителъный
элемент
Промежуточный
механизм
Руледая
машинка
Руль
самолета
Ионтролъные
приборы
^^^ Источник
^^ литания
Рис. 227. Схема действия автопилота самолета.
в автопилоте, а по существу единый сложный автомат, одновременно реагирующий на
всю сумму возможных отклонений. В общем принцип действия современной системы
управления заключается в том, что чувствительная система передает импульсы
в следящую систему с электронной вычислительной машиной, производящей с
огромной быстротой необходимые расчеты. Решение ряда задач, связанных с управлением
реактивными снарядами, невозможно без применения новейших счетно-решающих
устройств из-за больших скоростей полета и малых промежутков времени.
Ныне на основе новой области науки — кибернетики — стало
возможно, например, осуществить управление снарядом, поместив на
снаряде приборы, ведущие его к цели по заранее намеченной программе
без всякого вмешательства человека. Именно на примере автоматов
управления и электронно-счетных машин можно видеть, как
современная, наиболее совершенная техника в капиталистических странах
ставится на службу военным целям. В США, например, большое количество
вычислительных машин обслуживает военно-морской флот, армию.
Следует вместе с тем подчеркнуть, что никакие автоматические
самолеты-снаряды никогда полностью не заменят самолетов, управляемых
1 Простейшая схема автопилота состоит из гироскопа с контактным ползунком
потенциометра, причем гироскоп независим и ось его постоянно сохраняет
вертикальное положение, а контактный ползунок, наоборот, жестко связан с телом
самолета. При изменении положения самолета потенциометр соответственно смещается
относительно вертикальной оси гироскопа (относительно контакта ползунка). Это вызывает
соответствующий электрический импульс в следящую систему, воздействующую на
сервопривод руля глубины, чем и достигается изменение направления полета самолета,
выравнивание его в вертикальной плоскости. Для того чтобы самолет не отклонялся
больше чем надо, на валу рулевой машинки укреплен контактный ползунок
потенциометра обратной связи.
477

человеком, ибо без летчика «развитие» авиации получит однобокие,
уродливые формы, а в гражданской авиации, в сущности, и немыслимо
обойтись без высокообразованных в техническом отношении пилотов.
В последние годы созданы межконтинентальные баллистические
ракеты, которые могут пролететь по строго намеченному маршруту свыше
12 тыс. км. Весь мир восхищен советскими мощными ракетами,
используемыми в сугубо научных целях, тогда как в Америке они являются прежде
всего разрушительным орудием и источником гигантских прибылей для
монополий. Огромные доходы монополиям принесли ракеты «Атлас»,
«Титан», «Поларис», «Минитмэн» и др.
Самым замечательным в области создания новых управляемых
ракетных систем является осуществление в научно-исследовательских
целях полетов во Вселенную. Теоретически вопрос о возможности посылки
летательного аппарата в межпланетное пространство разрабатывается
на протяжении уже нескольких десятилетий. С конца 40-х годов ведутся
большие работы по исследованию атмосферы с помощью геофизических
ракет.
Такая ракета включает обычно головную часть с полезным грузом
исследовательской аппаратуры, среднюю часть с топливными баками и хвостовую с двигателями
и (снаружи) стабилизаторами. Корпус ракеты, создаваемый из алюминиевых сплавов,
имеет цилиндрическую с заостренной головной частью форму. Для запуска ракеты
применяются специальные стартовые площадки и устройства. Приборы и оборудование
ракет включают радиотехнические устройства, позволяющие вести наблюдения за
верхними слоями атмосферы и передавать показания приборов по радио на землю. Сюда же
входит особый механизм для сброса аппаратуры при вхождении ракеты в плотные слои
атмосферы (при спуске). Многоступенчатые ракеты, работающие на специальном
жидком или твердом топливе, могут взлетать на значительно большую высоту, чем
одноступенчатые ракеты.
Советский Союз добился крупных успехов в создании и запуске
геофизических ракет. В мае 1949 г. в СССР был произведен вертикальный
запуск одноступенчатой ракеты на высоту в 110 км. Вес научной
аппаратуры, поднимаемой такими ракетами, достигал 120—130 кг. 21 февраля 1958 г.
на высоту 473 км была запущена мощная одноступенчатая геофизическая
ракета с научной аппаратурой общим весом 1,52 т. Это был мировой рекорд
высоты для ракет этого класса. В августе того же года одноступенчатая
ракета забросила груз в 1690 кг на высоту 450 км.
Составные многоступенчатые ракеты позволяют достигнуть
космической скорости, необходимой для запуска искусственных спутников Земли.
Реальность создания спутника Земли стала очевидна в связи с большими
успехами ракетной техники за последние годы. К концу 1957 г. проекты
автоматических искусственных спутников Земли были разработаны
в СССР и США, причем в США было поднято много шума вокруг
американских проектов искусственного спутника1. Честь открытия новой
1 В США, например, имелся проект спутника, представлявшего собой полый
алюминиевый шар диаметром немного более 0,5 м и весом 45 кг (внутри него
находились приборы). Питание приборов спутника предполагалось осуществлять за счет
использования солнечной энергии с помощью батареи термоэлементов. Был
предложен и ряд других проектов спутников-шаров небольших размеров, а также и других
форм (в частности, напоминающих самолетные). В январе 1956 г. председатель
американского Национального комитета по проведению международного геофизического
года Дж. Каплан заявил, что вес каждого из искусственных спутников Земли,
которые будут запущены в США в межпланетное пространство, будет колебаться
между 9 и 22 кг. Полагали, что наиболее удаленная точка эллиптической орбиты
спутников будет находиться на расстоянии примерно 1300 км, а скорость
спутников достигнет 29 тыс. км/час. Наконец, была создана ракета «Авангард» для запуска
спутника, но все это предприятие закончилось провалом — спутник запустить
не удалось.
478

эры — эры завоевания космоса, принадлежит нашей великой
социалистической Родине.
4 октября 1957 г. является датой, отмеченной величайшим
торжеством советской науки и техники. В этот день в СССР был запущен
первый искусственный спутник Земли (рис. 228). Весь мир по достоинству
оценил это достижение, рассматривая его как начало новой эры,
связанной с проникновением человека в межпланетное пространство. 3 ноября
1957 г. был запущен второй советский спутник Земли.
«День 4 ноября 1957 года,— писал профессор Римского университета Бениамино
Сегре,— навсегда останется в истории человечества... Теперь легко предсказать, что
скоро будет решена тайна пространства,
окружающего нас. Как человек и как
ученый, я горжусь,— заявил профессор
Сегре,—триумфом человеческого разума,
подчеркивающим высокий уровень
социалистической науки». Еще большие отклики
вызвал запуск второго искусственного
спутника. «Еще один триумф Советского Союза»,—
так озаглавила свою редакционную статью
английская газета «Йоркшир пост»,
комментируя новую победу советской науки
и техники. «Большой вес спутника и
высота его орбиты,— заявила газета,— сами
по себе сказочны и далеко выходят за
пределы того, что на Западе считалось
возможным осуществить только через много лет.
Теперь миллионы людей будут смотреть на
Россию новыми глазами... Люди будут
сравнивать подвиги русских с усилиями
американцев». Английская газета «Скотс-
мэн», отмечая, что «потрясающие успехи
Советского Союза» достойны самой высокой
оценки, писала: «Они заставляют
путешествие Колумба и других исследователей
казаться ограниченными событиями...
Запуск двух искусственных спутников будет
гигантской вехой в мировой истории,
началом огромного расширения контроля
человека над природой и пространством».
По мнению газеты, «русские не просто
обогнали западных ученых на одну
ступень, но они сделали какое-то важное
новое открытие... Научный, а также политический престиж России поднимается
вместе с искусственными спутниками».
Подобными высказываниями была заполнена печать всех стран. Выдающиеся
ученые всего мира, все прогрессивное человечество приняло запуск искусственных спуа -
ников как величайший триумф человеческого гения.
На фоне всеобщего признания исторического значения советских спутников
Земли жалким лепетом казались отклики некоторых американских злопыхателей вроде
руководителя научно-исследовательского отдела морского министерства США Роусона
Беннета, выразившего сомнение по поводу большого веса искусственного спутника
Земли и заявившего, что при таком весе он не мог бы летать. Беняет снискал себе
поистине незавидную «славу» заявлением, что советский спутник «просто кусок железа,
подброшенный наверх, а это может сделать почти всякий».
Это злопыхательское заявление выглядело особенно смешно после неоднократных
неудачвых попыток запустить искусственный спутник в США.
Только 31 января 1958 г. в США был запущен первый американский
спутник-малютка (14 кг) при помощи ракеты «Юпитер-С» (рис. 229) и лишь
с декабря 1958 г. стали запускаться более крупные американские
спутники.
Ученые всего мира, независимо от политических убеждений,
правильно оценили запуск советского спутника, как показатель высокого
уровня всей советской науки и техники. И это понятно.
Рис. 228. Первый б мире советский
искусственный спутник Земли.
479

Спутник — это умение получить металл особенно высокого качества,
производить легкие и жаропрочные материалы, это достижения химии,
так как для запуска спутника необходимо топливо, которое может
обеспечить достаточную мощность и длительность работы двигателя ракеты,
это электротехника, радиотехника и электроника, приборостроение,
Рис. 229. Схема устройства первого американского
спутника Земли («Эксплорер-1»).
1 — антенна, 2 — аппаратура измерения внешней температуры, 3 — микрофон
записи ударений с микрометеоритами, 4 — измерение температуры переднего
конуса спутника, 5 — передатчик, 6 — кольцо из стекловолокна, 7 — измерение
микрометеоритов и космических лучей.
автоматика, т. е. все то, что характеризует наиболее развитую
современную технику. Но прежде всего это торжество советских людей: ученых,
инженеров, рабочих. Советская наука и техника с честью выдержали
ответственный экзамен.
Интересно в этом отношении заявление Вернера фон Брауна. Он
заявил, что американским руководителям не хватает воображения для
программы создания ракетных снарядов. «Русские,— заявил он,—
действуют иначе. Они планируют на 25 лет вперед. Мы же движемся
толчками и скачками...»
В связи с гонкой вооружений в капиталистических странах СССР
в интересах обороны вынужден развивать свою ракетную технику.
Советский Союз сумел раньше, чем другие страны, создать
межконтинентальные баллистические ракеты, которые могут достигать любой
точки земного шара. Но мощные ракеты Советский Союз прежде всего
использует в мирных целях для запуска искусственных спутников Земли,
которые еще Циолковский рассматривал как первый и необходимый
этап к межпланетным полетам.
Для запуска спутников были созданы специальные ракеты-носители
и мощные двигатели, работающие в трудных термических условиях.
Были разработаны оптимальные режимы движения ракеты. По условиям,
обеспечивающим полет спутника, при выведении спутника на
орбиту необходимо обеспечить первую космическую скорость порядка
8 тыс. м/сек (при меньшей скорости спутник в силу земного тяготения
упал бы на землю, а при большей, преодолев земное тяготение, ушел
в пространство).
Для обеспечения заданного режима движения ракеты была
разработана весьма точная и эффективная система автоматического управления
480

ракетами. Эллиптическая орбита первого спутника имела наибольшее
удаление от Земли — примерно 1 тыс. км, второго спутника — 1,7 тыс. км.
Время обращения вокруг Земли первого спутника вначале было свыше
96 минут, а второго спутника — 103,7 минуты. Большее время обращения
второго спутника объясняется тем, что его орбита была больше. Первый
спутник просуществовал 92 дня, второй—более 5 месяцев. За время своего
существования первый
спутник сделал 1400 оборотов
вокруг Земли и прошел
около 60 млн. км, второй
спутник — около 2370
оборотов, пройдя более 100 млн. км.
Первый искусственный
спутник имел форму шара
диаметром 58 см. Вес
спутника достигал 83,6 кг, его
корпус был изготовлен из
алюминиевых сплавов, а
поверхность отполирована и
подвергнута специальной
обработке. В корпусе была
расположена вся аппаратура
вместе с источниками
электропитания. На внешней
поверхности корпуса спутника
была установлена антенна в
установлено два радиопередатчика.
Второй искусственный спутник весил 508,3 кг, т. е. в 6 раз больше,
чем первый (рис. 230). В отличие от первого второй спутник представлял
собой последнюю ступень ракеты-носителя, в которой была размещена
вся научная аппаратура. В передней части последней ступени ракеты
были установлены приборы для исследования ультрафиолетовых и
рентгеновских лучей, сферический контейнер с радиопередатчиками и другой
аппаратурой, а также герметическая кабина с подопытным животным—
собакой Лайкой. Приборы и контейнер ракеты были защищены во время
полета в плотных слоях атмосферы от аэродинамических и тепловых
воздействий специальным защитным кожухом. После выведения последней
ступени ракеты на орбиту защитный кожух был сброшен.
Особый интерес представляют способы связи спутника с Землей, способы передачи
разнообразных наблюдений, производимых автоматически со спутника. Эти передачи
обеспечивались при помощи специальной радиоаппаратуры. На первом и втором
спутниках было установлено по два радиопередатчика, непрерывно излучавших
радиосигналы на длине волны 15 и 7,5 м. Мощность установленных радиопередатчиков
позволила принимать сигналы спутника любительскими приемниками на расстоянии
нескольких тысяч километров. Сигналы, излучаемые передатчиками, имели вид
телеграфных посылок. Эти сигналы использовались для наблюдения за орбитой спутника,
а также для передачи изменений параметров на спутнике (температуры и др.).
Это достигалось путем установления на спутнике чувствительных элементов,
которые в зависимости от изменения тех или иных параметров автоматически меняли
длительность посылок и пауз. На втором спутнике радиотелепередающая
аппаратура, установленная в корпусе последней ступени ракеты, где находилась
герметическая кабина с подопытным животным, значительно расширила степень
сведений, получаемых со спутника в связи с наблюдением за состоянием подопытного
животного.
Запуск спутников позволил осуществить обширные исследования,
важнейшими из которых явились:
Рис. 230. Второй советский искусственный
спутник Земли:
I — защитный конус, 2 — прибор для исследования
излучений Солнца, 3 — контейнер с аппаратурой и
радиопередатчиками, 4 — силовая рама для крепления
аппаратуры, 5 — герметическая кабина.
виде четырех стержней, а внутри спутника
481

1) Изучение ионосферы (выоких слоев атмосферы).
2) Изучение космических лучей.
3) Изучение коротковолновой радиации Солнца. Спутники помогают
внести ясность в вопрос о зависимости между процессами,
протекающими на Солнце и влияющими на ионизацию ионосферы.
4) Изучение корпускулярного излучения Солнца (что имеет, в
частности, большое значение для понимания и изучения полярных сияний).
Рис. 231. Третий советский искусственный спутник Земли:
1 — магнитомер, 2 — фотоумножители, 3 — солнечные батареи,
4 — прибор для регистрации фотонов в космических лучах, 5 — магнитный
и ионизационные монометры, 6 — ионные ловушки, 7 — электростатические флюксметры,
8 — массоспектрическая трубка, 9 — прибор для регистрации тяжелых ядер
в космических лучах, 10 — прибор для измерения интенсивности первичного
космического излучения, И—датчики для регистрации микрометеоров
5) Изучение метеорной материи.
6) Изучение биологических явлений в условиях космического полета
и ряд других вопросов.
Второй спутник позволил широко поставить опыты изучения
биологических явлений в условиях космического полета. Нахождение на
втором спутнике специальной кабины с подопытным животным дало
возможность исследовать поведение живого организма в условиях
космического полета. Кабина, оборудованная специальной аппаратурой для
исследования физиологических функций животного, обеспечивала с помощью
радиотелеметрической системы регистрацию частоты пульса и дыхания
животного, величину его артериального кровяного давления и
биопотенциалы сердца, температуру, давление воздуха в кабине и др. Огромный
материал, полученный в результате наблюдения над подопытным
животным, является важным условием для предстоящих межпланетных полетов.
Новым крупнейшим мировым достижением нашей науки и техники
явилось создание и запуск 15 мая 1958 г. третьего советского
искусственного спутника Земли (рис. 231). Вес третьего спутника достигал 1327 кг,
длина — 3,57 м, наибольший диаметр 1,73 м (без учета выступающих
антенн). Наивысшая точка эллиптической орбиты спутника была равна
1880 км. На спутнике было установлено большое количество аппаратуры
для проведения сложных научных опытов. Вся сложнейшая аппаратура
была выполнена с учетом новейших научно-технических достижений
(программное устройство для автоматической работы аппаратуры,
выполненное целиком на полупроводниках, полупроводниковые кремниевые
батареи, «солнечные» батареи и др.)- По существу это была автоматическая
научная станция в космосе, которая провела интересные научные исследо-
482

вания. В результате его полета был обнаружен радиационный пояс,
существующий вокруг Земли, были изучены распределение плотности и
состав атмосферы. Третий спутник прекратил свое существование на
10 037 обороте 6 апреля 1960 г.
Непрерывное возрастание веса советских спутников свидетельствует
о дальнейших возможностях советской ракетной техники. Запуск советских
спутников Земли открыл новые страницы в истории науки, создал
непосредственные реальные предпосылки для освоения человеком
межпланетных пространств.
Рис. 232. Схема полета первой советской космической ракеты (2.1.59 г.).
Начало 1959 г. в исследованиях Космоса ознаменовалось новым
качественным скачком — запуском советской космической ракеты в
сторону Луны (рис. 232). Впервые в истории человечества
искусственному телу, созданному на Земле, была сообщена вторая космическая
скорость, равная у Земли 11,2 км/сек. Этой скорости достигла последняя
ступень многоступенчатой ракеты, которая по заданной программе вышла
на траекторию движения в направлении к Луне. Последняя ступень
ракеты весила 1472 кг без топлива и была оборудована контейнером с
научной аппаратурой общим весом 361,3 кг. Определение элементов
траектории движения осуществлялось на электронно-счетных машинах по
данным измерений, автоматически поступавшим в
координационно-вычислительный центр. Ракета прошла на расстоянии 5 тыс. км от Луны и стала
спутником Солнца — первой искусственной планетой солнечной системы.
Лишь спустя два месяца — 3 марта — США после ряда неудачных попыток
с помощью ракетной системы «Юнона-2» запустили космическую ракету,
которая прошла на расстоянии почти 60 тыс. км от Луны. 11 марта 1960 г.
в США с помощью 3-ступенчатой ракеты типа «Тор-Эйбл» была запущена
другая искусственная планета (спутник Солнца) — «Пионер-V» с
полезным весом всего 42 кг.
483

12 сентября 1959 г. в СССР была запущена вторая космическая ракета,
которая впервые в истории человечества достигла Луны (рис. 233).
В задачу этого пуска ракеты входило исследование космического
пространства при полете к Луне. Последняя ступень ракеты, двигаясь к Луне,
Рис. 233. Вторая советская космическая ракета. Орбита ракеты.
превысила вторую космическую скорость. Последняя ступень ракеты
представляла собой управляемую ракету весом 1511 кг (без топлива),
которая несла контейнер с научной аппаратурой (рис. 234). Для такого
полета потребовалось создание высокосовершенной многоступенчатой
ракеты, мощных ракетных
двигателей, работающих на
высококалорийном топливе, высокоточной системы
управления полетом ракеты,
автоматического измерительного комплекса
на Земле для прослеживания полета
ракеты и т. п. Производившиеся при
полете исследования дали ряд
выдающихся результатов. Так, например,
установлено, что Луна не обладает
сколько-нибудь заметным магнитным
полем.
4 октября 1959 г. весь мир
облетело новое известие — запуск третьей
советской космической ракеты,
выведшей на орбиту автоматическую
межпланетную станцию, которая
вместе с источниками питания весила
435 кг (рис. 235). Запуск межпланетной станции осуществлялся с помощью
многоступенчатой ракеты, последняя ступень которой и вывела
межпланетную станцию на орбиту, окружающую Луну.
Управление работой бортовой аппаратуры межпланетной станции
производилось с Земли, из координационно-вычислительного центра.
В определенный момент на борту автоматической межпланетной станции
было произведено включение аппаратуры, предназначенной для
Рис. 234. Вид последней ступени
второй советской космической ракеты
на монтажной тележке.
484

получения изображения невидимой с Земли части Луны и
последующей передачи телевизионных изображений на Землю (рис. 236, 237).
Впервые после известных ранее данных о Луне, полученных
астрономическими, тепловыми, радиолокационными методами, человек
получил новые, фундаментальные
сведения о Луне.
Научно-исследовательские
полеты в космос превращают
астрономию из науки наблюдательной в
науку экспериментальную.
Эти успехи советской науки и
техники получили огромный
резонанс во всем мире. Многие видные
ученые восприняли эти достижения
как новый вклад СССР в
международное научное сотрудничество,
как этап в обогащении человеческих
познаний о космосе. Американская
печать во время запуска наших
космических ракет вынуждена была
признать факт продолжающегося
отставания в этой области США. «Счет—
в пользу русских, — писала газета
«Нью-Йорк геральд трибюн». —
Запуск второй лунной ракеты в течение
одного лишь месяца драматически
подтверждает тот факт, что
Соединенные Штаты тащатся в хвосте
у Советов, особенно если вести счет
на фунты запущенной в космос
аппаратуры...»
Правоту такого признания
подтвердил и новый этап большой
плодотворной работы наших ученых —
испытание создаваемых в СССР
мощных ракет для запуска тяжелых
спутников Земли и осуществление
космических полетов к планетам
солнечной системы. Первые два
пуска ракет состоялись в январе 1960 г. Эти запуски, производимые
в целях отработки более мощной баллистической многоступенчатой
ракеты, поразили весь мир высокой точностью управления полетом
ракеты, когда предпоследние ступени обеих ракет с макетом последней
ступени, покрыв большое расстояние, достигли заданного района Тихого
океана.
В июле 1960 г. были проведены испытания новых вариантов мощных
многоступенчатых ракет-носителей для космических исследований. Макет
последней ступени ракеты, запущенной 5 июля, достиг заданной цели в
непосредственной близости от ранее намеченной точки падения,
удаленной от места старта на расстояние около 13 тыс. км. Столь же успешным
был запуск другой мощной многоступенчатой баллистической ракеты для
космических полетов.
1960—1961 гг. ознаменовались новыми, изумившими весь мир
достижениями СССР в области космических полетов. 15 мая 1960 г. был
запущен первый в мире советский космический корабль-спутник на орбиту
Рис. 235. Схема автоматической
межпланетной станции третьей
советской космической ракеты
(4.Х.59 г.):
1 — иллюминатор для фотоаппаратов,-
2 — двигатель системы ориентации, з —
солнечный датчик, 4 — секции солнечной
батареи, б — жалюзи системы
терморегулирования, 6 — тепловые экраны, 7 —
антенны, 8 — приборы для научных исследований.
485

о6<„
о^ьм**°J
Положение ЛунЫ 6 конце
битНо троектории АМС
^
^
Пл-gS обя
7Г
>0
^
¦cfl">
тР1
ае""
¦' '7
/ О
, "/
Положение Луны
6 момент облета
i 1
^
*>"*
\ Ч^торх ,'
^°
<^
^
';
Положение ЛунЫ 6
момент старта ракетЬ»
Рис. 236. Схема траектории полета автоматической межпланетной станции (АМС).

спутника Земли; его вес составил 4,54 тп (без последней ступени
ракеты-носителя). В августе этого года был запущен второй
космический корабль-спутник.
йШШР^
....... *%?,
Рис. 237. Положение автоматической межпланетной станции
при фотографировании обратной стороны Луны (стрелками показано
направление лучей Солнца).
19 августа после завершения программных исследований была подана
команда на спуск корабля-спутника с орбиты (на 18-м обороте; рис. 238).
При этом система управления корабля-спутника и тормозная установка
сработали с высокой точностью и
обеспечили благополучный спуск
корабля. Вес этого
корабля-спутника достигал 4,6 m (без веса
последней ступени
ракеты-носителя). Корабль-спутник и
отделившаяся от него капсула с
подопытными животными (в том
числе собаками Стрелкой и
Белкой) благополучно приземлились.
1 декабря 1960 г. в СССР
был осуществлен запуск третьего
космического корабля на орбиту
спутника Земли, в кабине
которого в целях
медико-биологических исследований находились
подопытные животные, в
частности собаки Пчелка и Мушка. Вес
корабля-спутника без последней
•ступени ракеты-носителя
составлял 4,563 пг. С помощью
радиотелевизионной аппаратуры и
телеметрических систем, передающих на Землю необходимые показатели,
характеризующие состояние животных, производилось наблюдение за
подопытными животными. Были проведены также исследования по физике
космического пространства.
В соответствии с планом создания и отработки космических
кораблей повышенного веса 4 февраля 1961 г. в СССР с помощью многоступен-
Рис. 238. Схема полета второго
космического корабля-спутника.
1 — торможение реактивным двигателем,
- траектория спутника, 3 — район
приземления.
487

чатой ракеты был осуществлен запуск тяжелого искусственного
спутника Земли. Его вес (без последней ступени ракеты-носителя) — 6,483 т.
Замеренные параметры орбиты спутника составляли: период обращения
89,8 мин., высота перигея — 223,5 км, апогея — 327,6 км. На спутнике
имелась радиотелеметрическая система для контроля параметров
элементов конструкции и аппаратура для траекторных измерений.
Через 8 дней — 12 февраля — усовершенствованной
многоступенчатой ракетой был выведен на орбиту тяжелый искусственный спутник
Рис. 239. Схема полета в сторону Венеры.
Земли, и в тот же день с него стартовала управляемая космическая
ракета, которая вывела автоматическую межпланетную станцию (АМС)
на траекторию к Венере (рис. 239). Тем самым была проложена первая
межпланетная трасса к планетам солнечной системы. Вес АМС составил
643,5 кг. По команде с Земли с нее в первое время велись радиопередачи.
На борту АМС имелась научная аппаратура для проведения исследований
космического излучения, магнитных полей, межпланетного вещества
и регистрации соударений с микрометеоритами. Скорость полета АМС
в начале выведения ее на траекторию к Венере превышала величину
второй космической скорости.
9 марта 1961 г. на орбиту вокруг Земли был выведен 4-й корабль-
спутник, весящий (без последней ступени ракеты-носителя) 4,7 т, а через
несколько дней — 25 марта — 5-й корабль-спутник Земли. Вес спутника
составил 4,695 т (без последней ступени ракеты-носителя). На корабле-
спутнике была установлена кабина с собакой Звездочкой. После
выполнения намеченной программы исследований корабль-спутник в тот же день
по команде совершил успешный спуск с орбиты и приземлился в
заданном районе.
Основной целью последнего запуска явилась дальнейшая отработка
конструкций корабля-спутника и установленных на нем систем,
предназначенных для обеспечения жизнедеятельности человека при полете
его в космическом пространстве и возвращения на Землю.
Весь мир с нетерпением ожидал первого полета человека в космос.
И после многих успешных опытов с крупными спутниками советские
488

ученые, инженеры, рабочие смогли осуществить вековую мечту
человечества.
12 апреля 1961 г. в первое космическое путешествие ушел советский
человек, имя которого известно теперь всем людям на Земле — Юрий
Алексеевич Гагарин. Майор Ю. А. Гагарин стал первым
летчиком-космонавтом СССР.
Первый в мире космический корабль-спутник «Восток» с человеком
на борту поднялся в космос в 9 час. 7 мин. Космический корабль вышел
на орбиту с перигеем 181 км
и апогеем 327 км над
поверхностью Земли. Период
его обращения вокруг Земли
равнялся 89,1 мин.,
наибольшая скорость полета —
28 тыс. км в час. Вес
корабля-спутника составил
вместе с космонавтом 4,725 т
(без веса конечной ступени
ракеты-носителя). После
облета земного шара, в
соответствии с заданной программой,
в 10 час. 25 мин. была
включена тормозная двигательная
установка и корабль стал
снижаться с орбиты для
приземления.
Ракета, которая вывела
космический корабль на
орбиту вокруг Земли, имела
шесть двигателей общей мощ- ю й Алексеевич Гаг
ностыо в Z0 млн. л. с. В 10 час.
55 мин. корабль «Восток»
совершил благополучную посадку в заданном районе СССР. Весь полет
вокруг Земли был совершен за 108 мин. Но это были минуты, которые
взволновали весь мир: сбылись мечты лучших умов человечества, сбылись
слова нашего гениального соотечественника К. Э. Циолковского: «Земля —
колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели».
В обращении ЦК КПСС и Советского правительства 13 апреля 1961 г.
к народам и правительствам всех стран, ко всему прогрессивному
человечеству говорилось: «Свершилось великое событие. Впервые в истории
человек осуществил полет в космос... Это — беспримерная победа
человека над силами природы, величайшее завоевание науки и техники,
торжество человеческого разума. Положено начало полетам человека в
космическое пространство.
В этом подвиге, который войдет в века, воплощены гений советского
народа, могучая сила социализма... Советский Союз первым запустил
межконтинентальную баллистическую ракету, первым послал искусственный
спутник Земли, первым направил космический корабль на Луну, создал
первый искусственный спутник Солнца, осуществил полет космического
корабля в направлении к планете Венера. Один за другим советские
корабли-спутники с живыми существами на борту совершали полеты в космос
и возвращались на Землю.
Венцом наших побед в освоении космоса явился триумфальный
полет советского человека на космическом корабле вокруг Земли». В
Обращении ЦК КПСС и Советского правительства подчеркивалось, что победы
489

в освоении космоса являются достижением всего человечества, они
послужат на благо всех народов.
Подавляющее большинство ученых всего мира по достоинству оценили
подвиг Ю. А. Гагарина.
Диссонансом среди восторженных отзывов прозвучали лишь единичные
брюзгливые голоса, вроде английского министра по вопросам науки лорда
Хэйлшена,
предостерегавшего «против излишнего
увлечения» успехами Советского
Союза, или Вернера фон
Брауна, не придумавшего
ничего лучшего, как заявить,
что полет Гагарина задуман
с целью повлиять на
африканские государства. Все
народы, кому дороги счастье
и будущее человечества,
радуются нашей победе и видят
в ней триумф нового мира,
его благородных идей.
6 августа 1961 г. в
Советском Союзе был произведен
запуск в космос космического
корабля «Восток-2», который
пилотировался
летчиком-космонавтом майором Германом
Степановичем Титовым.
Вес космического кораб-
Герман Степанович Титов. ля-спутника, без учета веса
последней ступени ракеты-
носителя, составлял 4731 кг.
Максимальное удаление корабля от поверхности Земли достигало 244 км,
минимальное — 183 км. Исторический полет Г. С. Титова продолжался
25 час. 18 мин. Космический корабль пролетел свыше 700 тыс. км,
совершив более 17 оборотов вокруг Земли.
Корабль «Восток-2» состоял из кабины пилота, приборного отсека
и отсека с тормозной двигательной установкой. В кабине и приборном
отсеке размещалась многочисленная аппаратура, необходимая для
осуществления радиосвязи космонавта с Землей, а также для обеспечения
жизненных условий на корабле и др. На корабле имелось ручное
управление, которое позволяет выполнять все необходимые маневры,
производить посадку в любом районе Земли и т. д.
В соответствии с программой полета в расчетное время были включены
автоматическая система ориентации и автоматика, обеспечивающая спуск
и приземление корабля. По специальной команде с Земли началась
подготовка аппаратуры к включению тормозной двигательной установки и был
включен тормозной двигатель. Корабль перешел на траекторию спуска
и затем приземлился в заданном районе.
Полет Г. С. Титова — новый этап на пути освоения человечеством
космического пространства.
В результате полета Г. С. Титова была доказана возможность
длительного пребывания человека в космическом пространстве. Этот полет
является новой замечательной победой советской науки и техники.
16 марта 1962 г. в СССР был произведен очередной запуск
искусственного спутника Земли. Спутник вышел на орбиту с перигеем 217 км,
490

с апогеем 980 км. Этот запуск является продолжением программы
исследования верхних слоев атмосферы и космического пространства, для
выполнения которой в течение 1962 г. с различных космодромов Советского
Союза будет произведена серия запусков спутников Земли.
Руководящие круги США делали все, чтобы сократить отставание
от СССР. С этой целью в 1961 г. были осуществлены полеты А. Шепарда
и В. Грисома по баллистической траектории на высоту примерно 190—
195 км и на расстояние по горизонтали около 500 км. Полет в состоянии
невесомости не превышал 5 мин. Существенных научных результатов
полеты дать не могли1.
Наконец после длительных неудач 20 февраля 1962 г. в США был
произведен запуск космического корабля «Френдишип-7», который
пилотировался Д. Тленном. Космический корабль, совершив три оборота вокруг
Земли, «приводнился» примерно в 1300 км от места запуска. 24 мая М. Кар-
пентер повторил полет Гленна. Этот полет не кончился катастрофой лишь
благодаря мужеству американского космонавта. Вскоре после начала
полета в кабине резко поднялась температура, несколько раз нарушалась
радиосвязь, в конце концов оказалось, что топливо расходуется слишком
быстро и его может не хватить для автоматического возвращения на
землю. Чтобы сберечь его, космонавт перешел на ручное управление
кораблем. Наконец, совершив три витка вокруг земли, М. Карпентер спустился
в океан в 320 км от заданного места приводнения.
Быстрый научно-технический прогресс позволяет предвидеть пути
дальнейшего развития космических полетов: полеты спутников вокруг
Земли; решение задач, связанных с полетами к Луне, и освоение Луны;
исследование околосолнечного пространства, планет солнечной системы,
полеты на другие планеты. Особенно заманчивыми являются освоение
полетов человека на спутниках, полет человека на другие планеты. Над
этими вопросами ведутся интенсивные исследования в СССР, США и
некоторых других странах.
Итак, ясно, что развитие новейших конструкций двигателей
внутреннего сгорания сыграло решающую роль в прогрессе автотракторостроения
и авиации, позволило в значительной мере механизировать трудоемкие
и тяжелые работы. Особенно показательно развитие турбореактивных
и ракетных двигателей в авиации. Совершенствование бензиновых
двигателей внутреннего сгорания и двигателей, работающих на тяжелых
сортах жидкого топлива, позволило создать огромный парк легковых,
грузовых, пассажирских и специальных автомашин, без которых не
обходится ни одна страна в мире. В течение последних трех-четырех
десятилетий неизмеримо возросли скорости, грузоподъемность,
экономичность и надежность авиационного и автомобильного транспорта.
Двигатель внутреннего сгорания, будучи установлен на тракторе,
комбайне и т. п., стал основой механизации полевых сельскохозяйственных
работ. Механизированные и моторизованные войска ныне также
основываются на работе двигателей внутреннего сгорания, установленных на
танках, бронетранспортерах, самоходной артиллерии, мотоциклах и т. п.
Все новейшие средства техники и науки, в том числе радиоэлектроника,
а также автоматика, все шире проникают в области применения
двигателей внутреннего сгорания как на транспортных средствах, так и в
стационарных установках. Наиболее ярко это сказалось в создании первых
искусственных спутников Земли и космических ракет.
1 Следует отметить, что советские ученые могли осуществить полеты по
баллистической траектории еще несколько лет назад, однако это было признано
нецелесообразным.

ГЛАВА XXXI
РАЗВИТИЕ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ
¦ I Краткая характеристика развития
I Щ различных областей радиотехники и электроники
Шг адиотехника, возникнув в самом конце XIX в. и начале XX в.
¦ со скромной целью передачи сигналов без проводов, за
последующие десятилетия XX в. стала все быстрее завоевывать новые и новые
области, открывая невиданные перспективы в самых различных сферах
человеческой деятельности. За последнюю четверть века радиотехника
оформилась как самостоятельная инженерная наука.
Примерно до середины 20-х годов радиотехника решала вопрос
телеграфирования без проводов, и это положило начало радиотелеграфной
связи. Затем начинает развиваться радиотелефония, обеспечивающая
передачу речи и музыки, а несколько позже и радиофототелеграфия
для передачи на расстояние неподвижных изображений. Радиотехника
позволила осуществить систематически ведущуюся одностороннюю
передачу по радиотелефону речи, музыки, спектаклей и т. п., причем одна
передающая радиостанция обеспечивает прием на множество
радиоприемников (радиовещание).
Наряду с распространением радиосвязи (вместе с электролинейными
средствами связи) и радиовещания дальнейшее развитие радиотехники
и порожденной ею электроники привело к созданию телевидения — передаче
подвижных изображений со звуковым сопровождением, причем эти
передачи начали осуществляться впоследствии не только из специальных
телевизионных центров, но и из концертных и театральных залов, со
стадионов и т. п.
Со времени первой мировой войны все шире стало применяться
радиопеленгование как метод определения места работающей
радиостанции при помощи специальных приборов — радиопеленгаторов.
Развитие радиотехники позволило решить и обратную задачу, когда при
помощи передающих станций, местонахождение которых фиксировано,
корабельный радиопеленгатор или самолетный радиокомпас позволяет
вести по заданному курсу корабль или самолет. Таким образом,
возникла новая область радиотехники — радионавигация. Появляются
радиомаяки направленного действия, позволяющие при помощи
специальных радиосредств передавать кораблям и самолетам точные
координатные сетки, необходимые для их движения. Более поздним и особенно
важным явилось широкое внедрение радиолокации, позволяющей
обнаруживать тот или иной объект в пространстве и устанавливать расстояние
до него.
Переход от радиотелеграфирования к другим областям применения
электромагнитных волн был обусловлен главным образом развитием
492

электровакуумной техники и освоением в связи с этим новых, более
коротких диапазонов — от метровых до миллиметровых волн.
Усовершенствованные электронные лампы получили распространение в самых
разнообразных отраслях техники. Электронные лампы по существу явились
основой электронной аппаратуры, электронных приборов, которые,
будучи созданы в связи с развитием радиотехники, получили
применение в самых различных областях техники.
Развитие радиотехники дало толчок к созданию установок для нагрева
различных тел в технологических целях — закалки стали, высокочастотной
металлургии, сушки древесины, нагрева пластмассы и т. д. Методы
радиотехники получают широкое применение в экспериментальных
исследованиях, расширяя возможности наблюдения целого ряда явлений,
которые без средств радиотехники и электроники наблюдать невозможно.
В частности, возникла целая область радиоастрономии, осуществляющая
прием радиоволн, излучаемых Галактикой, Солнцем и Луной, или
отраженных радиосигналов, посылаемых с Земли.
Радио переросло в новую обширную область науки и техники —
радиоэлектронику, методы и приборы которой все шире внедряются в
производство и незаменимы при решении многих научно-технических
проблем. Радио все больше проникает в быт людей. Чрезвычайно
характерным в развитии радиоэлектроники является все возрастающее применение
ее для автоматизации производственных процессов.
Основные этапы развития радиотехники
Таким образом, за исторически короткий период возникла и бурно
развилась новая область техники. Развитие радиотехники было, конечно,
подготовлено всем предшествующим ходом развития науки и техники.
Нельзя приписать создание этой новой области техники одному
изобретателю, одному человеку, но вместе с тем в истории радиотехники, в
истории первых попыток решить проблему особо выделяются работы
выдающегося русского ученого Александра Степановича Попова, который
впервые создал и практически реализовал эту новую технику.
В дальнейшем, после работ с первыми искровыми радиоустройствами
времен Попова, был предпринят переход к системам со слабо
затухающими колебаниями. В 1905—1908 гг. немецкий физик М. Вин разработал
так называемый метод ударного возбуждения колебаний. В этот же
период начали применять специальные искровые разрядники с
воздушными промежутками. В них после окончания первого ряда затухающих
колебаний замкнутого контура прекращалась проводимость, и энергия
из антенны не возвращалась обратно в колебательный контур. Работы
до применению затухающих колебаний охватывают период с 1895 по
1916—1917 гг.
Усовершенствование искровых генераторов сыграло положительную
роль в общем развитии радиотехники, способствуя развитию радиосвязи.
В декабре 1901 г. был впервые проведен опыт радиотелеграфной
передачи через Атлантический океан (Г. Маркони). Большое
распространение искровые радиостанции получили во флоте. Ими пользовались,
в частности, для передачи сигналов бедствия (SOS) в открытом море.
Так, в 1912 г. пароход «Титаник», шедший из Англии в Америку,
потерпел аварию в Атлантическом океане. Корабль был оборудован
радиотелеграфными аппаратами Маркони, сигналы которых были услышаны
другими кораблями. В результате часть пассажиров была спасена.
В то же время благодаря работам Г. Маркони, Р. Фессендена, Г. Ден-
вуди, К. Брауна и др. продолжают совершенствоваться детекторы.
493

В 900-х годах появились магнитные детекторы, заменившие когерер;
было предложено применять электролитические детекторы, получают
широкое применение кристаллические детекторы (в частности, пары:
карборунд-стальная пластинка, цинкит-халкопирит, кристалл
свинцового блеска — стальное или серебряное острие). В России
оригинальные детекторные приемники были созданы М. В. Шулейкиным и
Н. Н. Циклинским. Детекторные приемники были основным приемным
устройством примерно до середины 20-х годов.
Все вышесказанное было характерным для радиотехники до первой
мировой войны. В первые же дни войны было неожиданно обнаружено,
что ни русские, ни союзные радиостанции не могли перехватывать
радиограммы немецкого флота. Этот «секрет» был разгадан и объяснен
в России электротехником М. В. Шулейкиным, который предположил,
что немцы перешли от затухающих (искровых) передатчиков к
незатухающим. Подключив к радиоприемнику электромеханический прерыватель
(тиккер), Шулейкин обеспечил слышимость сигналов немецкого радио.
В дальнейшем выяснилось, что еще приблизительно в 1902—1904 гг.
датский изобретатель В. Поульсен сконструировал, опираясь на работы
своих предшественников (главным образом англичанина У. Дудделя
в 1900 г.), новый тип передающих радиостанций с дуговым генератором
незатухающих колебаний. Немецкое командование, установив во флоте
новые передатчики, опечатало их до особого распоряжения и пустило
в ход в самом начале первой мировой войны, т. е.. через 10 лет после их
изобретения. Генератор Поульсена мог давать мощности от нескольких
десятков ватт до нескольких сот киловатт. Это был генератор,
открывший в истории передающих радиостанций новую страницу —период
радиостанций незатухающих колебаний1 (рис. 240).
Одновременно с развитием дуговых генераторов были предприняты
попытки решить задачу получения незатухающих колебаний путем
применения машинных генераторов высокой частоты. В 1889—1890 гг., еще
до изобретения радио, Н. Тесла впервые построил генераторы
переменного тока с частотой 5 и 15 кгц. В 900-х годах были созданы и введены
в практику изобретателями Р. Фессенденом, Э. Александерсоном
и Р. Гольдшмидтом, а затем Г. Арко и др. машины высокой частоты
(в основном индукторного типа) (рис. 241).
В 1912 г. русский физик и электротехник В. П. Вологдин создал
и позднее усовершенствовал чрезвычайно удачную, экономичную систему
машин высокой частоты от 6 до 150 кет и даже до 600 кет (в 1930 г.).
При помощи машинВологдина в 20-х годах была осуществлена радиосвязь
Москвы с Нью-Йорком.
Появление дуговых, а затем машинных генераторов для
радиостанций незатухающих колебаний обеспечило возможность перехода от
радиотелеграфа к радиотелефону.
Как известно, принцип телефонной передачи состоит в том, что звуковые
колебания в микрофоне превращаются в электрические с соответствующей
частотой и амплитудой, а затем в мембране телефона происходит обратный
процесс. Однако электрические колебания, получаемые в микрофоне, вначале
1 Усовершенствование Поульсена сводилось к помещению дугового промежутка
в атмосферу богатых водородом паров (спирты, керосин и др.); это повышало скорость
деионизации промежутка. Кроме того, медный анод выполнялся в виде полого
охлаждаемого водой цилиндра, а катод был угольным; это обеспечивало одностороннюю
проводимость дугового промежутка, что повышало устойчивость работы генератора.
Дуговой промежуток помещался в поперечном поле, создаваемом мощным электромагнитом;
в результате ионы дугового разряда как бы сдувались магнитным полем, что приводило
к повышению напряжения в дуговом промежутке и позволяло получить большую
мощность устойчивых высокочастотных колебаний.
494

ft lilt
Рис. 240. Дуговой передатчик
Поульсеяа.
Снизу вверх: двигатель
внутреннего сгорания с динамомашиной,
электрическая дуга в
наполненной парами водорода «коробке»,
телеграфный ключ, вариометр
антенны (катушка самоиндукции,
состоящая из внешней и
внутренней — вращающейся — катушек),
антенна и характер излучаемых
радиоволн.
W
Рис. 241* Машинный
передатчик радиостанции в Науэне
(Германия).
Снизу вверх: мощная машина
высокой частоты с
электродвигателем, динамомашина, телеграфный
ключ, умножители частоты
(специальные трансформаторы для
получения переменного тока
большей частоты), удлинительные
катушки антенны и вариометр,
антенна и характер излучаемых
радиоволн.

могли передаваться только по проводам. Замечательным свойством незатухающих
колебаний, получаемых в новых генераторах, явилось то, что они могли при помощи
специального устройства (модулятора) изменяться (модулироваться) под действием
накладываемых на них микрофонных токов звуковой частоты, а затем передаваться без
проводов, сохраняя характеристики обеих частот. На месте приема колебания опять
преобразуются (детектируются), и выделенные колебания звуковой частоты поступают,
например, в телефон и воспринимаются на слух. Разработка весьма совершенных схем
модуляции после окончания первой мировой войны была связана с применением
электронных ламп в радиопередатчиках.
Рис. 242. Л в де Форест со своими первыми ламповыми
радиоаппаратами.
Огромное значение для развития радиотехники имело появление
замечательного изобретения начала XX в.— электронных ламп.
Создание таких ламп — заслуга целого ряда изобретателей, прежде всего
Т. Эдисона, который работал над ними начиная с 80-х годов XIX в., а также
немецких ученых Ю. Эльстера и Г. Гейтеля и др. Чрезвычайно быстрое
развитие электронных ламп начинается после того, как были выяснены
возможности их использования для нужд радио. С этого времени по
существу и начинается история радиоламп.
В 1904 г. английский инженер Дж. А. Флеминг взял патент на
применение двухэлектродной лампы — диода (названной тогда «термоионным
вентилем») — в качестве детектора радиотелеграфного приемника1.
1 Принцип действия электронных ламп может быть показан на примере этой
простейшей лампы-диода. Лампа представляет собой стеклянный или металлический
запаянный баллон с вакуумом. В баллон введено два электрода — накаливаемый
катод и анод. Если анод зарядить положительно от специальной анодной батареи,
то от катода к аноду пойдет поток электронов. Накал катода необходим для того, чтобы
увеличить выход свободных электронов, идущих к аноду. Если же к аноду приложить
отрицательный потенциал, то поток электричества прекратится.
496

В 1906 г. американец Ли де Форест присоединил к этой лампе третий
электрод-сетку. Таким образом, была получена трехэлектродная лампа
(триод) — основа будущей радиоламповой техники. Эта лампа, названная
изобретателем «аудионом» и запатентованная им в 1907 г., позволила
построить усилители низкой частоты и
использовать ее в приемниках в качестве
чувствительного детектора (рис. 242—243).
В дальнейшем трехэлектродная лампа была
значительно усовершенствована.
Принцип действия трехэлектродной лампы
заключается в следующем. Если подавать на сетку
то положительный, то отрицательный
(относительно катода) потенциал, то между сеткой и катодом
создается электрическое поле, которое будет либо
ускорять, либо тормозить движение электронов от
катода к аноду и тем самым изменять величину
анодного тока. Таким образом, величина анодного тока
будет зависеть не только от накаливания катода и
величины анодного напряжения, как это имело место
в двухэлектродной лампе, но и от потенциала сетки
относительно катода. Так как сетка расположена
значительно ближе к катоду, чем анод, то небольшое
усилие потенциала на ней вызывает значительное
усиление анодного тока.
Появление трехэлектродной лампы
открыло огромные возможности для
применения электронных ламп в приемных и
передающих радиоустановках, знаменуя собой
начало электронного периода радиотехники.
Ламповый генератор незатухающих
колебаний запатентовал в 1913 г. немецкий
физик А. Мейснер. Он предложил связать
индуктивно колебательный контур с цепями
анода и сетки электронной лампы. При
правильном соотношении фаз напряжения на
сетке и на аноде и достаточно сильной связи
цепи сетки с контуром в последнем
возникнут и будут поддерживаться незатухающие
синусоидальные колебания (генератор с
самовозбуждением). Частота этих колебаний
определяется емкостью и индуктивностью
элементов колебательного контура.
Вначале появились простые схемы
ламповых передатчиков, где в качестве
колебательного контура применялась цепь антенны
с ее элементами настройки. Частота
колебаний здесь зависела от емкости антенной
системы. Воздействие ветра, гололеда и т. п.
на антенну приводило к изменению ее
емкости, и это отрицательно сказывалось
на работе станции. Чтобы избежать этих явлений, перешли к сложной
схеме, при которой элементы настройки в цепи антенны индуктивно
связаны с анодным контуром лампового генератора (рис. 244).
Для дальнейшего повышения стабильности частоты ламповых
радиопередатчиков стали применяться схемы с независимым возбуждением.
Генерирование токов стабильной частоты осуществлялось в особом,
задающем генераторе относительно небольшой мощности, который сам
Рис. 243. Простейший
ламповый приемник.
Снизу вверх: конденсатор
переменной емкости, анодная батарея,
телефон, батарея накала, «аудион»
Ли де Фореста, антенная и
детекторная катушка индуктивности,
антенна.
497

работает как генератор с самовозбуждением. Затем мощность колебаний
задающего генератора последовательно усиливалась, и последняя ступень
усиления связывалась через промежуточный
контур с антенной. Переход к ламповым
генераторам взамен дуговых и машинных
ознаменовал новый этап в развитии радиотехники,,
сопровождавшийся внедрением техники
коротких волн.
Если на первом этапе использования для
радиосвязи затухающих колебаний передача
велась в диапазоне средних волн (200—
Зтыс. м), то в дальнейшем ввиду
значительного поглощения энергии этих волн при
их распространении перешли к несколько
большей длине волны. Переход на
незатухающие колебания привел к дальнейшему
удлинению волн, поскольку появившиеся
дуговые, а затем машинные генераторы были
эффективны лишь на длинных волнах —
от 3 тыс. до 20 тыс.—25 тыс. м.
Считалось твердо установленным, что
короткие волны непригодны для дальней
связи, так как на относительно небольших
расстояниях происходило полное
исчезновение радиоприема этих волн. Однако
дальнейшее развитие радиотехники привело
к совершенно иным представлениям о
коротких волнах.
Интересно, что одним из поводов к этому
послужило следующее обстоятельство. После первой
мировой войны в США образовался большой запас
радиоаппаратуры, который был продан
радиолюбителям. При продаже перед ними было поставлено
одно условие — работать на волнах короче 200 м9
чтобы не мешать работе правительственных
радиостанций. И вот на протяжении 1921—1923 гг.
именно радиолюбители доказали возможность
передачи коротких волн на огромные расстояния,
причем в отличие от мощных радиостанций
коротковолновики работали с передатчиками
мощностью в 30 вт и даже меньше (до
нескольких ватт).
При ближайшем рассмотрении проблемы
передач на коротких волнах выяснилось, что
после «зоны молчания», где сигналы на
коротких волнах нельзя было принимать (они
как бы пропадали), эти сигналы дальше уже
делались слышимыми. Объясняя подобные
явления, ученые А. Кеннели в США и О. Хеви-
сайд в Англии еще в 1902 г., исследуя
свойства верхних слоев атмосферы, высказали
предположение о наличии в атмосфере особого сильно ионизированного
слоя, отражающего радиоволны (так называемого «слоя Кеннели —
Хевисайда»). Впоследствии существование отражающего слоя было
экспериментально доказано, а область верхних ионизированных слоев
атмосферы получила название — ионосфера.
таг;
Рас. 244. Схема
радиотелефонного передатчика.
Снизу вверх: конденсатор
переменной емкости, анодная батарея,
микрофон с батареей и
трансформатором, триод, удлинительная
катушка антенны, антенна и
характер излучаемых модулированных
радиоколебаний.
498

Для коротких волн ни дуговые, ни машинные передатчики не были
приспособлены. Для этих целей была пригодна радиолампа. С
применением радиоламп появилась возможность перейти на диапазон волн,
которым пользовался А. С. Попов в своих первых опытах (60—100 и около
200 м), однако применяя уже незатухающие колебания.
Примерно в середине 20-х годов начался новый этап развития
радиотехники— переход к коротким волнам (длиной от 10 м до 80 м), а
затем и к метровым волнам.
Развитие ламповых генераторов
и рост передающих радиостанций
потребовали создания мощных
радиоламп. Впервые такие лампы с
водяным охлаждением были созданы
советским ученым М. Бонч-Бруевичем
в Нижнегородской радиолаборатории
в 1919—1921 гг.
Изобретение радиолампы с
водяным охлаждением было вызвано
прежде всего тем, что в нашей стране в то
время не было целого ряда
дефицитных материалов. Для анодов мощных
радиоламп нужен был молибден или
тантал, а у Бонч-Бруевича были
только легкоплавкие металлы
(никель, алюминий). Для первой мощной
лампы (около 1 кет) Бонч-Бруевич
создал медный анод с водяным
охлаждением. Так было положено начало
созданию генераторных ламп с
водяным охлаждением, что явилось основой
дальнейшего строительства мощных Михаил Александрович
передающих радиостанций. Бонч-Бруевич.
С первыми лампами
Бонч-Бруевича, генерировавшими полезную
мощность в 100, а затем 150 ет, в Советском Союзе и были проведены
первые опыты по радиотелефонии (1920 г.), которые затем привели к
созданию мощной радиостанции им. Коминтерна.
В середине 1923 г. Бонч-Бруевич создал лампу в 25—30 кет,
а к 1925 г. лампу в 100 кет — самую мощную в то время лампу в мире.
Ныне имеются в несколько раз более мощные генераторные лампы — до
1 тыс. кет (разборная конструкция).
Одновременно с развитием ламповых радиостанций шло и
усовершенствование ламповых приемников. В первых ламповых приемниках
на основе генерирующих свойств триода применялся маломощный
ламповый генератор (гетеродин), причем частота его колебаний подбиралась
так, чтобы разность частот принимаемых сигналов и гетеродина после
детектирования воспринималась бы как звуковой тон (метод приема
на биения).
В 1913 г. американский ученый Э. Армстронг изобрел схему
регенеративного приема. В регенеративном приемнике в одной лампе совмещались
функции детектора и усилителя с обратной связью, что обеспечивало
высокую избирательность и чувствительность приема. В это время было
выяснено, что, применив положительную обратную связь между выходом
лампового усилителя и его входом, можно значительно повысить
коэффициент усиления. В 20-х годах регенеративная схема была чрез-
499

вычайно распространена в технике радиоприема. Тогда же появился
и ряд других приемных схем (суперргенеративная, рефлексная, ней-
тродинная). В 1918—1920 гг. в США и Франции была разработана
супергетеродинная схема.
Следует подчеркнуть, однако, что супертетеродины получили
распространение лишь с 30-х годов в связи с общим прогрессом
радиотехники, в частности, внедрением коротких волн и специальных
многоэлектродных радиоламп. По сравнению
с распространенными до того времени
радиоприемными схемами (и
особенно — схемами прямого усиления)
супергетеродин отличался более высокой
чувствительностью, лучшей
избирательностью и повышенной
помехоустойчивостью. Основной схемой
современных радиоприемников является
именно супергетеродинная схема,
позволившая осуществить коренной
перелом в технике радиоприема, что
сказалось, в частности, и на увеличении
производства радиоприемников.
В 1937 г. производство различных
радиоприемников, например в США составило
свыше 7 700 тыс. шт., в 1950—1954 гг. выпуск
радиоприемников ежегодно составлял около
11 — 13 млн. шт. (в 1959 г.— 13,6 млн. шт.).
К началу 1955 г. на земном шаре имелось
до 150 млн. радиоприемников и
трансляционных точек. В 1959 г. радиовещательные
программы принимались более чем 300
миллионами радиоприемных установок (рис. 245).
Эдвин Говард Армстронг. Интересно, что число радиоприемников на
земном шаре превысило ежедневный тираж
газет во всех странах мира. Быстрыми
темпами ведется радиофикация Советского Союза. К началу 1958 г. число радиоприемных
точек у населения в нашей стране возросло по сравнению с довоенным временем
в 5 раз и достигло почти 35 млн., а к началу 1961 г.— свыше 62,5 млн. точек.
С 1920—1922 гг. начинается развитие радиовещания в СССР, США,
Франции, Англии, а вскоре и в некоторых других странах. Помимо
радиовещания спектр радиочастот используется ныне для многих
других целей, все более заполняясь, что вызывает серьезные трудности
в борьбе с помехами и требует жесткого распределения радиочастот для
работы радиостанций различных стран. В последнее 10-летие в широких
масштабах стало применяться радиовещание на ультракоротких волнах
с использованием частотной модуляции, что обеспечивает высокое
качество звучания передач (это относится главным образом к местному
радиовещанию).
В последние годы наряду с расширением применения
радиоэлектроники большие успехи были достигнуты на пути освоения все более
и более коротких радиоволн. Об этом свидетельствует открытие
«дальнего» распространения ультракоротких волн, плодотворные
исследования в области миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов,
разработка новых электронных приборов, изыскание новых принципов
построения генераторов и усилителей. Вместе с тем разрабатываются так
называемые волноводные линии связи — широкополосные каналы связи,
позволяющие осуществлять передачу одновременно десятков и сотен
тысяч телефонных разговоров и сотен телевизионных программ на
500

миллиметровых волнах. Радиоэлектроника позволила создать
конструкции современных быстродействующих вычислительных и
кибернетических машин, а также установить радиосвязь с искусственными
спутниками Земли и космическими кораблями-спутниками.
Одним из интересных моментов развития радиоэлектроники в
последние годы является, например, запись изображения на магнитную ленту.
До последнего времени такая лента использовалась только для записи
звука. Для записи изображения на магнитной ленте широкого диапазона
частот (50—6 500 000 герц) требовалось разрешить ряд сложных
технических задач: создать высококачественные магнитные головки, новые
магнитные ленты и др. Так, в 1960 г. в СССР были разработаны и изготовлены
лабораторные образцы комплектов аппаратуры для записи
телевизионного изображения на магнитной ленте (шириной 70 мм и 50 мм). Эта
аппаратура позволяет записывать изображение, принимаемое по радио или
со съемочной телевизионной камеры и, таким образом, осуществлять
оперативный обмен программами между телецентрами страны.
В советской системе записи изображения на магнитной ленте
применена запись видеосигналов (сигналов изображения) на широкую
магнитную ленту. При своем движении магнитная лента соприкасается с
четырьмя видеоголовками, вращающимися на диске, головкой стирания
записанного сигнала с краев ленты, головкой записи управляющих сигналов и
головкой записи звукового сопровождения.
Записанное изображение воспроизводится этимиже магнитными
головками, причем скорость ленты при воспроизведении равна скорости,
имевшей место при записи.
Таким образом, широкое внедрение радиоэлектронных методов во
все области науки, техники, народного хозяйства и бурный рост
радиоэлектронной промышленности означает начало нового периода в развитии
техники — периода радиоэлектроники1. Именно в эти годы широко
развились радиолокация, а затем и телевидение.
Радиолокация. Ультразвук и его применение
Важнейшей областью применения радио является радиолокация,
т. е. определение при помощи радиоволн местонахождения невидимой
цели (а также скорости подвияшого объекта). Хотя впервые радиолокация
появилась еще в довоенные годы, однако широкое распространение и
дальнейшее развитие она получила во время второй мировой войны, и особенно
в послевоенные годы.
В период войны в радиопередающей технике произошел
определенный перелом, характеризующийся быстрым развитием импульсного
метода генерирования радиоволн. Современная радиолокация есть детище
импульсного метода.
1 В Советском Союзе за 10 лет, с 1948 по 1957 г., производство радиоэлектронной
аппаратуры увеличилось почти в 18 раз. Высокие темпы развития
радиопромышленности особенно показательны, если учесть, что объем промышленного производства
в СССР за эти же годы возрос более чем в 4 раза. Электронное приборостроение стало
одной из наиболее быстро растущих отраслей промышленности в США. По объему
продукции оно занимает пятое место среди других отраслей промьппленности. Годовой
выпуск ее продукции оценивается в 11,5 млрд. долл. (в 1946 г.—2 млрд. долл.).
На 4200 предприятиях электронного машиностроения занято 1,5 млн. рабочих и
служащих. Например, одна из крупнейших компаний США по производству
электронных приборов — «Радиокорпорейшн оф Америка» продает в год электронных
приборов на сумму 725 млн. долл.
501

В радиолокационной установке передатчик обычно работает не непрерывно, а в
течение очень коротких промежутков времени (импульсами), сопровождаемых
сравнительно длительными паузами между радиолокационными сигналами. Работая на
ультракоротких волнах, радиолокационная станция посылает импульсы радиоволя узким,
остронаправленным пучком. Станция обычно работает методом кругового обзора, при
котором антенна, дающая узкий пучок лучей, вращается вокруг своей оси, «облучая»
всю наблюдаемую местность. Отраженные от облучаемых объектов сигналы
воспроизводятся на экране электронно-лучевой трубки индикатора станции, при этом
имеется возможность определить расстояние до данного объекта. Этот наиболее
распространенный в радиолокации метод, называется радиоэхо.
Факт задержки радиоволн отдельными объектами установил еще
в 1897 г. А. С. Попов, когда прохождение одного корабля между двумя
другими кораблями нарушило радиотелеграфную связь между ними
вследствие отражения радиоволн от металлического корпуса корабля.
В 1922 г. американские ученые А. Тейлор и Н. Юнг повторили опыты
Попова. В 1925 г. в США были использованы посылки импульсов
радиоволн для определения высоты ионизированного слоя. С середины
20-х годов и позднее, рядом ученых во многих странах, в том числе и
советскими учеными (Б. А. Введенским и др.), велись исследования по
изучению характера распространения ультракоротких волн над земной
поверхностью.
Для теоретической разработки основ радиолокационной техники
важнейшее значение имели исследования советских ученых Л. И.
Мандельштама и Н. Д. Папалекси по разработке радиотехнических методов
измерения расстояний. В 1930 г. они впервые предложили
радиоинтерференционный метод измерения расстояний. При помощи радиоволн,
длина которых точно известна, определялось число волн,
«укладывающихся» на данной дистанции (излучаемых в одном ее конце и
отраженных от другого конца). Методы такого же рода были положены затем
и в основу фазовых радионавигационных систем, нашедших широкое
применение в морской и воздушной навигации, а так же в геодезии.
Таков, например, радиодальномер, позволяющий с большой точностью
измерять расстояния длиной до нескольких сотен километров.
Реализация идеи радиолокации потребовала решения ряда научно-
технических проблем, в частности, было необходимо создать генераторы
ультракоротких волн и чувствительные приемники очень слабых
отраженных от объекта сигналов. В 1934—1935 гг. английским ученым,
исследователем ионосферы Р. Уотсоном-Уаттом были начаты работы по
обнаружению движущихся целей, а также определению расстояния до них
методом «радиоэхо». Эти исследования привели вскоре к созданию первых
в Англии образцов радиолокационной аппаратуры. В СССР работа
по созданию радиолокаторов началась в 1935 г. Позже аналогичные
исследования развернулись и в США. С 1935—1936 гг. на восточном
побережье Англии стали создаваться радиолокационные станции,
позволявшие засекать самолеты на расстоянии до 75 миль, а в 1939 г. здесь была
уже построена почти сплошная цепь радарных станций. Таким образом,
уже в начале второй мировой войны в Англии появились первые наземные
радиолокационные станции, предназначавшиеся для обнаружения
вражеских самолетов и кораблей. С этого времени радиолокационные
установки стали играть все большую роль в военных операциях. Специальные
типы радиолокационных станций начинают применяться для «перехвата»
самолетов противника, для управления огнем артиллерийских установок
и т. д.1 Появляются радиолокаторы, предупреждающие экипаж самолета
1 Интересно, что в конце войны (1945 г.) в Англии использовали средства
радиолокации (длина волны — 4 м) для обнаружения немецких ракетных снарядов «ФАУ-2».
502

о приближении вражеских самолетов сзади или снизу (в так
называемом «мертвом секторе»).
Радиолокационные станции обнаружения для быстрого и точного опознавания
кораблей или самолетов снабжались устройствами, работающими по принципу
«запросчика» и «ответчика» (такой метод предполагает посылку «запросного»
радиосигнала в направлении объекта и приема «ответного» сигнала, автоматически
излучаемого передатчиком объекта). Вместе с тем начинает развиваться и «противора-
диолокация» для обнаружения радиолокационных станций противника, для создания
помех в их работе.
Радиолокация с большим успехом используется в гражданской
авиации, в морском и речном флоте, для осуществления слепых полетов на
дальние и ближние расстояния, слепой посадки на аэродром, для
измерения расстояний до наземных ориентиров, управления движением
самолета в районе аэропорта, увеличения безопасности кораблевождения
по рекам и морям и т. п. Однако современные радиолокационные установки
используются в капиталистических странах главным образом в военных
целях. В США создана огромная сеть радиолокационных (наземных и
морских) станций.
Сначала в радиолокации использовались метровые и дециметровые
волны, а затем стали переходить к сантиметровым волнам, которым
соответствует спектр частот от 30 тыс. до 3 тыс. мггц. Малая длина этих
волн, являющихся частью диапазона ультракоротких волн, позволила
создать сравнительно небольшие по размерам радиолокационные антенны,
имеющие ширину диаграммы направленности в несколько градусов и даже
долей градуса. Это позволило, в частности, обеспечить большую
помехоустойчивость станции. Для этого используются специальные антенны
€ параболическим рефлектором, а также рупорные, щелевые, линзовые
антенны.
Вследствие непригодности обычных радиоламп с электростатическим
управлением для генерации и приема сантиметровых (и
миллиметровых) волн появилась необходимость создания принципиально новых
электронных приборов. К началу 40-х годов для генерирования больших
мощностей был создан новый тип генератора сверхвысокочастотных
колебаний сантиметрового диапазона, рассчитанного на импульсный режим
работы — магнетрон, а также менее мощный генератор — клистрон. Эти
приборы с годами продолжали совершенствоваться. После 1945 г. для
усиления сантиметровых волн все больше начинают применяться так
называемые электронно-волновые приборы — лампы с бегущей волной.
Радиолокация стимулировала развитие импульсной техники, освоение
весьма коротких радиоволн и специальных антенных устройств
остронаправленного действия.
Достижения радиолокационной техники способствовали быстрому
развитию телевизионной техники. В частности, это относится к
цветному телевидению, использующему дециметровый участок
ультракоротких волн.
Методы радиолокации оказались чрезвычайно плодотворными для
развития новой науки — радиоастрономии, интенсивное проникновение
которой в тайны космоса началось после второй мировой войны, хотя еще
в довоенное время удалось зарегистрировать отражения радиоволн от
Луны и обнаружить радиоизлучение Солнца. Уже в 1945—1946 гг. в США
и Венгрии были проведены опыты локации Луны. С помощью мощного
передатчика на Луну был направлен сигнал радиолокатора, а
приблизительно через 3 сек. отраженный сигнал вернулся на Землю. Расстояние
до Луны, измеренное методом радиоэхо, согласуется с данными других
способов измерений.
503

Для периода становления радиоастрономии интересен следующий случай. В
начале второй мировой войны на восточном и южном побережье Англии располагалась
цепь радиолокационных станций, предназначавшихся для обнаружения немецких
бомбардировщиков, налетавших на страну с востока со стороны моря (дальность
обнаружения самолетов не превышала 200—250 км). В процессе их работы было замечено?
что если бомбардировщики летели низко над водой в утренние часы, то
радиолокационные станции не могли их обнаружить: экраны радаров были покрыты
беспорядочными сигналами помех. И только в результате длительных исследований выяснилось,
что в этих случаях обнаружению самолетов мешали мощные радиопомехи от Солнца,
которое оказалось источником радиоизлучения.
После войны началось интенсивное исследование радиоизлучения
Солнца и Луны. Ученые начали записывать сигналы из Космоса на
пленку, изучать и обрабатывать их. Радиоастрономия в результате
применения радиолокационной аппаратуры получила возможность развития на
основе имеющихся в ней достижений, в частности в области антенных
устройств. Ныне существуют огромные антенные устройства
(радиотелескопы) с диаметром зеркал до 75 м для приема малоинтенсивных пучков
электромагнитных волн от звезд на расстояния порядка 30 млрд.
световых лет. Радиотелескопы-гиганты имеются в СССР, Англии, США.
В 1961 г. в Пуэрто-Рико закончилось сооружение крупнейшего
радиотелескопа со сферическим зеркалом диаметром в 300 м. Эта
установка, разработанная учеными в США, в состоянии обнаружить
предмет с поперечником в 1 м на расстоянии 22 тыс. миль, она может
производить локацию Луны, Солнца, принимать радиоизлучения из
Космоса.
В феврале 1958 г. в США были проведены опыты посылки
радиолокационного сигнала на Венеру и фиксирования отраженного от нее
сигнала. Отраженный сигнал почти через две с половиной минуты достиг
огромной радиолокационной антенны, с которой связана электронная
счетно-решающая машина «ИБМ-704» и специальный усилитель,
помогающий «отсеять» отраженный сигнал от других шумов в Космосе.
Этот сигнал оказался примерно в 10 раз слабее отраженных сигналов с
Луны. В 1959 г. в Англии и США проводились опыты по использованию
Луны как звена в радиорелейной связи на Земле на ультракоротких
волнах.
В мае 1961 г. в СССР советские ученые провели радиолокацию
Венеры для уточнения размеров солнечной системы, исследования
физических свойств поверхности планеты и др.
Говоря о радиолокации как о методе обнаружения и определения
местонахождения объектов в воздухе, на суше и на воде посредством
радиоволн, следует отметить, что возможность их использования для
осуществления подводной связи, пеленгации и локации исключается из-за
их поглощения в воде. Единственным типом сигнала, пригодным для
этой цели, является ультразвук. Электромагнитные волны, включая
и световые, не расцространяются в воде вследствие ее
электропроводности на сколько-нибудь значительные расстояния и поэтому звук стал
единственным средством связи под водой. Отсюда понятно большое
развитие гидроакустики как отрасли военной и навигационной техники.
Наиболее интересным случаем применения гидроакустики являются
гидроакустические локаторы, или гидролокаторы.
Использование ультразвука как бы дополняет средства
радиолокации. С другой стороны, радиоэлектронные приборы играют в технике
ультразвука существенную роль. Они решают в большинстве случаев
задачу выработки высокочастотной энергии для возбуждения
механических колебаний в ультразвуковых источниках излучения и
незаменимы для усиления и регистрации слабых высокочастотных колебаний,
504

получаемых в приемных устройствах. Ультразвуковые колебания в на
стоящее время нашли себе широкое применение во многих отраслях
народного хозяйства, а так же в научных исследованиях.
Ультразвук — это механические колебания, распространяющиеся
в упругой среде с частотой, лежащей за верхним пределом слышимости
человеческого уха, т. е. более 20 кгц. Сейчас имеется техническая
возможность получать миллиарды колебаний в секунду1.
Ультразвуковая техника получила широкое применение в
гидролокации, в ультразвуковой дефектоскопии, в измерительной технике.
Разработка технического применения ультразвуковых колебаний
началась во Франции в годы первой мировой войны. Французский
ученый Поль Ланжевен разработал
методы использования
ультразвуковых колебаний для чисто
технических вопросов — подводной
сигнализации, обнаружения
различных объектов в воде, для измерения
глубин моря. В России в 1912 —
1913 гг. инженер К. Шиловский
предложил использовать
ультразвук для обнаружения плавающих
льдин, а в 1916 г. в Париже он
совместно с П. Ланжевеном
добился положительных результатов в
использовании ультразвука для
обнаружения подводных лодок.
Впоследствии гидролокация была
принята на вооружение морских
флотов многих стран.
Ультразвуковые глубомеры —
гидролокаторы, или эхолоты, — открыли новый
этап в мореплавании и изучении морского дна. Гидролокатор работает
путем посылки коротких направленных звуковых импульсов и измерения
интервала времени между посылкой и возвращением импульса. Вместе
с тем ультразвук используется, например, и для обнаружения косяков
рыб (с помощью так называемого рыболокатора; рис. 246).
Для излучения и приема ультразвуковых импульсов
используются и пьезоэлектрические излучатели и приемники. Они работают
на основе пьезоэлектрического эффекта (открытого в кварце в 1880 г.
французскими учеными братьями Пьером и Полем Кюри) и
преобразовывают соответственно электрическую энергию в звуковую и наоборот.
Генерирование ультразвуков обычно производится при помощи
лампового генератора.
В науке и в промышленности ультразвук применяется для
выявления дефектов в материалах и изделиях, для изучения внутреннего их
Рис. 245—246. Рыболокатор («гидрофон»).
1 В «вязи с развитием техники ультразвука было обращено внимание на такие
любопытные факты. Еще свыше 150 лет назад было замечено, что южноамериканская
ночная птица гвачаро имеет специфический резкий голос. Известно также, что летучие
мыши, летая в темноте, избегают препятствий, не видя их. Наблюдения показали,
что гвачаро, обитающая только в темных пещерах, пользуется своим криком как
звуколокатором для обнаружения препятствия. Летучие мыши посылают
кратковременные импульсы очень высоких звуков, неслышимых человеком, ловят эхо и
огибают встреченные препятствия. Неслышимые нами звуки издают и ряд других птиц,
животных, насекомых. Все это — примеры использования импульсной звукометрии
в животном мире
505

строения. Ультразвуковая дефектоскопия использует явление
отражения звука от поверхности раздела двух сред. Контроль за качеством
изделий производится при помощи регистрирующих электронных
приборов, в частности катодного осциллографа.
Ультразвуковой метод дефектоскопии позволяет обнаруживать в
изделиях несложной формы нарушения однородности, определяя их размеры
и положение на глубине от нескольких миллиметров до нескольких метров.
Подбирая соответствующую частоту ультразвука и интенсивность, можно
просвечивать металлы на глубину до 10 м и
обнаруживать в них дефекты размером в доли
миллиметра.
Впервые ультразвуковой метод
дефектоскопии был разработан в 1928—1929 гг. советским
физиком С. Я. Соколовым, создавшим затем
различные конструкции ультразвуковых
дефектоскопов, а также ультразвуковой микроскоп,
позволяющий видеть предметы в толще
сплошной непрозрачной среды — в металле, горной
породе и т. п.
Импульсный ультразвуковой эходефектоскоп
обнаруживает в глубине изделия дефект по наличию эха,
отраженного от него. Принцип применения
ультразвука в таком дефектоскопе в некоторой мере
аналогичен принципу применения электромагнитных волн
в радиолокационных установках, а также
ультразвука в эхолоте. На экране дефектоскопа
прочерчивается горизонтальная линия с вертикальными выбросами
(пиками) эхосигналов от внутренних дефектов. Очень
эффективно, например, применение дефектоскопа,
смонтированного на передвигаемой по железнодорожному
Рис. 247. Схема ультра- полотну тележке, для обнаружения дефектов в стыко-
звукового паяльника: вых частях рельсов.
1 — магнитострикционный виб-
нГя° VapT^p™ -°об?Дка В последнее время ультразвуковые приборы
нагрева, 4 — жидкий припой, получают все большее применение. В промыш-
I - п^енкаЩоТиНсие aSS; ленности, например, применяется ультразвуко-
7 — алюминий. вая пайка и лужение алюминия и его сплавов,
а также нержавеющей стали. Стержню
паяльника при этом сообщаются ультразвуковые колебания,
возбуждаемые так называемым магнитострикционным вибратором,
непосредственно соприкасающимся с задней стороной паяльника (рис. 247). (В ма-
гнитострикционных, как и в пьезоэлектрических устройствах, под
воздействием переменных магнитного или электрического полей
возникают механические колебания). Вибратор паяльника состоит из
ферромагнитного стержня и окружающей его обмотки, по которой течет
высокочастотный переменный ток. Попадая в жидкий припой, ультразвуковые
колебания создают кавитационные пузырьки, которые при своем
захлопывании срывают оксидную пленку (последняя при обычной пайке
алюминия мешает процессу пайки). При этом удаляются и всякого рода
загрязнения, слои жира и т. п. В настоящее время созданы
ультразвуковые очистительные установки в виде полностью
автоматизированного агрегата, работающего с высокочастотным ультразвуковым
генератором. Их можно использовать для удаления таких
загрязнений, как шлифовальная муть, составы для притирки клапанов, масла
и др.
Интересен ультразвуковой способ очистки и шлифовки деталей в
растворителе или жидкости со взвешенными в ней частицами абразивов.
506

Здесь принцип обработки деталей основан на высокой скорости износа
материалов. При облучении жидкости ультразвуком частицы абразивов
приходят в колебательное движение и шлифуют детали, а потоки жидкости
растворяют поверхностные загрязнения.
Ультразвук применяется для резки и сверления металла и
некоторых других материалов, для заточки резцов из сверхтвердых сплавов
и др. Созданы аппараты, которые с помощью ультразвука могут
производить сверление, резание, шлифование. Ими можно обрабатывать
некоторые металлы, стекло, керамику и другие твердые и хрупкие материалы,
а также получать отверстия сложной конфигурации.
Несколько лет назад в США был создан станок мощностью в 500 вт
для ультразвуковой обработки стекла, керамики, закаленной стали, твердых
сплавов и т. ±[. Инструмент станка имеет амплитуду колебаний 0,05 мм при частоте до
25 тыс. герц.
В 1957 г. появились сообщения, что ультразвук стали применять при
гальванических покрытиях и сварочных процессах (электродуговая сварка, точечная
электросварка, холодная сварка).
В 1957 г. в нашей стране была создана экспериментальная установка для
ультразвуковой обработки стекла. Она состоит из генератора высокой частоты,
ультразвукового вибратора и станка. Обработка стекла ведется при помощи порошкообразного
абразива. Вибратор производит вертикальные колебания с частотой до 30 тыс. герц.
Несколько лет назад в Советском Союзе, США, Англии, Франции
и некоторых других странах было налажено серийное изготовление
ультразвуковых установок. Для механической обработки изделий применяются
в основном ультразвуковые установки с магнитострикционными
преобразователями, работающими при частоте 16—30 тыс. герц. В целом ряде
установок (например, при удалении накипи со стенок паровых котлов)
для получения ультразвуковых колебаний применяются
пьезоэлектрические преобразователи из титаната бария, создающие большие звуковые
поля. Особенности и свойства этого материала были установлены советским
ученым Б. М. Вулом в 1944—1945 гг. Высокие пьезоэлектрические
свойства излучатели из титаната бария приобретают после воздействия на него
постоянного электрического поля. Ныне применение в ультразвуковых
установках так называемой пьезокерамики из титаната бария в качестве
электромеханических преобразователей (излучателей) приобрело большое
практическое значение. Следует отметить, что керамические пьезоэлементы
можно изготовлять любой формы и размеров, что позволяет фокусировать
излучаемую энергию механических колебаний в небольшом объеме.
Поэтому они успешно применяются, например, в ультразвуковом
дефектоскопе.
Воздействием ультразвука на некоторые химические вещества можно
добиться ускорения реакции и даже управлять ходом различных
реакций (например, временем полимеризации таких высокомолекулярных
соединений, как пластмассы). Ультразвук начал использоваться в
биологии, например, для стерилизации пищевых продуктов, а также в
медицине — для лечения некоторых болезней.
Особый интерес представляет ультразвуковой микроскоп. Когда
оказываются бессильными оптический и электронный микроскопы,
приходит на помощь большая проникающая способность ультразвуковых
«лучей». Ультразвуковые колебания высокой частоты могут
распространяться, как и световые лучи, в виде направленных пучков, подчиняясь
законам геометрической оптики. В Советском Союзе были разработаны
методы так называемой «звуковой оптики».
Возможности ультразвуковой техники велики. Это объясняет
интерес к ультразвуковой технике во многих странах, что, в частности,
507

показал происходивший в 1956 г. в США Второй международный
акустический съезд. Большой интерес на съезде вызвали доклады,
американского ученого В. Рота о перспективах ультразвуковой
дефектоскопии, английского ученого Д. Лемба — о теории
распространения ультразвука, итальянского ученого П. Бордони — о
распространении ультразвука в твердых телах, французского ученого В. Гавре —
о пневматическом генераторе мощных ультразвуков и др. В 1957 г. в
нашей стране состоялась Всесоюзная конференция с целью обобщения
имеющегося опыта применения ультразвука в промышленности. В сентябре
1959 г. в Штутгарте проходил Международный акустический конгресс,
на котором, в частности, освещались проблемы развития ультразвука.
Особое внимание в последние годы уделялось применению ультразвука
для нахождения дефектов в металлах и других материалах, для сушки
дерева, в медицине.
Развитие телевидения
Телевидение основано на следующем принципе. В телецентре
передаваемое изображение проектируется объективом на светочувствительную
пластинку в специальной электронно-лучевой трубке. Эта пластинка
состоит из мелких, изолированных друг от друга фотоячеек (фотоэлементов),
в которых при различной их освещенности возникают электрические
заряды различной силы. Электронный луч, выходящий из хвостовой части
электронно-лучевой трубки, с большой скоростью и в определенной
последовательности обегает все фотоячейки и снимает возникающие там
заряды, превращая их в импульсы различной силы. Эти импульсы,
усиленные и соответственно обработанные, передаются как
видеосигналы и принимаются в телевизионном приемнике. Важнейшей частью
этого приемника является приемная телевизионная трубка, имеющая
флюоресцирующий экран, покрытый специальным веществом —
люминофором.
Электронный луч в трубке, действуя синхронно с передающей станцией,
с определенной скоростью обегает экран. Скорость движения электронного
луча по экрану новейших телевизоров достигает почти 30 тыс. км/час,
что равно скорости движения по орбите искусственного спутника Земли.
Различная сила принимаемых сигналов вызывает в каждой точке
приемного экрана различную силу свечения состава. Это и дает при быстрой
смене кадров изображение, которое проектируется на экран.
Телевизионное вещание можно рассматривать как высшую форму радиовещания,
соединяющее в себе одновременно передачу по радио звука и
изображения.
Идея передачи неподвижных изображений по проводам
электрической линии связи была высказана еще в середине прошлого века, вскоре
после того, как был изобретен электромагнитный телеграф. В 1875 г.
в США была предложена система одновременной передачи изображения
по отдельным точкам электрическими сигналами по телеграфным
проводам, основанная на использовании селеновых фотоэлементов. Однако
подобные устР°йства были чрезвычайно громоздкими из-за большого
количества соединительных проводов и поэтому практического
применения не получили.
Первое усовершенствование в области передачи изображения на
расстояние разработал в 1878 г. французский ученый Де Пайва. Он
предложил поочередную передачу по одной паре проводов электрических
импульсов, интенсивность которых соответствует степени освещенности
508

отдельного фотоэлемента «трубки». Однако технические средства того
времени не позволяли осуществить эту идею на практике.
В истории развития телевидения особенно важным было изобретение
так называемого «электрического телескопа», предложенного в 1884 г.
немецким изобретателем П. И. Нипковым. Изобретение Нипкова
положило начало разработке принципа
механического разложения (развертки)
изображения на элементы
(механическое телевидение). У Нипкова для
развертки применялся непрозрачный
вращающийся диск со спирально
расположенными отверстиями малого диаметра.
Каждое отверстие пропускало свет
поочередно от отдельных элементов
изображения, и при вращении диска отверстия, как бы
прочеркивали строчку, т. е. за полный оборот
диска передавался один кадр. Световые
сигналы, поступающие через отверстия и
передающие разную силу освещенности изображения
с помощью селенового фотоэлемента,
превращались в электрические импульсы
(видеосигналы) и передавались по проводам. И а
приемной станции они преобразовывались в
световые сигналы с помощью плоской
неоновой лампы, благодаря быстрому изменению
яркости ее свечения (в зависимости от
изменения подводимого к электродам лампы
напряжения сигнала). И, наконец при помощи
аналогичного диска, вращающегося
синхронно, воспроизводилось изображение (порядка
2X3 см). Понятно, что правильное изобра- Борис Львович Розинг.
жение получалось лишь тогда, когда диски
передатчика и приемника вращались строго
синхронно, чего достигнуть в то время было очень трудно. Установление
необходимости синхронизации передающего и приемного устройства явилось очередным этапом
развития телевизионных систем. Это позволило в последующем обходиться одним
каналом связи между передатчиком и приемником.
Этот период развития телевидения сменился после окончания первой
мировой войны периодом механического телевидения, длившимся
приблизительно до середины 30-х годов.
Возможности для разрешения проблемы телевидения на основе
механических систем, и прежде всего при помощи диска Нипкова,
появились лишь в 20-х годах на основе использования ламповых усилителей
и передатчиков. В 1925—1926 гг. многочисленные попытки в этом
направлении были успешно осуществлены на практике Дж. Л. Бэрдом
в Англии и Н. Ф. Дженкинсом в США. Аналогичные работы в области
телевидения стали проводиться в то же время и в нашей стране А. А.
Чернышевым, а также во Франции и Германии. Эти исследования
продолжались до середины 30-х годов, когда на основе применения электронных
систем телевидение получило новое направление развития.
Еще в 1907 г. русским ученым Б. Л. Розингом было предложено
для воспроизведения телевизионных изображений использовать
электронно-лучевую трубку, известную тогда как катодную трубку Брауна1.
1 Названную так по имени немецкого физика К. Ф. Брауна, который изобрел
ее в 1897 г. В 1903—1905 гг., работая над усовершенствованием этой трубки, немецкий
физик А. Р. Веяельт предложил, в частности, получать электронный луч в трубке
от накаливаемого оксидного катода, что повышало ее чувствительность и открывало
возможности применения трубок с глубоким вакуумом.
509

Б. Л. Розинг использовал механическую систему развертки для передачи
изображения, а электронную — для его приема, а также впервые
применил вместо селеновых щелочные фотоэлементы с внешним фотоэффектом.
Сигналы от фотоэлемента подавались на пластины конденсатора, между
которыми проходил электронный пучок, что вместе со специальной
диафрагмой с отверстием
позволяло осуществлять управление
яркостью свечения экрана
(рис. 248). Вскоре Розингом был
предложен новый метод
модуляции интенсивности электронного
луча приемной трубки, а в
конечном счете и яркости
светового пятна на экране трубки.
Создав действующую модель
телевизора с единственной
лампой — приемной
электроннолучевой трубкой, — он в мае
1911 г. получил простейшее
изображение в виде 3—4-х
параллельных линий, осуществив, по
его терминологии, «катодную
телескопию».
Современные
электроннолучевые трубки — результат
работ многих изобретателей.
Сначала — в 10—20-х годах —
эти трубки имели серьезные
недостатки, например, в
конструкции фотокатода; не было
еще устройств для усиления
импульсов, поскольку
электронные лампы были еще крайне
несовершенны. Однако уже в
начале 20-х годов
высказываются идеи об использовании
радио для передачи
изображений без проводов: проводятся
первые опытные телепередачи на
большие расстояния, возникает
и само слово «телевидение».
К 30-м годам XX в. в
результате больших достижений в
усовершенствовании ламповых усилителей, фотоэлементов и вакуумной
техники положение изменилось. Внимание к электронно-лучевым
трубкам возросло, и в начале 30-х годов они в телевизионных приемных
устройствах вытеснили механические системы с диском Нипкова. С
начала 30-х годов начался период становления электрического телевидения,
который продолжался до конца второй мировой войны.
Развивая принцип работы приемной трубки, использованной Б.
Розингом, В. К. Зворыкин в 1929 г. в США создал приемную трубку с
электростатической фокусировкой, названную им кинескопом. Вскоре В.
Зворыкин усовершенствовал конструкцию кинескопа. Аналогичные
исследования велись и в Советском Союзе. К концу 30-х годов в СССР были
созданы приемные трубки с магнитной фокусировкой и магнитным откло-
Рис. 248.
Схема телевизионной
Б. Розинга:
системы
I — зеркальные грани барабанов с катушками
синхронизации 2,3 — линза, 4 — экран с отверстием,
5 — фотоэлемент, 6 — батарея, 7 — пластины
конденсатора, 8 — катод, 9 — электронно-лучевая
трубка с экраном, ю — электромагниты
отклонения электронного пучка, 11—диафрагма с
отверстием.
510

нением пучка электронов. В современных кинескопах обычно
используется электромагнитная система управления лучом.
Во всех передающих телевизионных трубках современных типов
элементы оптического изображения поочередно преобразуются
посредством фотоэффекта в электрические сигналы. Первую, еще несовершенную,
передающую телевизионную трубку, основанную на этих принципах,
предложил в 1923 г. В. К. Зворыкин. Передача изображения в трубке
была основана на разложении изображения, проектируемого на
многоэлементный (мозаичный) фотокатод электронным лучом. Однако из-за
сложности и несовершенства многоэлементного фотокатода эта трубка
не получила применения. В 1928 г. в США была создана передающая
трубка имэдж-диссектор, также обладавшая рядом крупных
недостатков.
Более совершенными явились телевизионные трубки, в которых
использовался эффект накопления зарядов (в частности, иконоскоп).
Именно разработка работоспособной конструкции трубки с накоплением
электрических зарядов явилась поворотным пунктом в развитии
телевидения.
Идея трубки с емкостным накоплением заряда была предложена
в 1930 г. советским физиком А. П. Константиновым и В. К. Зворыкиным.
В 1931—1932 гг. советским ученым С. И. Китаевым было разработано
устройство передающей электронно-лучевой трубки с мозаичным
фотокатодом и переносом электронного изображения быстрыми
электронами. Одновременно В. К. ЗвЬрыкин создает такую трубку и в США,
где она была с успехом применена и получила название иконоскоп.
По принципу действия и конструкции мозаичного фотокатода трубки
Китаева и Зворыкина не отличались друг от друга. В 1933 г.
инженер А. В. Москвин создает первый в Советском Союзе практически
годный иконоскоп.
Иконоскоп — передающая телевизионная трубка с односторонней мозаикой
и вторичной электронной эмиссией1. Главной частью иконоскопа является мозаика,
мозаичный фотокатод, т. е. пластинка слюды, покрытая с одной стороны большим
количеством (несколько миллионов) зерен серебра (элементарных миниатюрных катодов)
с нанесенным на них цезием, а с другой стороны — слоем металла (сигнальная
пластинка), имеющего электрическую емкость по отношению к зернам серебра, за счет которой
и происходит накопление заряда. Мозаика со стороны фотокатодов подвергается
развертке электронным лучом. Возникающие с обратной стороны мозаики электрические
импульсы разной силы (переменный ток, представляющий собой сигнал изображения
и протекающий по замкнутой цепи на участке мозаика—нагрузка—мозаика)
усиливаются и передаются на принимающую станцию.
Иконоскоп явился первой передающей трубкой, позволившей
практически разрешить задачу получения телевизионного изображения
довольно большой четкости. Появление иконоскопа открыло новый,
современный этап в развитии телевидения. Однако иконоскоп имел ряд
серьезных недостатков. Дело в том, что электронный луч, ударяя в
мозаику с большой скоростью, выбивает из нее вторичные электроны, которые
падают на мозаику и частично нейтрализует ее элементы, что снижает
рабочую чувствительность трубки. Кроме того, между мозаикой и
коллектором создается тормозящее поле, отталкивающее многие вторичные
электроны обратно на мозаику, причем часть их падает на соседние элементы
мозаики. В результате из-за такого случайного распределения зарядов
на изображении появляются темные или светлые пятна. Недостаточно
1 Вторичная электронная эмиссия — это выход потока вторичных электронов
в результате бомбардировки материала первичными электронами. На этом явлении
оеяоваяы фотоумножители, о которых рассказывается в разделе электроники.
511

четким (резким) в иконоскопе - было и изображение. Поэтому в разных
странах усиленно работали над тем, чтобы устранить эти недостатки.
В 1933 г. советскими учеными П. В. Тимофеевым и П. В. Шмаковым
была создана новая конструкция передающей трубки. В этой трубке,
названной по принципу своего действия иконоскопом с переносом
изображения (известную теперь как супериконоскоп), имелись два отдельных
электрода — фотокатод и мозаичная мишень. Оптическое изображение
проецировалось не на мозаику, а на полупрозрачный сплошной
фотокатод с последующим переносом электронного изображения на мозаику,
которая подвергалась развертке электронным лучом. За счет
вторичной эмиссии достигалось усиление электронного изображения, что
позволило улучшить качество изображения. Чувствительность супериконоскопа
примерно в 10 раз выше чувствительности иконоскопа.
Важным событием в развитии телевизионной передающей трубки
было изобретение инженерами А. Розе и X. Ямсем в США в 1939 г. так
называемого ортикона, в котором электроны в развертывающем луче
обладают малой скоростью, благодаря чему вторичная эмиссия
электронов из мозаики в значительной мере устраняется. (Впоследствии были
устранены и такие отрицательные явления, характерные для обычного
иконоскопа, как наличие вредных сигналов, приводящих к образованию
ионного пятна.) Высокая чувствительность этой трубки обеспечивалась
за счет полного использования фотоэмиссии, причем имелась возможность
отбора всех освободившихся с мозаики вторичных электронов.
В 1943 г. американскими инженерами А. Розе, П. Веймером и X. Лоу
была создана трубка, названная суперортиконом, в которой были
объединены положительные элементы супериконоскопа и ортикона. Во время
войны эта трубка применялась для военных целей, а затем в 1946 г. нашла
применение в телевидении. В конструкции этой весьма сложной по
устройству трубке воплощена идея советского ученого Г. В. Брауде —
применение двухсторонней емкостной мишени (мозаики). Эта идея была
разработана Брауде в 1938—1939 гг. В суперортиконе достигается
разделение областей заряда и разряда мозаики, перенос электронного
изображения, а также усиление сигнала изображения электронным
умножителем. Эта трубка является наиболее чувствительной современной
передающей телевизионной трубкой. Чувствительность суперортикона
более чем в 1 тыс. раз превосходит чувствительность ортикона. Появление
суперортикона сделало возможным в послевоенные годы передачу
хорошего изображения не только из специально оборудованных и хорошо
освещенных студий, но и из театров, со спортивных площадок и т. п.
объектов.
Все передающие трубки основаны на внешнем фотоэффекте. Следует
отметить предложенную в 1925—1926 гг. советским ученым А. А.
Чернышевым идею трубки с использованием внутреннего фотоэффекта. Эта
трубка была впервые создана в 1950 г. под названием «видикон» (трубка
с фотосопротивлением). В ней были использованы свойства
полупроводников, обладающих внутренним фотоэффектом, как, например, селен.
Повышенная инерционность видикона затрудняет передачу движущихся
объектов при малом освещении. Эта трубка применяется главным образом
в камерах цветного телевидения, при передаче кинофильмов и т. п.
После второй мировой войны начался современный этап развития
телевидения, когда в основу техники передачи изображения была
положена электроника. Телевидение является очень быстро развивающейся
отраслью современной техники, причем характерно быстрое развитие
этой отрасли в наиболее передовых в научно-техническом отношении
странах, прежде всего в Советском Союзе, США, Франции, Англии.
512

В самом начале телевизионного вещания-в 1940—1941 гг. система
телевидения в США была упорядочена. Установленный при этом стандарт
предусматривал высококачественное изображение с числом строк разложения
525 при 30 кадрах в секунду. В послевоенное время в американском
телевидении начался переход к новейшим конструкциям передающих трубок.
При этом резко увеличивалась возможность использования для передачи
изображений при малом освещении. Был сделан ряд усовершенствований
телевизионного приемника, позволяющих получать более отчетливые
изображения: стала проще схема приемников, уменьшилось число
электронных ламп. Появились телевизоры с большим экраном для многолюдных
аудиторий.
В настоящее время специалисты в разных странах усилению работают над
проблемой увеличения размеров телеэкрана, определяемых величиной плоской части
приемной телевизионной трубки (кинескопа). В последние годы разработаны приемные
трубки диаметром до 80 см, а также трубки с прямоугольным экраном малой
кривизны. Стеклянные прямоугольные кинескопы появились в США в 1949 г., а первые
металлические приемные трубки с прямоугольным экраном были выпущены в 1950 г.
Однако проблема создания большого телеэкрана все еще не решена, поскольку
увеличение размеров кинескопа влечет за собой ряд нежелательных последствий, а
система проекционного телевидения (телекино) отличается сложностью и высокой
стоимостью аппаратуры.
Стремясь более рационально использовать объем ящика телевизоров,
конструкторы создали новые типы телевизионных трубок. Так, в 1955 г.
был предложен образец оригинальной конструкции кинескопа, имеющего
форму плоской (без выступающих частей) коробки с вакуумом (рис. 249).
Электронный прожектор в этом кинескопе расположен сбоку, в верхнем
углу боковой стенки. Отклонение электронного луча производится
системой вертикальных и горизонтальных отклоняющих пластин, один ряд
которых вмонтирован в верхней узкой стенке, а другой — в большой
задней стенке. Отклоняющая система заставляет электронный луч изменять
свое направление и попадать на внутреннюю сторону экрана (несущего
определенный электрический заряд), покрытую светящимся фосфором,
т. е. на экране получается обычный телевизионный растр. Преимущества
кинескопа такой формы очевидны, а его разрешающая способность
значительно выше, чем у обычных кинескопов — она достигает 2 тыс. строк.
Важно отметить, что применение такой трубки открывает возможности
использования ее для цветного телевидения.
Интересна также идея, предусматривающая создание телевизоров без какой бы то
ни было электронно-лучевой трубки, с накаливаемым катодом и глубоким вакуумом.
Телеэкран (толщиной в обычную книгу) предполагается в виде системы из особого
флуоресцирующего слоя и двух взаимно перпендикулярных растров с большим
количеством тончайших параллельно натянутых проволочек, на которые особым
коммутационным устройством подается поочередно напряжение. Светящаяся точка образуется
в пересечении проволочек, находящихся в данный момент под напряжением, а яркость
свечения точки зависит от силы тока, меняющегося в соответствии с телевизионным
сигналом. Принцип, лежащий в основе этой конструкции телеэкрана, позволит
создавать очень большие экраны. Причем использование сверхминиатюрных
радиодеталей, кристаллических усилителей, печатного монтажа позволит разместить весь
приемник в небольшой подставке экрана1.
В США телевидение превратилось в крупную отрасль
промышленности. К середине 50-х годов продукция предприятий, выпускающих теле-
1 Следует отметить, что в 1932 г. в США было изобретено устройство для
воспроизведения изображения на экране по системе, в которой световые разряды
происходят между точками пересечения вертикальных и горизонтальных проводников,
соединенных соответственно с витками катушек строчной и кадровой частоты.
513

визионную аппаратуру, оценивалась в 3 млрд. долл. и на 1 млрд. долл.
превышала стоимость продукции радиопромышленности.
Общее количество телевизионных приемников во всем мире быстра
растет: в начале 1959 г. действовало 750 телевизионных станции
и 50 млн. телевизионных приемников. В 1952 г. в США имелось 20 млн.
телевизоров, а через три года — около 45 млн. В 1954 г. в США была
произведено более 7 347 тыс. телевизоров (в 1959 г.—6 500 тыс.
телевизоров), причем было налажено производство цветных телевизоров.
В 1948 г. на территории США насчитывалось 38 телевизионных
станций, в 1952 г. имелось 109 станций. К концу 1956 г. их было уже 490г
а в начале 1960 г.— 567.
Благодаря применению специальных вспомогательных технических
средств — коаксиального кабеля и радиорелейных линий —
телевизионные передачи в США с начала 50-х годов стали передаваться от
Атлантического до Тихого океана. Для телевизионного вещания было
установлено 12 различных частот (каналов) в диапазоне ультракоротких волн1.
Быстро развивается телевизионное вещание в Европе. В 1952 г.
были организованы телевизионные передачи между Парижем и Лондоном.
Ныне Англия, Франция, Западная Германия, Бельгия, Голландия,.
Дания, Италия, а также Швейцария связаны единой сетью
радиорелейных линий для обмена программами телевидения.
14 апреля 1961 г. впервые миллионы телезрителей 14 стран Европы
видели восторженную встречу в Москве первого космонавта мира
Ю. А. Гагарина. Эта международная телепередача осуществлялась
с помощью советской аппаратуры через Таллин в Хельсинки и далее —
в Стокгольм и Лондон.
Увеличение радиуса действия телевидения — одна из актуальных
современных проблем науки и техники. Сейчас с этой целью создаются
кабельные и радиорелейные линии, что требует, однако, довольно
больших капитальных затрат2.
Более заманчивыми являются перспективы осуществления
сверхдальних передач без ретрансляционных пунктов. С этой целью ведется
кропотливое изучение вопросов распространения ультракоротких волн,
исследования верхних слоев атмосферы. Известно, что имеется масса
примеров спорадического приема телевизионных передач на чрезвычайно
большие расстояния (вплоть до приема московской передачи в Канаде).
Поэтому сейчас в ряде стран всесторонне исследуются возможности
осуществления сверхдальнего приема телевизионных передач.
Конструируется высокочувствительная опытная аппаратура для приема слабых
сигналов, отражающихся от верхних слоев атмосферы. В 1956 г. были
начаты опыты по передаче телевизионных программ в дециметровом
диапазоне.
В 1954 г. появились сообщения, что французский инженер Ги Бонкур,
проживающий в Швейцарии, сконструировал телевизионный приемник, дающий возможность
принимать все строки, используемые европейскими странами (от 405 до 819), а также
1 Быстрый рост телевидения создал ряд проблем, связанных с взаимными
помехами между станциями, в связи с этим в сентябре 1948 г. в США было даже запрещено
строительство новых станций. Это запрещение было снято в апреле 1952 г., и уже
к середине августа того же года было санкционировано создание 40 новых станций на
очень высоких частотах.
2 В последнее время, например, во Франции для ретрансляции телепередач было
построено 6 промежуточных приемяо-передающих узлов на железобетонных опорах-
башнях для приема в Лилле передач из Парижа. Башни высотой в 85 м расположены
на расстоянии в пределах 24—65 км друг от друга.
514

принимать волны, излучаемые на расстоянии по меньшей мере в 350 км, а в
некоторых случаях и на расстоянии в 700—1100 км.
Вначале Ги Бонкур подтвердил сообщение о создании нового приемника.
Он заявил, что его аппарат принимает изображение от передатчиков,
расположенных в радиусе 300 км, и что этот прием становится возможным на расстоянии от 7(Ю
до 1000 км.
Это сообщение вызвало большой резонанс, в Женеву, где работал изобретатель,
нахлынула масса представителей американских, французских, голландских и
немецких компаний по производству телевизионной аппаратуры, для того чтобы «войти
в контакт» с ГиБонкуром. Ведь его изобретение могло обесценить огромные капиталы,
вложенные в производство телевизионной аппаратуры. Вероятно, в результате этого
«контакта» Ги Бонкур опубликовал сообщение о том, что им не было сделано никакого
открытия, причем это сообщение заканчивалось
словами: «Аппарат Ги Бонкура находится в
стадии лабораторного изучения, и если ему
суждено вступить в действие, то им будет
пользоваться только особая категория телезрителей».
Однако разъяснения того, что это за категория
телезрителей, не было дано.
По существу, это яркий пример того, как
капиталистические монополии в своих корыстных
интересах задерживают развитие новой техники.
В нашей стране имеются огромные
возможности для развития телевизионной
техники. Первые советские телепередачи
(с механической системой развертки) были
проведены через коротковолновый
радиопередатчик Всесоюзного
электротехнического института в Москве 29 апреля и
2 мая 1931 г. Телевизионная аппаратура
была разработана советскими инженерами
под руководством П. Шмакова. С октября
1931 г. в Москве были организованы
регулярные телевизионные передачи. В 1936 г. началось проектирование
и строительство специальных телецентров в Москве и Ленинграде.
Наряду с заказом телевизионной аппаратуры в США к середине 30-х
годов в Советском Союзе была разработана своя аппаратура для
электронной развертки передаваемых изображений. В 1938 г. в Москве начал
работу телевизионный центр, оборудованный камерами с иконоскопами,
передававший изображение с четкостью 343 строки.
Особый размах получило телевидение в СССР в послевоенное время.
Начиная с 1946 г. советские телестанции стали передавать изображения
с четкостью 635 строк (при 25 кадрах в секунду). Вскоре в Советском Союзе
было налажено серийное производство оборудования для телевизионных
станций, а также телевизионных приемников. В 1958 г. производство
телевизоров в Советском Союзе возросло вдвое по сравнению с 1954 г. По всей
стране развернулось строительство телевизионных центров и линий
телесвязи. Если в 1956 г. в СССР имелось 12 телевизионных центров, то в 1961 г.
их было уже 113, кроме того, работало еще 200 ретрансляторов.
В 1961 г. у населения СССР имелось до 6 млн. телевизоров.
Телевизионное вещание ведется во всех союзных республиках, охватывая
территорию с населением около 80 млн. человек. За пять лет телевизионная
сеть возросла больше чем в шесть раз. К концу семилетки число
телевизоров должно увеличиться примерно до 15 млн., а к 1980 г. телевизор
должен быть в каждой советской семье. Будет создано двух- трехпро-
граммное телевизионное вещание.
В нашей стране с каждым годом все больше становится сеть
радиорелейных и кабельных линий. Построены радиорелейные магистрали
Рис. 249. Схема кипескопа в
форме плоской коробки:
J — передняя стенка — экран, 2 —
отклоняющие пластины на задней и
верхней стенках кинескопа, 3 —
электронный прожектор, 4 — изменение
направления пучка электронов
в трубке.
515

Рис. 250. Сравнительная высота ряда
высотных сооружений и
телевизионных башен мира:
башня Шухова (Москва), небоскреб
«Эмпайр стейт билдинг» (Нью-Йорк),
Московский государственный
университет, Эйфелева башня (Париж),
телевизионная вышка в Штутгарте (ФРГ) и
строящаяся новая башня Московского
телецентра.
Москва—Харьков и Москва—Воронеж
(которая продолжена далее к Ростову).
Радиорелейная линия Москва —
Харьков устроена на 80—100-метровых
антеннах-башнях промежуточных
трансляционных станций, отстоящих друг от
друга в среднем через каждые 50 км.
Сооружается радиорелейная линия
Москва — Свердловск. Осуществлена
телевизионная связь с Киевом, а также
с Ленинградом и Прибалтикой.
Мощный коаксиальный кабель
прокладывается в сторону Польской Народной
Республики. Будет налажен
постоянный телевизионный обмен с
европейскими социалистическими странами.
Расширяется ассортимент
телевизоров. В настоящее время созданы
приемники с увеличенными экранами
(24x32 еж и больше), приемники,
снабженные вместо круглых
прямоугольными электронно-лучевыми трубками
с экраном диагональю до 50 см и
больше. Это уменьшает размеры приемника
вместе с улучшением качества
изображения.
В 1961 г. начато строительство
большого Московско-телевизионного
центра, откуда будут одновременно
передаваться две черно-белые и одна
цветная телевизионная программы.
Составной частью этого телецентра является
мощная передающая станция с
500-метровой башней.
В Советском Союзе, как и за
границей, уже давно ведутся работы в
области цветного телевидения.
Идея передачи цветного
изображения основывается на особенностях
восприятия цветов глазом. Задача
сводится к выделению каждого из
основных цветов, передаче и воспроизведению
их соответствующим аппаратом в
отдельности и совмещению на одном
экране. Аналогично решается вопрос в
полиграфии при цветном печатании, но,
конечно, цветные электронные
телевизионные системы представляют в этом
отношении большие трудности.
Попытки найти способ передачи
цветных изображений делались
неоднократно. Еще в 1925 г. в СССР инженер
И. А. Адамян, работая над оптико-
механическими телевизионными
системами, предложил принцип последо-
516

вательной передачи трех основных цветов изображения. Однако в то
время еще не было условий для реализации идеи цветного телевидения.
В последние годы в процессе освоения ультракоротких волн в
результате больших достижений в области черно-белого телевидения появились
реальные возможности для осуществления и цветных телепередач.
В процессе совершенствования техники телевидения системы цветного
телевидения реализовывались в двух основных вариантах.
Передача
Двигатель ?^=]|
^Хл/ с
Прием
Приемная
трубка
Линза

Радиоприемным

Видеоусилитель
Much с цветными
фильтрами
\Усилитель\
Звука
^sj Двигатель]
Громкого
даритель „
.Диск с
цветными
фильтрами
Рис. 251. Схема последовательной системы цветного телевидения.
Первый вариант — последовательная (поочередная) передача цветных
изображений с достаточно большой скоростью. Разложение цветов на три основные составляющие
и воспроизведение их при приеме осуществляется при помощи вращающегося
дискового трехцветного светофильтра1 (рис. 251).
Впервые опыт цветного телевидения по этому принципу был
осуществлен на малом экране Дж. Бэрдом в Англии в 1928 г. В 1940—1941 гг.
опыты передачи цветного телевидения с последовательной передачей
цветов проводились в США. После войны американский ученый
П. Гольдмарк разработал практически осуществимую систему цветного
телевидения с последовательной передачей цветов.
В 1949 г. в США были налажены регулярные передачи цветного
телевидения по такой системе, однако через несколько лет она стала
заменяться более совершенной системой. Хотя цветное телевидение с
кадровой сменой цветов при помощи вращающегося диска является в
принципе наиболее простым, осуществление цветной передачи при этом все
же имеет ряд недостатков. При передаче происходит изменение цветов
из-за набегания одного цвета на другой, а при быстром движении
объекта возникают цветные ореолы. Кроме того, телевизионные
приемники, созданные по этой системе, крайне громоздки и неудобны.
1 Такой светофильтр устанавливается между рассматриваемым объектом и
фотокатодом передающей трубки, с одной стороны, и перед экраном приемной трубки —
с другой. Каждому цветному кадру соответствует свой импульс, который усиливается
и последовательно передается по аналогии с обычным черно-белым телевидением.
Но ввиду того, что количество импульсов здесь увеличивается в три раза, при цветном
телевидении вместо 25 кадров в секунду приходится передавать 75 кадров. Каждый
кадр приходится в этом случае передавать трижды — через красный, зеленый и синий
светофильтры.
517

Второй вариант — более сложная система, основанная на одновременной
передаче цветов. И здесь, конечно, необходимо разложение всей гаммы цветов на три
основных цвета, но передача этих трех цветов (трех одноцветных сигналов, каждый из
которых соответствует передаче яркости элементов первичного, одноцветного, изображения)
и прием их осуществляются одновременно при помощи трех передающих и трех
приемных трубок со своими каналами связи1 (рис. 252). При разработке этой системы
скоро выяснилось, что она также имеет свои недостатки: были необходимы тройной
комплект видеоустройств как в передатчике, так и в приемнике и, как и в предыду-
Миирофон
Громкоговоритель
Рис. 252. Схема одновременной системы цветного телевидения.
щей системе,—расширенная (утроенная) по сравнению со стандартом черно-белого
телевидения полоса видеочастот. Возникали трудности и в регулировке приема. Долго не
удавалось добиться оптического совмещения трех изображений на общем экране для
борьбы с потерей четкости и появлением цветного ореола, цветной каймы. Обе эти
системы несовместимы с черно-белым телевидением.
Цветное изображение по второй (одновременной) системе было
получено в 1929 г. в лаборатории одной из американских радиотехнических
фирм. Но интенсивные работы в этой области были начаты лишь в
послевоенное время. И только в 1953 г. была разработана система цветного
телевидения с одновременной передачей цветов без увеличения полосы
частот видеосигналов.
Эта система, совместимая с черно-белым телевидением, делает
возможным просмотр цветной передачи на обычных телевизорах черно-
белого изображения, а на цветном телеприемнике при этом можно
смотреть черно-белое изображение обычной программы. Главной частью
телеприемника такой системы является специальная приемная трубка
с трехлучевым трехцветным («цветным») экраном диаметром 53 см.
В передающей камере имеются три трубки со светофильтрами. Обычно для
1 Более совершенным является использование одной специальной трубки,
о чем говорится ниже.
518

Система из трех
электронных
у прожектород
\ На туш на фону си
\ рунзщая и откло
няющая
Защита
'Катушка
,Чистоты цвета
Металлический
конус
студийной передачи применяются камеры на трех суперортиконах или
на трех видиконах. С декабря 1953 г. эта система была введена
тз США как стандартная для национального телевизионного вещания.
Вскоре после этого в США было налажено серийное производство
цветных телевизионных приемников.
Развитие техники цветного
телевидения в последнее время позволило
создать более совершенные и
компактные образцы телевизионной
-аппаратуры. Так, разработанный в
последние годы плоский (в виде
прямоугольного параллелепипеда)
кинескоп позволяет значительно
упростить схему «цветного» телевизора.
Внутренняя поверхность передней
стенки колбы имеет «цветной»
мозаичный флуоресцирующий слой.
Непосредственно за экраном
размещается так называемая теневая
маска — непрозрачная для
электронного луча защитная пластинка с
огромным количеством небольших
отверстий, а сама трубка имеет
трехлучевую электронную пушку
(катод) и сложную систему развертки
(рис. 253). Чтобы направить
электронный пучок на экран и осветить
его в нужной в данный момент
точке нужным цветом, этот пучок
проходит через маску так, что
каждый из трех лучей возбуждает
в соответствующей точке цветную
мозаику экрана, создавая только
свое светящееся определенным
цветом пятно. С помощью маски, таким
образом, производится разделение
цветных составляющих. Здесь, как
и обычно, оперируют с тремя
основными цветами, причем масса очень
близко расположенных отдельных
точек (разного цвета свечения)
изображения на таком трехцветном
мозаичном экране сливается при
просмотре в общую цветную
картину1. Такие телепередачи содержат дополнительный сигнал, который
изменяет соотношение интенсивности трех «цветных» лучей трубки.
При этом обеспечена возможность приема обычных черно-белых
изображений.
в)
ЦВетные точна
люминофора
Отверстие в маске^
Злектронные
Рис. 253. Трехлучевая приемная трубка:
а — схема расположения элементов трубки
в металло-стеклянной колбе, б —
расположение отверстий в маске и точек из
люминофоров красного, зеленого и синего свечения,
в — прохождение электронных лучей.
1 Число отверстий маски равняется числу элементов цветного изображения,
и каждому отверстию соответствует тройка люмияесцирующих кружков (зерен) экрана.
Диаметры отверстий и зерен примерно равны диаметру электронного луча, а
количество отверстий — полумиллиону. Поэтому, хотя такая трехлучевая трубка и
распространена, она очень сложна для массового производства и, кроме того, обладает
малoii эффективностью использования катодного тока (из-за задержки маской части
электронного потока).
519

В поисках более простых и эффективных решений в этой области
конструкторы создали приемные электронно-лучевые трубки, дающие
цветное изображение при одном луче.
Здесь цветной люминофор наносится на экран не точками, а строками, каждая
из которых состоит из трех тончайших полосок (строк) люминофора красного, синего-
и зеленого цветов свечения. Электронный же луч по таким трехстрочяым полоскам
движется не прямолинейно, а пересекая строки (рис. 254). Есть и другие конструкции
однолучевых трубок — с фокусирующей сеткой
к и штриховым экраном, что упрощает
конструкцию отклоняющих и фокусирующих
систем и дает увеличение яркости изображения
по сравнению с «теневой маской».
Все же сложность и высокая
стоимость имеющихся приемников
цветного телевидения препятствуют широкому
распространению цветного
телевизионного вещания.
В СССР широкое внедрение
цветного телевидения предусмотрено
семилетним планом развития народного
хозяйства. В Советском Союзе в конце-
1954—начале 1955 г. были проведены
первые испытания аппаратуры для
передачи цветных телевизионных программ.
Учитывая как собственный, так и
зарубежный опыт в области цветного
телевидения, советские специалисты
разработали совершенную аппаратуру
по системе с одновременной
передачей цветов. В 1958 г. в Советском Союзе
были в основном закончены подготовительные работы по созданию
оборудования для цветного телевидения по системе, обладающей полной
совместимостью с принятой в СССР системой черно-белого телевидения,
и в настоящее время налаживается производство цветных телевизоров.
В 1959 г. начались первые практические шаги по созданию
действующего комплекса устройства цветного телевидения.
В начале 1961 г. в СССР была создана опытная телевизионная станция
цветного телевидения (с мощностью передатчика вначале 100 вт).
Принятая система цветного телевизионного вещания совместима с
существующим стандартом черно-белого телевидения (и сейчас телезрители в Москве
регулярно могут смотреть передачи цветного телевидения в черно-белом изображении).
Сигнал яркости и сигналы цветности передаются одновременно в одном
частотном канале. В цветном телевизоре из сложного видеосигнала выделяется сигнал
яркости, поступающий на катоды трехлучевого кинескопа. Электронные лучи
падают на его трехцветный экран через отверстия металлической маски, как уже
описывалось. В СССР налаживается производство цветных телевизоров типа
«Темп-22» с трехцветным кинескопом с теневой маской; диагональ экрана
телевизора составляет 53 см.
Е 1960 г. были начаты опытные передачи цветного телевидения и
в Ленинграде.
Телевидение начинает все шире применяться в промышленности.
Как известно, в условиях широкой автоматизации производственных
процессов особенное значение приобретают средства дистанционного
диспетчерского контроля. Однако, несмотря на прогресс в этой области, во многих
случаях оказывается более целесообразным или даже незаменимым непо-
Рис. 254. Принцип действия одно-
лучевой трубки (типа «хромотроя»):
в зависимости от полярности разности
потенциалов между соседними проволочками
сетки электронный пучок можно
направлять на полоски синего или красного
цвета экрана, а при равенстве потенциалов
(0) пучок падает на полоски зеленого
цвета свечения.
520

средственное наблюдение человека за ходом того или иного процессаг
что не всегда осуществимо. Поэтому важную роль начинает играть
промышленное телевидение, которое все шире применяется в Советском
Союзе и за рубежом. В последнее время оно используется для
контроля за производственными процессами более чем в 25 отраслях
промышленности Советского Союза, США, ФРГ, Англии и некоторых
других стран.
Созданы промышленные телевизионные системы, осуществляющие передачу на
расстояние свыше километра. Передающие камеры в них надежно защищаются от
воздействия сравнительно высоких температур, от пыли, влаги и могут работать в
сложных производственных условиях, а приемные камеры имеют увеличенный экран.
Создаются системы цветного промышленного телевидения с большим экраном, а также
установки, которые с помощью инфракрасных лучей передают изображения,
невидимые человеческим глазом, телевизионные установки для увеличения
микроскопических образцов (с помощью цветного изображения на экране 1,2X1,8 л*) и т. п. Эти
установки с успехом применяются в металлургии, на машиностроительных заводах,
в шахтах, строительстве, на электростанциях для контроля за горением пылевидного
топлива, для наблюдений за процессом производства радиоактивных материалов,.
в медицине и т. д.
Замечательным достижением советской радиотехники явилась
радиотелевизионная система, позволяющая следить за полетом космических
кораблей «Восток», «Восток-2». Впервые в истории с помощью
радиотелевизионной системы была осуществлена прямая передача из
космоса на Землю.
В СССР и в других странах ведутся работы и над проблемой
объемного телевидения. К 1950 г. кафедра телевидения Ленинградского
электротехнического института связи разработала и построила установку
объемного телевидения, осуществив 15 мая 1950 г. первое объемное
телевизионное изображение с четкостью в 441 строку. В 1954 г. опытные
пере/дачи объемного телевидения проводились и в Англии.
Принципы объемного телевидения основываются на использовании некоторых
особенностей человеческого зрения, обеспечивающих объемное восприятие
предметов. В объемном телевидении используются свойства бинокулярного зрения, где
основную роль играет глазной базис, т. е. расстояние между зрительными осями при
рассмотрении удаленных предметов (для людей оно составляет в среднем 65 мм). При объемном
телевидении данный предмет передается с двух позиций, разнесенных на некоторое
расстояние (базис передачи). При этом стереопара должна быть разделена на два
изображения так, чтобы левое изображение рассматривалось только левым глазом, а правое —
только правым. Так же как и в объемном кино, осуществить это разделение можно или
при помощи специальных очков или растровых решеток (экранов), причем в
последнем случае лучи от проектируемого изображения, прежде чем дойти до глаза зрителя»
должны дважды пройти через растровый экран.
Передача стереопары может осуществляться либо одновременно, либо
последовательно. Принцип одновременной передачи обоих изображений можно понять из
следующей укрупненной блок-схемы передающей установки. Здесь передаваемый объект
проектируется на фотокатоды двух передающих трубок с развертывающими
устройствами через два объектива с некоторым базисом передачи. Поэтому левое изображение
отличается от правого. Оба эти изображения, превращаясь в видеосигналы (усиливаемые
в видеоусилителях) соответствующих каналов, подаются на модуляторное
устройство радиопередатчиков и излучаются их антенной. Возможна и передача изображений
через один передатчик.
При последовательном способе передачи стереопары левое и правое изображения
чередуются между собой, причем с помощью оптического приспособления в этом случае
возможно применение лишь одной передающей трубки с объективом.
Таким образом, на протяжении XX в. телевизионная техника
становится совершенно новой отраслью радиотехники. Нет сомнения, что
телевидению принадлежит большое будущее.
521

Некоторые черты развития и использования
средств электроники
Телевидение является в сущности лишь частью обширной области
электронной науки и техники, возникшей в начале нашего века и
самым непосредственным образом связанной с развитием радиотехники
вообще.
Электроника занимается разработкой и применением уже известных
нам электронных ламп, фотоэлементов и целого ряда других электронных
приборов, в том числе полупроводниковых. Фотоэлементы, например,
явились основой создания передающих телевизионных трубок. В
различных областях техники электронные приборы позволяют решать многие
сложные проблемы автоматики и телемеханики, счетно-вычислительной
техники. Электронные реле являются основным звеном целого ряда
систем автоматического управления и регулирования, а также
телеуправления. Широко используется фотоэлектронная автоматика. Помимо того
что электронная техника явилась основой автоматики и телемеханики,
особенное значение приобретает она в области химической технологии,
ядерной физики, биологии. Не без основания наш век называют веком
электроники.
Могущество электроники в производственных процессах станет ясным
уже хотя бы потому, что, например, электронные приборы могут
различать до миллиона световых оттенков, которые человеческий глаз не в
силах различить. Такие приборы позволяют контролировать кислотность,
температуру, скорость, давление и т. д. И при всем своем
разнообразии электронные приборы базируются главным образом на двух открытых
наукой явлениях — на фотоэлектрическом эффекте и термоэлектронной
эмиссии. Для создания электронной эмиссии электронам необходимо
сообщить дополнительную энергию (например, путем нагревания или
освещения определенного вещества).
Действие фотоэффекта заключается в том, что луч света, падающий на
вещество, заставляет его испускать электроны. Действие термоэффекта
связано с электронной эмиссией, возникающей при нагревании вещества
(в частности, металла). Термоэлектронная эмиссия широко используется
в электронных лампах, причем важнейшей частью электровакуумных
приборов является катод — «сердце» электронной лампы, источник потока
электронов.
Явление термоэлектронной эмиссии было открыто еще в прошлом
веке Т. Эдисоном, когда он работал над усовершенствованием угольных
осветительных ламп1. Но огромное значение этого явления, получившего
название «эффект Эдисона», обнаружилось позже, в связи с развитием
рассмотренных выше электронных ламп, поскольку в них для получения
термоэлектронной эмиссии применяется нагрев катода. Широкие
исследования в этой области были проведены в 10—20-х годах И. Ленгмюром,
О. Ричардсоном, В. Шотки, А. Венельтом и др. В результате этих
исследований и появились разнообразные устройства с накаливаемым катодом,
чрезвычайно важные как для развития радио, так и для электротехники
вообще.
1 Эдисон обнаружил, что между накаленной нитью и изолированным от нити
специальным электродом, введенным в баллон лампы, ток протекает даже в том
случае, когда воздух из лампы выкачан. Обнаружив это явление, Эдисон не нашел, однако,
для него никакого практического применения. Он лишь в декабре 1884 г.
опубликовал небольшую статью об этом под названием «Явление в лампочке Эдисона». Мы
теперь знаем, что угольная нить под влиянием накала испускала электроны,
движущиеся к введенному в баллон лампы электроду.
522

Применение электронной эмиссии является основой современной
электротехники. Оно получило огромное распространение не только
в высоковакуумных приборах, но также и в сочетании с разного рода
газовыми разрядами. Одним из последних применений термоэлектронной
эмиссии являются электронные микроскопы новейших конструкций.
Сущность фотоэффекта заключается в том, что кванты света срывают с атомов
вещества электроны, отдавая им свою энергию. Фотоэлектрические явления
проявляются в двух формах: поверхностный, или внешний, фотоэффект, когда срывание
электронов производится с поверхности тела, и объемный, или внутренний, фотоэффект, если
срывание электронов происходит внутри тела.
Явление внутреннего фотоэффекта было открыто в 1873 г.
американским физиком У. Смитом на образцах селена. Впервые явления внешнего
фотоэффекта (если не считать некоторых более ранних наблюдений
косвенных явлений в этой области) наблюдал в 1887 г. Г. Герц. Немецкий
физик В. Гальвакс, развивая опыты Герца, заметил, что металл
приобретает положительный заряд при облучении его ультрафиолетовыми лучами.
Но особенно в области изучения внешнего фотоэффекта выделяются
работы русского ученого А. Г. Столетова. Столетов в 1888 г.
экспериментально установил первый закон внешнего фотоэффекта, по
которому фотоэлектрический ток прямо пропорционален интенсивности
падающего лучистого потока (света).
Физическая природа этих явлений вначале не была достаточно ясна.
С конца 80-х годов над выяснением природы этих явлений работали
немецкие ученые Ю. Эльстер и Г. Гейтель, а также немецкий физик Ф. Ленард.
В 1905 г. А. Эйнштейн на основе квантовых представлений о природе
света (понятие о фотоне) разъяснил механизм внешнего фотоэффекта.
В 1910—1912 гг. Эльстер и Гейтель разработали технические фотоэлементы
и тем самым положили начало развитию современной методики
получения сложных катодов, занимающих важное место в
фотоэлектрической технике и являющихся сложными катодами полупроводниковой
природы. Среди сложных катодов важную роль играет разработанный
в СССР в 1937 г. сурьмяно-цезиевый фотокатод, который затем получил
широкое применение в звуковом кино и телевидении.
Еще в 1876 г. в Англии было открыто явление фотоэффекта на
границе двух твердых тел, а в 1888—1889 гг. русский физик В. А. Улья-
нин изучил это явление в селеновом фотоэлементе.
Такого рода явление состоит в переходе электронов под действием света через
особый граничный, контактный слой между полупроводником и металлом или между
двумя полупроводниками. По существу, здесь имеет место внутренний фотоэффект в
полупроводнике. Фотоэлектрические устройства такого рода, отличающиеся значительной
чувствительностью, называются фотоэлементами с запирающим слоем. В настоящее
время такие фотоэлементы приобрели исключительное значение в качестве
генератора электроэнергии (например, строящиеся с 1954 г. «солнечные батареи» с КПД
до 11%).
После первой мировой войны были созданы совершенные и сложные
приборы — фотоэлектронные умножители (фотоэлементы с умножителями),
в которых используется явление вторичной электронной эмиссии и
достигается каскадное усиление фототока внутри фотоэлемента. Эти приборы
нашли широкое применение в телевидении в некоторых конструкциях
передающих трубок (например, предложенные в начале 30-х годов трубки
Л. А. Кубецкого, П. В. Тимофеева, С. А. Векшинского).
Ныне в Советском Союзе созданы фотоумножители с
чувствительностью до 10—12 люменов. Такие чувствительные приборы, находясь
в сложном комплексе бортовой и наземной радиоэлектронной и другой
523

аппаратуры, оказывают большую услугу при изучении космоса с
помощью спутников и космических кораблей.
Продолжая совершенствоваться, фотоэлемент вместе с другими
электронными приборами сделался важным звеном современной техники.
Самым большим фотоэффектом обладают такие редкие элементы, как цезий
и рубидий. Они под действием световых лучей легко отдают свои
электроны (даже при весьма слабых источниках этих лучей). В звуковом кино,
фототелеграфии,
сигнализации широко используются
уже упомянутые сурьмяно-
цезиевые и селеновые
фотоэлементы.
Особенный интерес
представляет применение
фотоэлементов в области
звукозаписи. Примером этого
является звуковое кино,
развитие которого связано с
разработкой оптического
метода записи и
воспроизведения звука. Оптическая, или
фотографическая,
звукозапись была впервые
разработана в 1889 г. русским ученым А. Ф. Виксцемским и затем значительна
усовершенствована как русскими, так и иностранными специалистами1.
В 1900 г. русский изобретатель И. Л. Поляков предложил метод
использования фотоэлементов для воспроизведения фотографической
звукозаписи, а в 1903 г. запатентовал его.
Воспроизведение звука в звуковом кино достигается просвечиванием;
фонограммы источником постоянного света (в виде читающего светового
штриха; рис. 255). При равномерном движении пленки количество света,
падающего на расположенный с другой стороны ее фотоэлемент,
меняется в соответствии с записанными на ней звуковыми колебаниями2.
Возникающие при этом в цепи фотоэлемента токи усиливаются и
подводятся к громкоговорителю.
Термоэлектронная эмиссия используется в замечательном
изобретении последних двух десятилетий — электронном микроскопе — самом
сильном увеличительном приборе наших дней. Если оптические
(световые) микроскопы дают увеличение в 2 тыс. раз (и не более чем до
3—3,5 тыс. раз), что позволяет наблюдать частицы размером до одной
пятидесятитысячной сантиметра (т. е. до 0,2 микрона), то электронный
1 Способ оптической звукозаписи основывается на преобразовании звуковых
колебаний в колебания светового луча, которые фиксируются на светочувствительном,
материале (например, на кинопленке, служащей звуконосителем), воспроизводя
оптическую фонограмму (звуковая дорожка на звуконосителе). Оптические свойства
фонограммы (характер ее рисунка, или переменная плотность, или другие качества)
изменяются по длине дорожки в соответствии с записанными звуками. Важнейшим
элементом оптической звукозаписи является модулятор света, непрерывно
изменяющий характер светового излучения. К модулятору подводится от микрофона
усиленный ток записываемого звукового сигнала, и в соответствии с этим происходят
колебания так называемого пишущего светового штриха, фиксируемые на пленке. Так
получается оптическая фонограмма.
2 Следует особо подчеркнуть, что создание к началу 30-х годов в СССР, США
Германии законченных систем звукового кино включало в себя как основной
элемент синхронизм изображения и звука (кинопленка является общим носителем для
киноизображения, и звукозаписи).
Рис. 255. Схема воспроизведения звука
оптической фонограммы:
1 — источник света, 2 — механическая щель,
з — объектив, 4 — читающий световой штрих,
б — кинопленка, 6 — движущаяся фонограмма,
7 — фотоэлемент, 8 — электрическая батарея,
9 — телефонная трубка.
524

микроскоп увеличивает в 100—150 тыс. раз и больше, позволяя
рассматривать частицы размером в одну десятимиллионную сантиметра.
Предел видимости частиц в оптическом микроскопе зависит, как известно, от
длины световой волны. Если частицы меньше половины длины волны, то волна света
огибает частицу и частица остается невидимой. Самые короткие волны (фиолетового
цвета) имеют длину 4
десятитысячных миллиметра. Отсюда предел
видимости микроскопа составляет две
пятидесятитысячные миллиметра (т. е.
указанная выше величина в одну
пятидесятитысячную сантиметра).
Электронный луч также имеет
волновую природу, причем длина волны
электрона изменяется в зависимости
от его скорости. При большой
скорости волна в сотни тысяч раз короче
световых волн и в сотни раз меньше
размеров атома. Отсюда ясно, какие
огромные возможности увеличения
предела видимости имеются у
электронного микроскопа1.
В электронном микроскопе
изображение рассматриваемого предмета
образуется с помощью пучка
электронов, проходящих сквозь этот предмет
и попадающих на флюоресцирующий
экран или фотопластинку, где и
получается увеличенное изображение
рассматриваемого объекта. При этом
необходимое преломление и фокусировка
потока электронов (в вакууме)
достигаются действием на них
электрических или магнитных силовых полей —
«электромагнитных линз» (рис. 256).
Работа над электронным
микроскопом началась з 30-х
годах. В 40-х годах в ряде стран
Европы и Америки уже было
освоено их промышленное
производство. В Советском Союзе
электронный микроскоп,
увеличивающий в 66 тыс. раз, был впервые создан в 1940 г. в лаборатории
академика А. А. Лебедева.
В последние годы сотрудниками Государственного оптического
института была создана оригинальная система электронного микроскопа.
В настоящее время в СССР освоен серийный выпуск нескольких типов
электронных микроскопов. Советский электронный микроскоп «УЭМБ-100»
был высоко оценен на Всемирной выставке в Брюсселе. В этом микроскопе
можно плавно повышать увеличение до 150 тыс. раз.
Наконец, в последнее время создан так называемый ионный
эмиссионный микроскоп, дающий еще большее увеличение. Создание такого
микроскопа стало возможным в результате использования автоэлектронной
эмиссии — эмиссии электронов с холодных твердых тел под влиянием сильных
внешних электрических полей. Катодом здесь является тончайшее
вольфрамовое острие с диаметром закругления меньше 1 микрона. (Использо-
1 Разрешающая способность электронного микроскопа обычно в несколько
десятков раз превосходит разрешающую способность светового микроскопа, а за
последние годы было получено предельное разрешение порядка 6—10 ангстремов
и даже 2 ангстремов (размер атома равен 1 ангстрему).
Электронный
микроскоп
Оптический
микроскоп
^Источник
Злектронод Фотоноб
-Конденсор
Предмет
Обзектид
¦ш
Промежуточная
линза
.--L-.
Лроентор
к насосу
Матобое
стекло
Флюоресцирующий
экран
"И —, Гг
N Фотографическая камера
7
Рис. 256. Схема электронного и оптического
микроскопов.
525

вание катодов со столь малой поверхностью очень важно также при
создании электровакуумных приборов для миллиметровых и
субмиллиметровых волн.) Специальные электронные проекторы позволяют достигнуть
увеличения в 20—30 млн. раз и высокого разрешения — до 5 ангстремов.
Интересным применением средств электроники в последние годы становится так
называемая «электронная фотография», а также фотоаппаратура, позволяющая
производить съемки со сверхмалыми выдержками. Сверхскоростная фотография необходима в
эпоху космических скоростей, высоких давлений и температур, быстрых реакций и т. п.
Скоростные фотокамеры позволяют запечатлевать движение тел за миллионные и даже
миллиардные доли секунды (до 1—5-миллиардных долей секунды). Так, в СССР создана
растровая камера, производящая 100 миллионов кадров в секунду. Важнейшей
принадлежностью скоростных камер являются электронные схемы управления,
позволяющие включать камеры в нужный момент для кратковременной съемки. При
электронной фотографии применяются также мощные импульсные источники света,
соперничающие с яркостью солнца и свечением атомного взрыва.
Современная электроника необходима во всех областях науки, она
внедряется в самые различные области техники, в промышленное
производство — для комплексной автоматизации различных технологических
процессов, для регулирования работы станков и машин, для качественного
и количественного анализа, контроля и учета продукции и т. д.
Но, говоря об электронике и, в частности, о фотоэлементах, особенно
важно остановиться на использовании в различных областях
современной техники полупроводников, открывающих совершенно новые
возможности в электронной технике. Уже сейчас в СССР, а также в других
странах полупроводники завоевали видное место в радиотехнике и
электронике, в электротехнике постоянного тока, в автоматике и сигнализации,
в осветительной технике. Производство полупроводников быстро растет.
Полупроводники — это тела, содержащие слабосвязанные электроны. По
значению электрического сопротивления они занимают промежуточное положение между
металлами и диэлектриками, но по своему электронному строению они гораздо ближе
к диэлектрикам, чем к металлам. К полупроводникам относится большая группа
веществ, среди которых имеются графит, кремний, бор, цезий, рубидий, галий, кадмий
и всевозможные химические соединения — окислы и сульфиды, а также большинство
минералов и некоторые сплавы металлов. Особенно велико значение германия1, а
также кремния, благодаря которым произошла поистине техническая революция в
электротехнике.
Применение полупроводников в различных комбинациях с успехом позволяет
(зачастую более эффективно, чем при помощи обычных электронных приборов)
осуществлять целый ряд важнейших процессов, как, например, преобразование и усиление
токов, генерация электрических колебаний и др. Особенно пристальное изучение
полупроводников связано с развитием радиотехники, где примерно с середины нашего века
начался новый этап — появление твердых полупроводниковых усилителей и
генераторов.
Физическая сущность процесса, лежащая в основе явлений, происходящих в
полупроводниках, сейчас уже более или менее ясна, хотя и довольно сложна. (Смысл многих
понятий из электрических свойств полупроводников, как и механизм работы
полупроводника, объясняется на основе квантовой теории.) Отличие полупроводников от
изоляторов условно. При более высоких температурах вещество, являющееся изолятором,
становится полупроводником. В металлах (проводниках) в отличие от полупроводников
способность изменять свое движение под влиянием электрических сил (проводить ток)
присуща электронам независимо от наличия тепловой энергии атомов тела. В
полупроводниках же свободных электронов гораздо меньше2.
1 Существование этого элемента было предсказано в 1870 г. Д. Менделеевым.
В 1886 г. германий был открыт в одном из минералов немецким химиком К. Винк-
лером.
2 Введение примесей (примесных атомов) в состав полупроводника открывает,
в частности, возможность управления электропроводностью, а разнообразие
полупроводящих материалов позволяет выбрать для каждой отдельной технической задачи
наиболее подходящее вещество.
526

При неравномерном нагревании металла на его концах создается
электродвижущая сила. При неравномерном нагреве полупроводника эта электродвижущая сила
на 1 градус разности температур (термоэлектродвижущая сила) в сотни раз больше,
чем в металле. На этой основе созданы термоэлементы из полупроводников.
С термоэлектрическими явлениями впервые познакомились еще
в 1821 г., когда физик Томас Зеебек в Германии сообщил об открытии
термоэлектрических токов в замкнутой
цепи из соединенных между собой двух
разнородных проводников под влиянием
разности температур. Однако, несмотря
на это, термоэлектричество как источник
тока не применялось долгое время.
Изготовленные из металлической проволоки
термоэлементы применялись лишь для
измерения температур. В 1834 г. во
Франции Жан Пельтье впервые
наблюдал обратное явление — температурные
аномалии, создающуюся разность
температур при прохождении постоянного
электрического тока через границу двух
различных проводников в замкнутой
цепи. Впервые объяснил это явление
в 1838 г. Ленц, опытным путем
показав, что на стыке двух разнородных
проводников ток в зависимости от
направления выделяет или поглощает
теплоту.
Говоря о предыстории
полупроводников, интересно отметить, что свое- А. ^ тт х.
^ Абрам Федорович Иоффе,
временное изучение и использование
открытий Зеебека и Пельтье могло бы,
очевидно, значительно повлиять на ход развития некоторых областей
техники. Одной из основных причин забвения этой проблемы в
прошлом веке явилось быстрое развитие электромагнетизма. Более поздние
исследования, проводившиеся до 30-х годов, не дали ощутимых для
практики результатов.
Следует отметить, что в течение 20-х и 30-х годов физика твердого тела
развивалась почти исключительно как отвлеченная наука. Однако в
дальнейшем это развитие привело к созданию полупроводниковых приборов,
термоэлектрогенераторов, сегнетоэлектрических и фотоэлектрических
приборов, ферритов1, оказавших ныне революционизирующее влияние на
современную технику. В 1929 г. советский ученый А. Ф. Иоффе высказал
смелую мысль о возможности получения с помощью термоэлектрического
генератора из полупроводников электроэнергию с КПД в 2,5—4%. Уже
в 1940—1941 гг. в Советском Союзе были получены полупроводниковые
1 Ферриты — это новые магнитные материалы, представляющие собой соединение
окиси железа с окислами различных металлов; ферромагнитные полупроводники
отличаются ценными магнитными свойствами, но не проводят электричества.
Ферромагнитные свойства ферритов были открыты еще в прошлом веке. В начале XX в.
в Германии был открыт способ их изготовления. Однако он получил распространение
лишь начиная с 40-х годов. Благодаря сочетанию ферромагнитных и
полупроводниковых свойств новые материалы все шире применяются в радиоэлектронике и
автоматике. Особенное значение получило использование ферритовых устройств в технике
связи, а также в электронных вычислительных машинах.
527

термоэлементы с КПД в 3%. В настоящее время КПД термобатарей
достигает 11%, что не является пределом.
Когда в полупроводнике свободные заряды создаются тепловым движением его
атомов, то с ростом температуры электропроводность полупроводников сильно
возрастает, тогда как сопротивление металла при нагревании увеличивается. Иными
словами, поскольку связь электронов в полупроводнике слаба, то тепло (как и свет и
другие воздействия) освобождает электроны и повышает его электропроводность. С
помощью основанных на этом свойстве полупроводников, так называемых термисторов,
осуществляется измерение и автоматическое управление температурой. При помощи
термисторов можно автоматически подключать те или иные механизмы в нужный
момент при достижении определенной температуры. На таком принципе, в частности,
созданы различные реле времени.
Термоэлектричество, а также производство термоэлементов из
полупроводниковых материалов имеют большие перспективы, особенно для
малой энергетики, и прежде всего для радио.
Если в полупроводниковом термоэлементе вместо нагрева пропускать
электрический ток, то на определенном участке цепи происходит
понижение температуры. На этом основано действие термоэлектрических
холодильников и нагревателей. При этом применение такого охлаждения
ограничивается еще теми устройствами, где невозможно установить сложные,
крупные машины, где расход электроэнергии невелик. С помощью
термоэлементов можно автоматически поддерживать в помещениях постоянную
температуру зимой и летом.
Ряд полупроводников, например селен, обладает способностью резко
повышать при облучении световым потоком свою электропроводность
(уменьшать сопротивление). На этом свойстве основано так называемое
фотосопротивление — фотоэлемент с внутренним фотоэффектом.
Фотоэлектрические свойства селена были известны еще в последней четверти
прошлого века (в это время на основе селеновых фотосопротивлений
пытались осуществить систему передачи изображений по проводам).
Чувствительность некоторых фотосопротивлений так велика, что с их
помощью можно даже на большом расстоянии обнаруживать
слабонагретые предметы по излучаемым ими инфракрасным лучам. Вызываемое
светом повышение электропроводности — внутренний фотоэффект —
является основой приборов, называемых фотосопротивлениями.
В последнее время в технике все шире используется свойство
полупроводников превращать световую энергию прямо в электрическую при
отсутствии механизмов с движущимися частями. Установлено, что фоточув-
ствительиые слои полупроводников, отделенные от электрода запорным
слоем, приводят не только к пропусканию электронов, но и создают
электрический ток (на основе этого явления создан фотоэлемент с запорным
слоем).
В 1932 г. А. Ф. Иоффе создал из закиси меди, а затем из селена
фотоэлементы, дающие при их освещении электрический ток без помощи
внешних источников энергии. Однако их КПД при использовании
солнечной энергии не превышал 0,05—0,1%. Но уже перед Великой
Отечественной войной в СССР были созданы фотоэлементы из сернистого таллия
и сернистого серебра с КПД до 1 %.
Крупные успехи, достигнутые в области физики полупроводников
в СССР, а также в других странах, привели в 1954 г. к созданию
кремниевого фотоэлемента. В этом же году впервые была построена
«солнечная батарея», состоящая из большого числа кремниевых фотоэлементов.
В начале 1955 г. были созданы фотоэлементы с КПД до 6%, а в
последние годы—с КПД, равным 10%. В настоящее время имеются
фотоэлементы, дающие 50—100 вт мощности с каждого квадратного метра
528

освещенной Солнцем поверхности. Созданы также кремниевые «солнечные
батареи» с КПД, равным 10—И%г (рис. 257).
Источником, вызывающим в полупроводниках появление
«добавочных электронов», может быть не только свет, но и радиоактивное излуче-
•^ - Электроны q Кбанты О Положительно
* заряженные
частицы
Рис. 257. Принцип работы кремниевого элемента солнечной батареи.
(А — анод, К — катод). Сверху через прозрачное покрытие
поступают кванты солнечного света.
ние (лучи радиоактивных веществ, нанесенных на поверхность
полупроводника). При этом благодаря воздействию радиоактивного излучения
на полупроводник последний может использоваться как новый
источник электрического тока, что открывает принципиально новые
возможности применения полупроводников. Впервые атомная
полупроводниковая батарея была создана в 1953 г. КПД этих «радиоэлементов» может
превышать 10%, а длительность их работы достигает нескольких лет
(рис. 258).
Выше говорилось о достижениях в области преобразования
переменного тока в постоянный, когда от машинных преобразователей перешли к
ртутным выпрямителям. Во второй половине 20-х годов были испытаны
и первые твердые выпрямители переменного тока весьма простой
конструкции—в виде окисленной медной пластинки, а позже—из селена. Но
особый интерес представляют полученные в последние годы
полупроводниковые выпрямители, превращающие переменный ток в постоянный
почти без потерь энергии.
Еще перед войной советские физики выяснили,что выпрямление тока происходит
не на границе металла с полупроводником (что считалось верным раньше), а при
переходе тока из полупроводника одного типа в полупроводник другого типа. Вслед
за этим важные теоретические исследования были проведены физиками Н. Моттом
в Англии и В. Шотки в Германии. Во время войны это открытие было под-
1 При изготовлении кремниевого элемента солнечной батареи, аналогичной той,
которая применяется на советских искусственных спутниках Земли, прежде всего
происходит длительная обработка кремния, получение монокристаллов чистого
элемента. Обработка их производится на механизированной поточной линии, впервые
созданной в нашей стране.
529

тверждено и использовано в США для нужд радиолокации и радиотехники. С тех пор
это явление и обнаруживающие его вещества — германий и кремний — стали
центром исследования полупроводников и твердого тела вообще1.
Вначале серьезным недостатком твердых выпрямителей были
значительные тепловые потери. Использование новых веществ, в частности
германия, резко снизило потери. На основе
более глубокого изучения полупроводников
в СССР и других странах были созданы
опытные образцы выпрямителей переменного тока
из германия и аналогичных
полупроводниковых материалов с КПД до 98—99%.
В настоящее время существует довольно много
типов германиевых диодов с металлическим контактом-
иголочкой, причем площадь соприкосновения в них
составляет лишь несколько микронов. В последние
годы в США, прежде всего в военную
радиолокационную технику, широко внедряются образцы
усовершенствованных кристаллических (сплав кремния с
германием) диодов для целей преобразования электрических
колебаний.
Полупроводниковые выпрямители удобны
в эксплуатации, поскольку они миниатюрны
и прочны, не требуют тока накала, потребляют
немного энергии и долговечны.
Полупроводники могут выполнять и такую
чрезвычайно важную функцию, как усиление
высокочастотных радиоколебаний,
осуществляемое сейчас еще в основном при помощи
электронных вакуумных приборов. На смену ламповым диодам, триодам,
тетродам и другим электронным лампам в настоящее время начинают
приходить полупроводниковые (в частности, германиевые) приборы —
транзисторы (кристаллические триоды)2. Появление транзистора,
прибора, использующего полупроводниковые свойства германия и
кремния для генерирования и усиления электрических колебаний,
стимулировало бурное развитие полупроводниковой техники. В 1959 г. мировое
производство транзисторов составило свыше 100 млн. штук.
Устройство полупроводникового усилителя (триода) довольно просто (рис. 259):
на поверхности пластинки из германия, снабженного одним общим
электродом—основанием,—помещается два близко расположенных металлических острия, из которых одно
включено в пропускном, а другое—в запорном направлении (при этом в монокристалле
германия концентрация случайных примесей не должна превышать 10~6 %). Но более
мощные усилители изготовляются не с точечными электродами, а с большими
поверхностями, разделяющими части полупроводника с разными типами проводимости. Эти
триоды отличаются от диодов тем, что в них имеются два так называемых перехода —
граничные области между указанными типами проводимости. Хотя такие плоскостные
Рас. 258. Устройство
элемента «атомной батареи»:
1 — пластинка радиоактивного
стронция, излучающая
электроны, 2 — слой
полупроводника (кремний), з — выход
дополнительных электронов,
4 — полупроводниковое
выпрямительное устройство.
1 Рассмотрение механизма возникновения тока (как пропускного, так и
запорного) на границе двух полупроводников — точнее, на границе между двумя смежными
областями с разными типами проводимости — представляет собой довольно сложную
задачу. Можно лишь отметить, что при образовании контакта полупроводника с
другим полупроводником (или металлом) в пограничном слое имеет место так называемый
«запорный» слой (чрезвычайно тонкий), обладающий способностью легко пропускать
ток одного направления и создавать большое сопротивление для тока
противоположного направления; соответственно направление тока называется пропускным и
запорным. Пропускной ток в отличие от запорного в выпрямителе с увеличением
напряжения быстро растет, тогда как запорный почти не растет.
2 Первый кристаллический триод (точечного типа) был создан в 1948 г. Дж.
Бардиным и У. Браттейном в США. Конструкции плоскостных триодов были разработаны
в 1951 г. (их теория разработана американским ученым У. Шокли).
530

Т-
+
усилители не пригодны для сантиметровых волн, в диапазоне длинных волн и звуковых
частот они имеют ряд преимуществ перед радиолампами.
В США недавно были созданы полупроводниковые триоды с повышенными
характеристиками, а также разработаны новые способы изготовления триодов. Эти триоды
в телевидении, радиолокации и коротковолновой радиоаппаратуре могут работать при
частотах в пять раз более высоких, чем рабочие частоты обычных полупроводниковых
триодов (в диапазоне частот до 1 тыс. мггц против 200—400 мггц). В отличие от
обычных триодов, усиливающих электрический ток в 50 раз, они обеспечивают усиление
электрического тока в несколько сот раз.
Создание полупроводниковых приборов и освоение их производства
является сложным технологическим процессом, требующим организации
производства ультрачистых
германия и кремния и по- Зниттер Коллектор
следующего введения в них
малых количеств примесей,
применения ряда химических
соединений1.
В
настоящее время
производство полупроводнико- .
вых приборов обходится еще +JL Оснодание
довольно дорого. Однако
полагают, что стоимость
полупроводниковых триодов в
60-х годах снизится уже
настолько, что станет
возможной массовая замена ими
электронных вакуумных ламп
в радиоизделиях широкого
потребления. К 1959 г. ежегодный выпуск кремниевых радиотехнических
приборов — триодов и диодов — в СССР, а также в других странах
измерялся уже десятками миллионов штук. Современные образцы
полупроводниковых триодов миниатюрны, их общий объем не
превышает 0,01 см3.
Важнейшей функцией электронных приборов является генерирование
радиоволн, осуществленное в 1922—1923 гг. советским радиолюбителем
О. В. Лосевым, который впервые использовал для этого контактную пару
из полупроводящего кристалла (минерал цинкит, являющийся хорошим
природным детектором) и металлической нити. О. В. Лосеву удалось не
только принимать, но и посылать на небольшое расстояние радиоволны
с помощью своего «кристадина» (так назывался приемник и генераторы
Лосева).
В 30-х годах в Германии и в некоторых других странах был проявлен
интерес к полупроводникам, в частности к германию и кремнию, и в
результате были начаты исследования в этой области. Однако эти
исследования были вскоре же приостановлены из-за неудач при работе с
недостаточно чистыми (по теперешним представлениям) германием и кремнием.
Лишь в начале второй мировой войны в связи с необходимостью обеспечить
прием и выпрямление сантиметровых волн для радиолокации в США
были введены и получили широкое применение германиевые и кремниевые
детекторы, которые обладают устойчивостью в отличие от прежних
детекторов радиолюбителей. Вскоре после войны были разработаны
полупроводниковые — германиевые и кремниевые — усилители и генераторы,
Рис. 259. Схема включения полупроводниковог©
(германиевого) усилителя
токов высокой частоты (триод).
1 Технологии полупроводниковых материалов и приборов большое внимание,
в частности, было уделено на происходившей в мае 1959 г. Международной
конференции по полупроводникам в Лондоне.
531

созданные на более совершенной технической основе, чем это было
возможно в 20 и 30-е годы.
В последнее время во многих странах интенсивно изучаются также
оптические свойства полупроводников. Выяснилось, что они обладают
•способностью излучать, преобразовывать и усиливать свет. Часть кристал-
лофосфоров светится под воздействием переменного поля (причем здесь
электроэнергия подводится непосредственно к полупроводнику, а не
косвенно). Явление непосредственного преобразования электроэнергии
в свет называется электролюминесценцией.
Таким образом, в XX в., особенно после первой мировой войны,
возникли и получили затем значительное развитие совершенно новые отрасли
техники, связанные с различными формами использования электричества,
а также с использованием электромагнитных колебаний, что глубочайшим
образом изменило всю современную технику. Наконец, середина XX в.
благодаря внедрению электроники в счетную машинную технику
ознаменовалась бурным развитием механизации умственного труда.
Электронные вычислительные машины
Для облегчения труда человека еще в 1645 г. французский физик Блез
Паскаль впервые построил суммирующую машину, модифицированную
в 1694 г. немецким ученым Лейбницем.
К середине XIX в. относятся первые попытки создания цифровых
вычислительных машин на механической основе (например, Ч. Беббид-
жем в Англии). Всевозможные механические и электромеханические
счетные устройства стали входить в практику во второй половине XIX в.
Они служили главным образом для ускорения вычислений в бухгалтерии
и статистике. В1878 г. в России П. Л. Чебышев сконструировал
оригинальную суммирующую машину типа арифмометра для сложения и
вычитания, дополнив ее вскоре устройством для умножения, что позволило
выполнять все четыре арифметические действия. В 1874 г. в России инженер
В. Т. Однер сконструировал новый арифмометр, применив в нем более
совершенный установочный механизм. Этот арифмометр получил широкое
распространение. Некоторые элементы его используются на практике до
настоящего времени как в СССР, так и за границей. В 1887 г. была
создана первая клавишная суммирующая машина — комптометр Фельта.
Одной из первых цифровых систем управления, использующих
принципы счетно-машинной техники, явилась система управления (правда,
довольно примитивная) в ткацкой машине французского изобретателя
Ж. М. Жаккара. В середине 80-х годов он разработал специальное
приспособление к ткацкому станку. Лента с отверстиями, расположенными
в определенном порядке, управляла механизмом станка,
предназначенного для выработки крупноузорчатых тканей, причем в соответствии
с расположением отверстий на ленте получались и соответствующие
узоры.
Ныне эта идея программного управления машинами реализована
в счетных машинах. Весь комплекс счетно-аналитических машин основан
на применении перфокарт, посредством которых зашифровываются и
вводятся в машины числовые величины или буквенный текст.
Быстрое развитие счетно-аналитических машин началось после первой
мировой войны. Целый ряд счетно-аналитических машин конструируется
в СССР, США и других странах.
Важнейшее значение имело появление механических и
электромеханических математических машин непрерывного действия. Создание мате-
532

матических устройств, оперирующих не числами, а непрерывно
меняющимися величинами, было вызвано потребностями землеустройства и
геодезии (в частности, измерение площадей фигур с криволинейными
границами) еще в середине прошлого века. Таковы планиметры русского
инженера П. А. Зарубина и немецкого изобретателя А. Амслера, созданные
в 1854 г. Первая в мире математическая машина для интегрирования
дифференциальных уравнений была создана академиком А. Н. Крыловым
при участии механика Р. М. Ветцера в 1911—1912 гг. в Петербурге.
В макете машины были применены механические суммирующие,
множительные и интегрирующие устройства. В основном эта машина была
подобна позднейшим устройствам для решения дифференциальных
уравнений, называемых дифференциальными анализаторами (механические
интегрирующие машины). В США над аналогичными машинами с» 1920 г.
работал В. Буш, создавший свой первый дифференциальный анализатор
в 1925 г. Развитием схемы машины такого рода был созданный в
СССР в 1938 г. под руководством И. С. Брука механический
дифференциальный анализатор с шестью фрикционными интеграторами. Целый
ряд работ в этой области провел проф. Г. Гершгорин в Ленинграде,
а также другие советские ученые.
С 1935 г. в Советском Союзе начались исследования по созданию
гидравлических устройств для решения ряда дифференциальных
уравнений—гидроинтеграторов.
В годы второй мировой войны в США были построены
электромеханические автоматические машины, в частности пущенная в
Гарвардском университете в 1944 г. «МАРК-1», в которой использовались
элементы техники построения счетно-аналитических машин с применением
перфокарт.
Машины с электромеханическими реле позволяли решать довольно
сложные задачи, но были относительно тихоходны в счетах.
Особенное значение приобрели электронные вычислительные машины.
С их появлением вычислительная техника вступила в новую фазу
развития.
В связи с бурным развитием электроники после второй мировой войны
появилась возможность создания совершенных математических машин —
устройств, производящих математические и логические операции над
вводимыми в них данными и дающих результаты в удобном для
использования виде. За последние 10—15 лет были созданы и успешно применены
на практике вычислительные электронные машины, пригодные для
решения весьма широкого круга математических задач.
Современная электронная вычислительная машина является
сложным устройством. Все элементы подобных машин скомпонованы в единый
сложный механизм. Эти электронные машины, обладая огромной скоро-
стью работы, позволяют выполнять вычисления очень большого объема,
которые раньше были практически недоступны. Кроме того, эти машины
незаменимы для задач, требующих очень большой скорости решения.
Решение целого ряда задач, связанных с управлением реактивными
самолетами и снарядами, невозможно без применения быстродействующих
счетных машин.
Электронные вычислительные машины оперируют с числами, представленными
в виде определенной последовательности электрических импульсов — кода данного
числа. Перед началом решения той или иной задачи она должна быть сформулирована
в виде определенных математических соотношений, причем самые сложные задачи
можно решать посредством четырех действий арифметики. Электронная вычислительная
машина осуществляет в принципе тот же порядок решения задач, что и чело в ек-опера-
тор, работающий на арифмометре, хотя, конечно, скорость выполнения операций при
этом в тысячи или десятки тысяч раз выше. Но в отличие от таких вычислительных
533

машин, как, например, арифмометр, в электронных машинах весь вычислительный
процесс полностью автоматизирован. В электронных машинах аналогичные
операции представлены в виде задания, называемого «командой», с помощью
определенного кода. Из последовательных команд образуется программа для работы машины,
т. е. программа вычислений. Команды
«хранятся» в так называемом «запоминающем»
устройстве (или накопителе).
Выработка программ —
программирование — является ответственной задачей,
требующей специальной подготовки и высокой
квалификации. При программировании стремятся
сравнительно небольшим количеством команд
обеспечить выполнение большого числа
арифметических действий. Для большинства электронных
цифровых машин применяется двоичная
система счисления вместо обычной десятичной1.
-J— Обратная сбязъ
Рис. 260. Схема триггера
(электронного реле) из двух
электронных ламп-триодов Л1 и Л2
(двойной триод).
ства, т. е. количество чисел,
После того как в машину введены
исходные данные и программа вычислений
(записанная в виде условного кода),
полная автоматичность вычислительного
процесса обеспечивается устройством
управления. Введенные в машину коды
переносятся в запоминающее устройство,
разбитое на множество перенумерованных
ячеек. Емкость запоминающего устрой-
которое может в нем храниться, в
значительной мере определяет гибкость машины применительно к решению
разнообразных задач.
Электронные вычислительные машины являются сложным
комплексом электронной автоматики. Основными элементами различных устройств
этих машин являются электронные реле, электронные вентили, счетчики
импульсов.
В качестве запоминающей ячейки в арифметических устройствах
широкое применение нашли вакуумные электронные реле (триггерные
ячейки)2. Количество триггерных схем может достигать в машине
нескольких тысяч. Из комбинации отдельных деталей и элементарных
электронных схем (отдельных стандартных ячеек) составляются блоки машины,
основными из которых являются (рис. 261):
1 В двоичной системе за основание числа берется величина 2 и каждое число
представляется в виде суммы степеней числа 2 с коэффициентами 0 или 1; каждый
разряд имеет только две цифры — 0 или 1, и каждый следующий разряд в два раза
больше предыдущего (в современных машинах количество разрядов выбирается от 18
до 40 в зависимости от требуемой точности вычислений). Поэтому имеется возможность
представить цифру каждого разряда в виде включенного или отключенного реле,
наличия или отсутствия сигнала в какой-либо цепи и т. п., т. е. любым
воспринимающим электрические импульсы элементом, имеющим два стабильных состояния,
соответствующих 0 и 1.
2 В качестве примера рассмотрим схему триггера (на двух триодах) — этого
одноразрядного сумматора (рис. 260). Схема имеет двойной триод, причем анод первой лампы
связан с сеткой второй лампы отрицательной обратной связью, а анод второй лампы —
с сеткой первой лампы. Схема имеет два устойчивых состояния: в одном таком
состоянии левый триод проводит ток, а правый—заперт; второму состоянию соответствует
обратное — правый триод проводит ток, а левый—заперт. При подаче извне импульсов
напряжений определенной величины осуществляется переход схемы из одного
устойчивого состояния в другое (новое). Схема будет оставаться в одном или другом
устойчивом положении до поступления следующего импульса, вызывающего переход.
Таким образом, эта схема работает по принципу «да—нет», т. е. имеется сигнал или
отсутствует; время переброса реле из одного состояния в другое составляет величину
порядка микросекунды.
534

Вводное (или входное) устройство, служащее для первоначального ввода
исходных числовых данных и команд (программы вычислений)1.
Арифметическое устройство, объединяющее электронные счетные схемы,
выполняет арифметические действия и логические операции. Оно приводит заданное действие
в соответствие с заранее установленным кодом операции. Применение двоичной системы
счисления позволяет все арифметические операции свести к операциям сложения
и вычитания кодов чисел этой системы. Сложение и вычитание призводится
электронным сумматором — основным элементом
цифровой машины. В целом это
устройство является важнейшим элементом
электронной счетной машины.
Запоминающее устройство,
играющее, как и арифметическое устройство,
очень важную роль, использует
электронные реле, электронно-лучевые
трубки и различного типа линии задержки
импульсов, а также магнитные ленты
и барабаны, перфорированные ленты
и т. п. Так, например, в качестве
основного оперативного запоминающего
устройства быстродействующей
электронной счетной машины («БЭСМ»),
созданной в Академии наук СССР под
руководством академика С. А.
Лебедева, используются специальные
электронно-лучевые трубки, сходные с
телевизионными трубками. В них пучок
электронов можно направить в любую точку
экрана. Этот пучок электронов оставляет
на экране трубки электрические
заряды, в виде которых числа и «хранятся»
в отдельных точках экрана трубки,
причем положительным зарядам
приписывается значение кода 1, а
отрицательным — 0. Считывание записанных кодов,
выборка какого-нибудь числа
производится повторным направлением пучка
электронов в требуемую точку. В этой же
машине имеется дополнительное, менее
быстродействующее запоминающее
устройство на магнитном барабане и магнитных лентах, использующее принцип
магнитной записи электрических импульсов, аналогично записи звука на магнитофоне.
Сейчас имеются машины с «памятью» на магнитных лентах, хранящей до
полумиллиарда знаков.
Устройство управления, превращающее команды в систему импульсов,
обеспечивает полную автоматичность всех вычислений по заданной программе2.
Устройство контроля, позволяющее контролировать производимые машиной
расчеты, правильность вычислений, сигнализирует о возникших в машине
неисправностях и ошибках в вычислениях. Контроль за работой машины осуществляется с
центрального пульта управления.
Выводные (выходные) и печатающие устройства служат для фиксирования
полученных результатов вычислений. Эти результаты записываются в виде импульсов кода,
а специальные дешифрирующие печатающие устройства преобразуют записанный код
Устроистдо для
ВЗодо и быводо
1
Запоминающее'
устройство
1
*
5ло* управления
'
'
Дритметичесное
устроистдо
\
1
1
1
>* Каналы информации
~- *- »» «' упрадления
Рис. 261. Структурная схема цифровой
электронной вычислительной машины.
1 Это осуществляется с помощью бумажных карт или лент, на которых
предварительно пробиваются отверстия соответственно кодам чисел или команд. Подготовка
таких перфорированных карт или лент производится вне машины на перфораторах
(например, в одной из американских вычислительных машин для перфорирования
карт применяется перфоратор производительностью 100 карт в мин). С помощью
фотоэлементов запись на перфорированной ленте преобразуется в электрические сигналы,
поступающие в машину.
2 Основной частью этого устройства является электронный дешифратор. При
выполнении любой операции работа машины производится в два этапа: вначале
команда проходит в устройство управления из запоминающего устройства, а потом она
(команда) выполняется. Затем машина автоматически переходит к повторению цикла,
извлекая, как правило, команду из следующей ячейки запоминающего устройства.
Такт работы машины определяется высокостабильным кварцевым генератором,
посылающим во все элементы машины синхронизирующие импульсы.
535

в цифры и печатают их, например, в виде таблиц. Результаты вычислений записываются
обычно на магнитную ленту с последующим печатанием на кинопленку вне машины
(рис. 262).
Следует отметить, что наряду с командами, выполняющими
арифметические действия, в электронных вычислительных машинах
предусматриваются команды для логических действий. Это позволяет осуществлять,
например, перевод текста с од-
+ 1 ного языка на другой. В этом
случае в запоминающем
устройстве хранятся слова в
алфавитном порядке, причем перевод
фразы одновременно
обрабатывается машиной с учетом
грамматических особенностей языка.
В специальную электронную
машину для автоматического
перевода текста с одного языка
на другой в виде особых
кодовых сигналов закладывается
необходимый словарный запас.
Действие машины подчиняется
ряду правил, разработанных на
основе так называемой теории
информации (общая теория
связи), грамматических
особенностей соответствующего языка1.
Электронная
вычислительная техника является самой
молодой, быстро развивающейся отраслью радиотехники. Первой
электронной цифровой вычислительной машиной явилась машина «ЭНИАК»,
созданная в Пенсильванском университете в США в 1943 г. Эта машина
предназначалась для расчета траекторий снарядов и бомб, но помимо
решения этих задач она могла решать и некоторые другие задачи. В машине
имелись десятиразрядные десятичные счетчики, составленные из
электронных ламп. Ввод данных в нее осуществлялся с перфокарт. Машина
состояла из блоков для выполнения основных арифметических операций.
Устройство машины включало в себя до 18 тыс. электронных ламп,
10 тыс. конденсаторов, 6 тыс. переключателей, 1500
электромеханических реле и т. д., расположенных на 40 отдельных панелях. Эта
машина была крайне громоздка, ее вес составлял 30 т.
Для решения определенной задачи на машине «ЭНИАК» было
необходимо предварительно произвести соединения внутри блоков и между
отдельными блоками при помощи большого количества переключателей.
Длительность предварительной настройки для решения каждой
конкретной задачи являлась большим недостатком машины, сокращающим
долю полезного времени работы. Недостатком являлась и чрезвычайно
малая емкость запоминающего устройства. Однако по сравнению с другими
машинами «ЭНИАК» обладала огромной быстротой действия.
Значительно усовершенствованная электронная машина этого типа,
построенная в последующие годы по заказу военного ведомства США,
линзы
Рис. 262. Схема фотопечатающего устройства
электронной вычислительной машины.
1 Так, например, на информационной технологической конференции в Париже
в июне 1959 г. демонстрировался «высокоскоростной переводчик», созданный в США.
Машина прочитывала печатный текст, переводя его в электрические сигналы со
скоростью 200 знаков в секунду, и переводила с французского на английский язык
10 тыс. слов в час.
536

воплощала в себе многие современные идеи создания электронных
быстродействующих машин. Она работала по двоичной системе и имела более
совершенное запоминающее устройство (в том числе вспомогательное —
магнитный барабан), что позволяло решать более широкий круг задач
с большей точностью.
В послевоенные годы работы по созданию электронных
вычислительных машин развернулись в СССР. В 1953—1954 гг. были созданы большие
электронные вычислительные машины «Стрела», «БЭСМ», «М-2». Советская
электронная машина «БЭСМ» содержит около 5 тыс. электронных ламп,
срок службы которых составляет примерно 10 тыс. часов. Машина работает
круглые сутки, причем ежедневно 4—5 часов уходит на
профилактический контроль за ее работой, поскольку неисправность хотя бы одной
лампы ведет к ошибкам в вычислениях.
Последующая разработка ряда больших электронных машин шла
в направлении повышения быстроты действия, применения
запоминающих устройств большой емкости на магнитных барабанах и лентах,
автоматизации программирования, а также внедрения полупроводниковых
элементов, ферритов1 и т. д.
Особенное значение в настоящее время приобретают безламповые
электронные вычислительные машины. Большая электронная
вычислительная машина, потребляющая сейчас несколько десятков киловатт
электроэнергии, при переоборудовании станет расходовать не более
100 вт. Недавно американская фирма «ИБМ» выпустила
вычислительную машину, работающую на нескольких тысячах полупроводниковых
диодах и триодах. Новая машина занимает в два раза меньше места по
сравнению с аналогичной машиной «ИБМ-604» на вакуумных лампах.
Она смонтирована методом печатных схем (в машине имеется 595
блоков). Общая мощность машины равна 310 вт, что составляет всего
лишь 5% от потребляемой мощности «ИБМ-604». Считается, что
полупроводниковые диоды и триоды служат почти в 100 раз дольше аналогичных
вакуумных приборов.
В современной электронной вычислительной машине применяются
сотни и тысячи миниатюрных (и сверхминиатюрных) долговечных
электронных ламп, полупроводниковых и ламповых усилителей и
выпрямителей, сопротивлений и конденсаторов, кроме того, имеются
накопительные электронно-лучевые трубки или так называемые ультразвуковые
линии задержки (электроакустические ртутные трубки)2 и некоторые
другие элементы запоминающего устройства.
Ныне при помощи электронных вычислительных машин решаются главным
образом два типа задач:
а) задачи, требующие очень большого объема вычислительных работ; к ним
относятся сложные математические проблемы современной аэродинамики,
гидродинамики, метеорологии, ядерной физики. Эти задачи решаются при помощи больших
универсальных электронных цифровых машин;
1 Ферритовые кольца способны очень быстро перемагничиваться, и «решетки»
ферритовых оперативных накопителей позволяют осуществлять большую скорость
записи и считывания кодов. В последнее время были разработаны новые элементы
«памяти» машин: «оптотроя», «криотроя» и др.
На некоторых быстродействующих электронных вычислительных машинах
применяются запоминающие устройства, действующие в десятки раз быстрее ферритовых
накопителей.
2 При использовании запоминающих устройств преобразование электрических
сигналов в механические колебания на электроакустических трубках осуществляется
кристаллом кварца. Механические колебания распространяются вдоль трубки, в конце
которой попадают на приемный кристалл кварца, преобразовываясь опять в
электрический импульс. Коды чисел, введенные в виде импульсов в такую трубку, будут
неограниченно долго циркулировать по ней (процесс динамического «запоминания»).
537

б) задачи, требующие очень большой (мгновенной) скорости решения; к ним
относятся проблемы, связанные с автоматическим управлением производственными
процессами, с управлением сложными быстропротекающими процессами, требующими
точного соблюдения режимов. Эти задачи могут быть решены с помощью так
называемых моделирующих машин, которые получили широкое распространение в качестве
счетно-решающих устройств.
Точность до миллионных долей процента и быстроту действия с десятизначными
десятичными числами в несколько десятков тысяч операций в секунду обеспечивают
электронные цифровые машины — машины дискретного (прерывного) счета. Помимо
этих машин имеется группа машин непрерывного действия — моделирующие и счетно-
решающие машины, которые характеризуются тем, что переменные, входящие в
решаемую математическую задачу, представляются не цифрами, а в наглядной форме —
определенными, непрерывно меняющимися физическими величинами или их аналогами, с
которыми и приходится оперировать при решении задач (например, в виде меняющегося
напряжения тока), поэтому эти машины не производят операций непосредственно
с арифметическими величинами.
Цифровые математические машины производят арифметические операции с
отдельными числами в виде цифр. Эти машины могут давать принципиально неограниченную
точность вычисления, тогда как машины непрерывного действия с успехом
применяются для менее точных вычислений и главным образом для качественной оценки
инженерных расчетов и исследований. Машины непрерывного действия являются машинами
специализированного назначения. Структура и схема их строится применительно к
решению того или иного класса математических задач. Цифровые или счетные машины,
выполняющие заданную последовательность арифметических операций, являются
по существу универсальными, пригодными для решения любой математической задачи.
Но эти машины сейчас еще слишком сложны и громоздки. Математические машины
непрерывного действия обычно оказываются конструктивно более простыми, чем
цифровые машины (дискретного счета). Создание электронных цифровых машин явилось
крупным шагом вперед после создания машин непрерывного действия.
Примером моделирующей машины является расчетный стол
постоянного тока для весьма трудоемких расчетов токов коротких замыканий.
Этот расчетный стол состоит из цепей с линейными сопротивлениями,
которые могут быть легко соединены в любые комбинации для точного
воспроизведения схемы реальной электрической системы при
различных расчетных режимах. Универсальный электрический расчетный стол
может успешно применяться при проектировании и эксплуатации
современных мощных электрических систем, требующих решения множества
сложных задач при работе системы в нормальных или аварийных
режимах.
Примером счетно-решающей машины является машина типа «Тридак»
в Англии, предназначенная для расчетов полета быстроходных самолетов.
Эта машина на основании всех характеристик самолета и условий
внешней среды вычисляет и непрерывно показывает в трехмерных
пространственных координатах фактическое его местоположение и
характерные особенности его перемещения. Машина содержит 8 тыс.
электронных ламп, 2 тыс. реле, большое количество электромоторов,
охлаждающие устройства и т. п. Эта «счетная фабрика» занимает площадь
600 ж2.
В 1958 г. в Советском Союзе была создана моделирующая машина на
полупроводниках — «МН-10», не имеющая ни одной радиолампы.
Машина действует с большой скоростью. Расчет одного варианта
траектории движения самолета за очень короткий период производится этой
машиной за несколько часов (у вычислителя это заняло бы около
месяца работы).
Уникальной вычислительной машиной является электроинтегратор,
установленный в 1957 г. во Всесоюзном научно-исследовательском
нефтегазовом институте. Эта машина служит для расчета процессов,
протекающих в нефтяных месторождениях при их разработке. Для этого
составляются так называемые электромодели пластов, причем в машину может быть
«введено» до 30 тыс. различных значений, отображающих природные
538

факторы пласта. С помощью машины нетрудно выбрать, например,
наиболее удачные режимы работы нефтяных скважин.
В 1957—1958 гг. в СССР были созданы универсальные машины
дискретного типа «БЭСМ-2» и «Урал», а также другие машины, которые
могут выполнять до нескольких десятков тысяч арифметических
операций в секунду.
«БЭСМ-2» производит 8200 операций в секунду, причем сложение
и вычитание занимает 20—225 мк-сек, а умножение и деление—240 мк-сек.
Данные в машину вводятся с перфоленты со скоростью 20 чисел в секунду.
Большими достоинствами обладает созданная в 1959 г. машина
«Сетунь», отличающаяся малыми размерами, быстродействием,
надежностью.
При решении многих задач цифровые машины и машины
непрерывного действия дополняют друг друга, в связи с чем в настоящее время
наблюдается тенденция к объединению элементов машин обоих типов.
В электронной машине непрерывного действия «Тайфун», построенной
в 1951 г. в США, часть операций, например, выполняется цифровым
методом.
По заказу военного ведомства США созданы машины,
управляющие огнем артиллерии, наведением снарядов на цель и т. п. Так,
например, машина фирмы «Джекобе», созданная в США в 1954 г., имеет размеры
в несколько десятков сантиметров, и может устанавливаться, например,
непосредственно на самолете. По сообщениям иностранной печати, созданы
самолетные цифровые вычислительные машины, способные в комплексе
с радиолокационными прицелами, навигационными системами и
автопилотом решать без участия человека задачи воздушной стрельбы,
бомбометания и управления самолетом. Одна из выпускаемых серийно с 1953 г.
американских машин может работать, например, совместно с
радиолокационными станциями дальнего обнаружения и управлять движением
самолетов и ракет.
Говоря о развитии счетных машин, используемых в управляемых
снарядах, и о достижениях в этой области электроники в 50-х годах,
нельзя не остановиться на высказываниях одного из основоположников
теории математических машин в США — Норберта Винера. Н. Винер,
видя, что подобные машины используются в военных целях, еще в 1947 г.
отказался участвовать в созданной командованием американского
военного флота конференции по быстродействующим вычислительным
устройствам, так как они предназначались исключительно для военных целей.
Винер протестовал против системы финансирования научных
исследований военным ведомством США ввиду того, что «открытия и изобретения,
сделанные учеными, попадают в руки людей, которым меньше всего
можно доверять».
В то же время широкое использование электронных вычислительных
машин в мирной, созидательной деятельности человека сулит огромные
возможности. Использование этих машин позволило принципиально
по-новому поставить вопрос о применении научных методов для решения
практических задач. С применением электронно-счетных машин
значительно расширяется использование результатов науки для нужд практики.
С помощью этих машин, например, легко могут быть сосчитаны десятки
вариантов какой-либо инженерной конструкции, с тем чтобы можно было
выбрать наилучший вариант.
Замечательным достижением советской вычислительной техники
явились расчеты полета искусственных спутников Земли и космических
кораблей-спутников в 1957—1961 гг. При помощи электронных ма
тематических машин производились сложные математические расчеты
539

траекторий полета спутников и космических кораблей. С помощью
радиоэлектронного измерительного комплекса обрабатывались данные о
местоположении и скорости спутников при их полете по заранее
рассчитанной орбите. Все такого рода сложные расчеты стали возможны лишь
благодаря огромной скорости, с которой производятся арифметические
действия электронными математическими машинами.
В настоящее время ученые многих стран работают над тем, чтобы
заставить машину «изучать» тот или иной процесс и устанавливать
неизвестные математические связи. Ныне раскрываются перспективы
создания машин, которые сами перестраивают свою работу по мере накопления
опыта в процессе работы (самонастраивающиеся машины). Электронные
вычислительные машины наших дней могут в сущности выполнять
всякого рода «интеллектуальные» операции, свойственные человеку, при
условии, что человек познал логику этих операций. В некоторых странах
в последнее время ведутся опыты по созданию нового «электронного
мозга», предназначенного для выполнения многообразных
мыслительных функций.
Изучение пределов возможностей замены функций человеческого
мышления работой машин является наиболее сложным, противоречивым
вопросом науки, известной под названием кибернетики.
Материальной основой возникновения кибернетики стали
разнообразные электронные вычислительные машины и устройства для
переработки информации. Создателем ее считается Н. Винер, выпустивший
в 1948 г. книгу «Кибернетика». Техническими средствами кибернетики
являются средства современной техники связи, электронные
математические машины, телемеханические связи и т. п.
«Кибернетические» машины уже в настоящее время достигли большой степени
совершенства, а их возможности в будущем настолько велики, что некоторые философы
приходят к «выводам», что в будущем машина подчинит человека как своего «раба».
Многие ученые ошибочно утверждают, что современные машины по существу
представляют из себя «мыслящие» машины, что нет принципиальной разницы между особо
совершенными машинами и человеческим мозгом. Профессор Лондонского университета
Джон Янг несколько лет назад прямо заявлял, что «мозг — это гигантская
вычислительная машина, содержащая 15 миллиардов клеток вместо 23 тысяч радиоламп,
имеющихся в самых крупных из ныне сконструированных вычислительных машин».
Ясно, что созданы действительно исключительные по своему значению машины,
однако указанные выше аналогии некоторых современных ученых-кибернетиков,
утверждающих, что нет принципиальной разницы между счетной машиной и
человеческим мозгом, конечно, неправильны. Ведь мозг человека состоит из такого
огромного числа клеток, что возможное число их сочетаний значительно превышает
количество атомов во Вселенной. Но, конечно, более важны другие качественные отличия
между мозгом и машиной, примером чего является то, что нет таких электронных
машин, которые обладали бы способностью разбираться в моральных или эстетических
принципах, точно их анализировать, как это делает человек. При этом важно
также отметить еще одно обстоятельство: работа машины в значительной мере
зависит от качества программы, так как роль ее, как механизма, в конечном счете сводится
к переработке полученного задания (программы) с выдачей результатов. Машины,
в сущности, не могут исправить ошибки в программе, а качество и темп их работы
в значительной степени зависят от соответствия программы поставленной задаче.
Следует подчеркнуть, что приказание-программа, создаваемая человеком, ставит
машину в такое положение, когда она не может не выполнить эту полученную
инструкцию, находя нужное решение.
Замечательным примером применения новейших вычислительных
машин в области «механизации» мышления, выполнения ряда мыслительных
операций, изображенных формулами математической логики, является
расшифровка письменности древнейшей народности майя советскими
учеными из Института математики Сибирского отделения АН СССР
в 1960-1961 гг.
540

Советские ученые, проведя большую предварительную работу,
закодировали (запись в виде чисел) всю необходимую информацию и
подвергли ее обработке на вычислительной машине. Машина, проработав
20 часов и выполнив около миллиарда операций, расшифровала 40%
текста. Общий объем работы позволяет утверждать, что без вычислительной
машины нельзя было бы произвести расшифровку этих сложных
иероглифических рукописей. Полная публикация расшифрованных рукописей
явится большим вкладом в изучение культуры народа майя.
Электронные вычислительные машины позволяют механизировать
ряд весьма трудоемких работ, связанных с учетом и обработкой
статистических данных, а также астрономические вычисления. Такие
машины вносят настоящий переворот в технику планирования народного
хозяйства, в статистику, в учет на предприятиях и т. п.
Например, одна из фирм США, продающая товары около 3 тыс наименований через
тысячу различных торговцев, применила цифровую машину для ведения учета
торговли за день по всему ассортименту. Машина обрабатывает 90 тыс. товарных карточек
в день. Каждую ночь машина печатает результаты дневной торговли по всем видам
товаров К
Вычислительные машины непрерывного действия наиболее широко
применяются в устройствах автоматического управления станками и
различными сложными установками, а также управления новыми
производственными процессами. Но еще более широкие возможности открывает
применение машин дискретного счета.
Одним из новых принципов построения вычислительных машин
является принцип цифрового интегрирования, на основе которого созданы
компактные цифровые интегрирующие машины, применение которых все
возрастает. Созданы специальные управляющие машины, позволяющие,
например, полностью автоматизировать обработку на металлорежущем
станке какой-либо детали без всякой модели или шаблона. Команды,
необходимые для управления станком, подаются в цифровое
управляющее устройство при помощи перфокарт, или перфорированной ленты, или
же с магнитной ленты. Изменение настройки станка при переходе на
обработку другой детали производится простой заменой ленты с записью
иной программы (команд). Аналогично производится управление полетом
самолета: программа полета, преобразуясь в командные импульсы,
адресованные органам управления, заставляет самолет автоматически
совершать полет, лететь по заданному курсу и совершать посадку в заданном
месте. В связи с проблемой автоматизации и широкого применения
способов телеуправления перспективы применения электронных
вычислительных машин становятся все более значительными. Над такими
машинами сейчас интенсивно работают в Советском Союзе и в других
странах. Вычислительная техника становится мощным фактором
технического прогресса.
1 Недавно английской компанией «Солартрон» была создана электронная
счетная машина «ЭРА» — «Читающий электронный автомат». Эта оригинальная машина
может читать цифры (120 цифр в минуту), напечатанные обычным типографским
способом, и отсылать соответствующие импульсы в счетное устройство. Не нуждаясь в
специальных перфорированных лентах, машина может читать цифры прямо на чеках,
накладных и т. п.

ГЛАВА XXXII
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ ПРОИЗВОДСТВА МАШИН
¦ й Массовое поточное производство — характерная черта
Н^ машиностроения в XX в.
¦ й первой половине XX в. шло исключительно быстрое развитие
ШЖ электромашиностроения, автомобилестроения,
тракторостроения, приборостроения, авиации, двигателей внутреннего сгорания и
других отраслей машиностроения. Развитие машиностроения вызвало к
жизни новые технологические процессы и новое оборудование, что
потребовало значительно большей точности в изготовлении машин. Для
производства стали применять различные металлы и сплавы, начиная
с легких сплавов и кончая различными видами специальной стали с
высокими механическими качествами.
Машиностроение получило от новых отраслей техники не только заказ
на изготовление более совершенных машин, но и широкие возможности
для развития, улучшения технологии производства. Прогресс новых
отраслей техники обусловил глубокие изменения в производстве
современных машин. Электротехника, например, позволила создать
металлорежущие станки с гибким управлением, а также электрифицировать ряд
технологических процессов. Большую роль в машиностроении начала
играть электроника, без которой немыслима широкая автоматизация
машиностроения.
Характерной особенностью современного машиностроения является
переход к массовому специализированному производству, связанному
с выпуском однотипной стандартной продукции. Это стало возможным
только в результате использования принципа взаимозаменяемости
деталей, который способствовал широкому внедрению массового
производства в совершенно новые отрасли техники, и особенно в машиностроение.
Если старый метод массового производства применялся при
изготовлении изделий, состоящих из одной детали, или изделий, не требующих
высокой точности, то при новом методе массового производства
изготовлялись изделия из многих деталей, требующих высокой точности
обработки. Это вело к тому, что сборку изделий должен был осуществлять
лишь высококвалифицированный рабочий, обладающий уменьем точно
подгонять отдельные детали. Чтобы избежать этого, готовые детали стали
производить стандартных размеров, с тем чтобы даже
малоквалифицированный рабочий мог собирать сложные машины.
Другой особенностью современного машиностроения является
организация поточного производства, при котором изготовление и сборка
изделий осуществляются в поточных линиях, представляющих собой
совокупность рабочих машин и рабочих мест, расположенных по ходу
технологического процесса изготовления изделий.
542

За каждой машиной или рабочим местом поточной линии
закрепляется одна или несколько одних и тех же операций обработки одного или
нескольких изделий, изготовленных одновременно или попеременно, что
требует высокопроизводительного специализированного оборудования
и оснастки, обеспечивающих высокую производительность труда и
высокое качество работы.
Развитое поточное производство характеризуется передачей
обрабатываемых изделий на следующую операцию немедленно после выполнения
Рис. 263. Последний этап сборки автомобилей на заводе Форда (начало XX в.).
предыдущей при помощи специальных межоперационных транспортных
устройств (рольгангов, склизов, конвейеров и т. д.). Это обеспечивает
равномерный ход производства, ритмичный запуск и выпуск продукции,
высокую производительность труда, а также снижение себестоимости
изготовляемого изделия. Высшей стадией развития поточного
производства является непрерывность всего технологического процесса,
основанного на полной автоматизации.
Современное поточное производство было впервые организовано
в автомобильной промышленности. Возникновение поточного
производства обычно связывают с деятельностью американского капиталиста
Генри Форда. В 1913 г. он на своем заводе применил конвейеры для
механизации внутризаводского транспорта при сборке автомобилей
(рис. 263). В то время автомобиль Форда состоял приблизительно из
5 тыс. частей.
Вначале первые автомобили собирались на земле, причем рабочие
подносили требующиеся для этого части по порядку на место сборки.
Инженеры Форда разработали новую организацию работ, при которой
детали доставлялись к рабочим местам. Основная идея нового метода
заключалась в том, чтобы рабочий по возможности при сборке не делал
543

больше одного шага в сторону, чтобы при работе ему не приходилось
наклоняться вперед или в стороны.
Однако Форд на этом не остановился и в дальнейшем перешел к
осуществлению сборки с применением специального «сборочного пути».
Усовершенствование принципа потока привело к значительному
росту производительности труда.
Так, при индивидуальной сборке один рабочий тратил около 30 мин. на сборку
одного магнето. Позднее, когда сборка была расчленена на 29 различных операций,
время сборки сократилось до 13 мин. 10 сек. Сборка двигателя автомобиля, которая раньше
производилась одним рабочим, была расчленена на 48 отдельных операций. В
результате этого производительность труда выросла втрое. Наивысшая производительность
труда была достигнута при сборке шасси. В первоначальной стадии сборки шасси
тянули посредством ворота и каната на расстояние около 76 м. Шесть сборщиков
двигались вместе с шасси и собирали приготовленные на пути части. Даже этот
несовершенный способ сократил время сборки шасси с 12 час. 18 мин. до 5 час. 30 мин.
Применение сборочного конвейера позволило Форду добиться
принудительного поддержания установленного темпа работы и значительно
интенсифицировать труд рабочих. Внедрение этой системы организации
труда и управления производством, получившей название «фордизм»,
стимулировалось стремлением к получению высоких прибылей на основе
максимального повышения интенсивности труда.
Повышение интенсивности труда при использовании конвейерной
сборки в условиях капитализма представляет собой наиболее резкую
форму наступления капитала на рабочий класс и ведет к истощению
жизненных сил рабочего. Фордизм, так же как и тейлоризм, является
капиталистической системой организации труда, которая ведет к
хищническому использованию рабочей силы.
На заводах Форда непрерывно вводятся различные системы «поторап-
ливания» рабочих, потогонные системы, которые выматывают все силы
у человека, работающего у конвейера.
На фордовских предприятиях введен автомат «хронолог», который
в бюллетене профсоюза рабочих Форда характеризуется как одно из-
самых жестоких изобретений. «Этот аппарат учитывает даже долю
секунды на протяжении рабочего дня; аппарат не учитывает только утомление
рабочего и общего веса тяжестей, которые ему приходится поднимать;
машина глуха и нема, жестока и бездушна; с помощью этого аппарата
фордовская компания преследует свою цель — выжать из каяедого
рабочего всю его энергию до последней капли».
В. И. Ленин, давая характеристику этой «научной системе»
выжимания пота, подчеркивал, что она «соединяет в себе утонченное зверство
буржуазной эксплуатации и ряд богатейших научных завоеваний в деле
анализа механических движений при труде, изгнания лишних и неловких
движений, выработки правильнейших приемов работы, введения
наилучших систем учета и контроля и т. д.»1
Одновременно В. И. Ленин указывал, что эта система поточного
производства должна быть изучена в Советской России. Из нее необходимо
взять все прогрессивное и рациональное,—писал он.
В условиях социализма поточное производство, основанное на
использовании конвейера, применяется исходя из необходимости достижения
средней интенсификации труда. Она осуществляется в интересах
увеличения общественного богатства, роста производительности труда и
повышения материального и культурного уровня трудящихся.
В нашей стране в годы первой пятилетки, когда создавались такие
новые отрасли промышленности, как автомобильная и тракторная, были
1 В. И. Ленин, Соч., т. 27, стр. 229.
544

разработаны основные принципы применения массового поточного
производства. В 1929 г. впервые в СССР на конвейерную сборку автомобилей
перешли на Московском автомобильном заводе. В 1930—1931 гг. поточное
производство было организовано на Волгоградском и Харьковском
тракторных заводах. Затем эта система организации производства стала
применяться не только на автомобильных и тракторных заводах, но и в других
отраслях промышленности СССР.
Большое развитие массовое поточное производство получило в годы
Великой Отечественной войны, когда большинство заводов,
производивших вооружение, было переведено на эту систему организации
производства. Переход на поточное производство привел к резкому снижению
производственного цикла изготовляемой продукции, значительному
повьппению производительности труда, резкому снижению себестоимости
продукции.
Основным направлением технического перевооружения советского
машиностроения в послевоенные годы явился переход на поточномас-
совое производство, основанное на специализации и кооперировании.
Для дальнейшего развития народного хозяйства СССР необходимо
постоянное техническое совершенствование машиностроения,
основанного на широком использовании массового поточного производства.
XXI съезд КПСС в контрольных цифрах семилетнего плана развития
народного хозяйства нашей страны определил основные направления
развития машиностроения, которое должно значительно поднять свой
технический уровень, обеспечить коренное улучшение технологии
производства за счет широкой замены и модернизации оборудования,
значительного расширения механизации и автоматизации как основных, так
и второстепенных работ. В течение семилетки будет обеспечено
производство специальных и многопозиционных станков и станков с автоматическим
программным управлением, штамповочных и чеканочных прессов, машин
для точного литья под давлением, в кокиль, в оболочковые формы и по
выплавляемым моделям.
Большие задачи перед советским машиностроением ставит
Программа КПСС, принятая на XXII съезде КПСС.
Программа КПСС определяет на ближайшие 20 лет форсированное
производство автоматических линий и машин, средств автоматики,
телемеханики и точных приборов. За двадцатилетие общий объем производства
продукции машиностроительной и металлообрабатывающей
промышленности возрастет в 10—11 раз, в том числе выпуск автоматических
и полуавтоматических линий—более чем в 60 раз.
Развитие металлорежущих станков в условиях
массового поточного производства
Возможности машиностроения характеризует парк металлорежущих
станков.
Парк металлорежущих станков в СССР составил в 1960 г. 2030 тыс.
штук, а к концу 1962 г. парк металлорежущих станков и кузнечно-
прессового оборудования будет насчитывать около 2 млн. 700 тыс. штук,
что составит примерно 90% к масштабам современного парка в США.
Все это свидетельствует о том, что наша страна уже в скором времени
догонит США в этом отношении.
Особенностью современного станкостроения является то, что для
удовлетворения потребностей производства необходимо выпускать
большое количество типов станков, начиная от небольших настольных станков,
545

применяемых для изготовления мельчайших деталей приборов, часов и т. п.,
до тяжелых станков, предназначенных для обработки деталей диаметром
до 20 м и весом свыше 250 т. Однако среди этого разнообразия станков
можно видеть, что одним из основных направлений технического
развития машиностроения является переход к широкому внедрению
полуавтоматов и автоматов, специальных (особенно агрегатных) станков. Именно
использование такого парка станков позволило создать автоматические
поточные линии.
В XX в. массовое производство сначала получило распространение
при изготовлении болтов, винтов, штифтов, гаек, шайб, т. е. небольших
деталей. Для производства таких деталей впервые и были созданы
автоматы и полуавтоматы.
Обработка длинных деталей, требующих продольной обточки
(особенно ступенчатой) на большой длине, производилась продольно-фасонными
автоматами. Для изготовления деталей, подвергавшихся минимальной
продольной обточке, в начале XX в. были созданы фасонноотрезные
автоматы. Вслед за этим были выпущены более производительные
многошпиндельные автоматы.
В массовом, крупносерийном и отчасти серийном производствах
большое распространение получили токарные полуавтоматы. Они
предназначаются преимущественно для тяжелых и сложных работ. В таких станках
неавтоматизированным остается лишь установка и закрепление заготовок,
пуск станка и снятие обработанного изделия.
Вначале широкое применение полуавтоматы получили в Германии
в 30-х годах XX в., когда крупные немецкие фирмы «Магдебург», «Леве»
и другие стали выпускать их для военной промышленности.
Развитие авиационной, автомобильной, тракторной и военной
областей промышленности США потребовали от американского
станкостроения создания полуавтоматов и в особенности автоматов. В 30-х годах
производством таких станков занимались 17 ведущих
станкостроительных фирм.
Вслед за США и другие страны (Англия, Канада и Германия)
приступили к освоению производства автоматов. Так, например, в Англии было
налажено производство многошпиндельных прутковых автоматов, а
затем английская фирма «Вобстер — Бент» начала выпускать
многошпиндельные автоматы типа «КОН».
В СССР освоение выпуска полуавтоматов и автоматов началось в годы
первой пятилетки. Уже в 1940 г. в нашей стране было выпущено 2 тыс.
таких станков. В 1933 г. стали изготовляться одношпиндельные токарно-
револьверные прутковые автоматы. Производство многошпиндельных
прутковых автоматов было налажено в 1936 г. на Московском
станкозаводе им. С. Орджоникидзе.
Повышение производительности металлорежущих станков в связи
с переходом к автоматам может быть охарактеризовано следующими
данными: в 20-х годах при обработке плоскостей в головках цилиндров
автомобильного двигателя в Соединенных Штатах Америки 162 станка
выпускали 108 деталей в час. В 40-х годах эту же работу выполняли уже
6 станков, а в 1952 г. один протяжной автоматический станок
изготовлял в час 137 деталей.
Важнейшими факторами, определяющими эффективность обработки
металлов резанием, являются скорость резания, нагрузка на режущий
инструмент, длина контакта режущего инструмента с изделием, степень
непрерывности процесса резания и количество операций, необходимых
для обеспечения требуемой конфигурации деталей и качества
обработки.
546

Начиная с 40-х годов скорость резания увеличилась в несколько раз.
В этом отношении больших успехов добился новатор станкозавода
им. Орджоникидзе в Москве фрезеровщик И. И. Гудов. 13
сентября 1935 г. он в несколько раз превысил нормы передовых
капиталистических заводов: выполнил сменную норму на 820%. Токари—
скоростники послевоенных лет С. Бушуев, П. Быков и др. в
производственных условиях обрабатывали детали со скоростью до 4000 м/лтн,
что во много раз поднимает производительность труда.
Эти достижения явились результатом освоения советской
металлургической промышленностью высококачественных твердых сплавов и
большой работы советских ученых, инженеров и новаторов-рабочих в области
совершенствования геометрии режущего инструмента. Токарь
Ленинградского станкостроительного завода им. Свердлова Г. Борткевич в 1948 г.
предложил рациональную геометрию резца, которая позволила достигнуть
скорости резания, равной 600—700 м/мин при окончательной обработке
стальных деталей. Токарь-новатор В. Колесов, разработав новую
геометрию резца, получил возможность обрабатывать детали с высокой
чистотой поверхности при подачах до 3 мм и больше на один оборот изделия
(обычно подача составляет 0,2—0,5 мм). Подхватив этот почин, другие
новаторы начали работать с еще большими подачами (до 8—12 мм).
Высокие скорости и давления, применяемые в современной технике,
вынуждают изготовлять детали этих машин с высокой степенью точности.
Современные станки обрабатывают детали с точностью, измеряемой
долями микрона. Это обусловило появление и развитие таких прецизионных
станков, как координатно-расточные, координатно-шлифовальные и
другие. Производство таких точных станков наиболее широко освоено
в последние годы в Швейцарии, где развиты приборостроение и часовая
промышленность.
Прецизионные станки в СССР до войны почти не производились.
В 1940 г. было выпущено всего 7 типоразмеров таких станков. После
войны точные станки стали выпускать на ряде заводов. В 1950 г. было
изготовлено уже 40 типоразмеров станков повышенной и особо высокой
точности (среди них, например, координатно-расточные станки моделей
2430, 2440 и 2450).
На современных машиностроительных заводах с массовым
производством огромное значение приобретает техническая проверка качества
изготовляемых деталей машин. На техническом контроле занято большое
количество квалифицированных рабочих, техников и инженеров. Так, на
подшипниковых заводах 20—25% и на автомобильных 12—15% всего
количества производственных рабочих является контрольным персоналом.
Все это вызвало необходимость широкого внедрения автоматизации
контроля.
В Советском Союзе в области создания контрольно-измерительных
автоматов для готовых деталей накоплен большой конструкторский и
производственный опыт. В последние годы созданы самые разнообразные
автоматы для разбраковки готовых деталей на годные и бракованные, а
также для сортировки деталей на несколько групп для селективной
сборки. Наряду с автоматами для контроля геометрических параметров
качества деталей сконструированы автоматы для контроля твердости,
упругости, веса и других параметров изделий.
Созданный в СССР фотоэлектронный автомат (модель КДШ) для
выявления дефектов на поверхности стальных шариков (царапин, рисок,
раковин, сомнительных точек и др.) был удостоен «Приза чести» на Всемирной
выставке в Брюсселе в 1958 г. Производительность автомата составляет
6 тыс. шариков в час.
547

Этот автомат заменяет многих контролеров на операции визуального контроля»
Принцип работы автомата состоит в следующем: световое пятно проходит над каждой
точкой поверхности вращающегося шарика, причем, если обнаруживается дефект,
интенсивность отраженного светового потока уменьшается, одновременно подается
сигнал и производится удаление дефектного шарика.
Наиболее полное развитие автоматизация приемочного контроля
и сортировки деталей получила в подшипниковой промышленности. Ярким
примером этого являются автоматы для сортировки по диаметру шариков,
конических роликов, сортировки внутренних и наружных колец и
шарикоподшипников, созданные и внедренные в производство на подшипниковых
заводах в 40—50-х годах.
Автомат для сортировки шариков, например, рассортировывает их на
7 групп. Из этих семи групп пять групп — годных, две — бракованных.
Производительность такого автомата составляет от 15 тыс. до 30 тыс.
шариков в час. На Брюссельской выставке золотой медалью был отмечен
контрольный автомат модели AGP-3, изготовленный московским заводом
«Калибр» и предназначенный для сортировки конических роликов по
диаметру и углу конуса на 32 группы с разностью по размерам в каждой
группе, равной 4 мк.
Все большее распространение в последнее время получают средства
активного контроля, позволяющие без выключения станка контролировать
размеры обрабатываемых деталей непосредственно в процессе обработки
с немедленным воздействием на ход технологического процесса. Такие
методы контроля существенно повышают производительность труда.
Так, в подшипниковой промышленности СССР с внедрением активного
контроля производительность труда повысилась на 50%, брак снизился
на 10-12%.
Автоматический контроль может осуществляться по различным схемам.
Так, например, в тех случаях, когда деталь измеряется во время
обработки, которая прекращается по достижении заданного размера, приборы,
снабженные измерительными датчиками, подают соответствующие
команды станкам.
Растущие потребности крупного энергетического машиностроения
вызвали к жизни тяжелое станкостроение. Изготовление больших деталей
крупных гидравлических и паровых турбин, гребные валы и винты и т. п.
требуют соответствующих станков (рис. 264). Одной из основных
тенденций машиностроения является повышение мощности машины в одном
агрегате, что в свою очередь требует повышения габаритов станков. В
последнее десятилетие создаются уникальные станки. Так, например,
Краматорский завод тяжелого станкостроения освоил производство
токарного станка, на котором можно обрабатывать детали диаметром до 3 ж и
длиной свыше 30 ж. Вес такой детали достигает 170 т. Суммарная
мощность электродвигателей станка равна 260 кет. Число оборотов шпинделя
этого станка в минуту достигает почти 60, что при точении крупных
деталей позволяет осуществить резание со скоростью до 500 м/мин. Это
ведет к повышению эффективности использования режущих свойств
современных твердосплавных инструментов.
Для обработки круглых деталей большего веса (например,
цельнокатаных колес), имеющих небольшую по сравнению с диаметром высоту,
предназначаются карусельные станки. На Коломенском заводе тяжелого
машиностроения создан карусельный станок для токарной обработки
деталей диаметром до 16 м. Площадь рабочего стола этого станка составляет
100 м2 (рис. 265). В последние годы в Советском Союзе осваивается
производство карусельных станков, на которых можно обрабатывать детали
диаметром около 22—23 м.
548

Современные высокопроизводительные металлорежущие станки,
построенные на широком использовании принципов многоинструментности
и многопозиционности, как правило, специализированы и часто
предназначаются для выполнения определенной операции. На автомобильных
заводах количество специальных станков достигает 60—70%. Опыт
Ленинградского металлического завода в создании мощных гидравлических
Рис. 264. Фрезеряо-строгальный станок, изготовленный на Ленинградском
станкостроительном заводе им. Свердлова (1960 г.). Станок предназначен для
обработки валов турбин и корпусов тяжелых машин; вес станка — 460 т.
турбин свидетельствует о технической и экономической
целесообразности использования специализированных станков даже в крупном
индивидуальном производстве. Однако развитие специализации станков,
связанное с требованиями массового поточного производства, имеет
определенные трудности. Специальные станки узко целевого назначения
трудно переключить на другие работы при смене вида продукции.
Стремление устранить этот недостаток привело к созданию агрегатных станков,
конструируемых из набора различных нормализованных укрупненных
узлов-агрегатов.
Агрегатные станки позволяют выполнять на одном станке различные
виды обработки изделий одновременно несколькими инструментами, что
значительно снижает трудоемкость механической обработки деталей.
Если раньше технологический процесс изготовления изделий
строился в соответствии с наличным парком станков, то в последнее время в зави-
549

симости от требующейся обработки деталей из унифицированных и
взаимозаменяемых узлов создаются специальные многопозиционные
агрегатные станки (рис. 266), причем на смену принципа упрощения и
дифференциации операций обработки приходит принцип максимальной
концентрации механической обработки на одном станке.
Рис. 265. Сборка карусельного станка с копировальным устройством
на Коломенском заводе тяжелого машиностроения (1958 г.)
На многопозиционных агрегатных станках самодействующие головки
имеют несколько инструментов. Операции подвода, отвода и рабочей
подачи инструментов осуществляются головками автоматически, причем их
число на одном агрегатном станке достигает 8—12. Такие головки
приводятся в действие гидравлическим и электрическим двигателем.
Агрегатные станки начали применяться в первой четверти XX в.
в Германии для производства швейных машин, а потом в США в
автомобильной промышленности.
Советскими инженерами был разработан ряд конструкций агрегатных
станков. В 1935 г. на Второй станкостроительной выставке в Москве был
550

показан 24-шпиндельный двухсторонний гидравлический сверлильный
агрегатный станок конструкции Экспериментального
научно-исследовательского института металлорежущих станков (ЭНИМС) для сверления
отверстий во фланцах корпуса заднего моста автомобиля. Этот же
институт спроектировал более 60 специальных агрегатных станков 42 типов
(сверлильных, расточных, нарезных и плоскопротяжных).
Производство агрегатных станков в СССР резко возросло в
послевоенный период. Если в 1940 г. выпущено всего 25 штук агрегатных станков,
Рис. 266. Основные нормализованные узлы мяогопозиционного агрегат
яого станка:
1 — пульт управления, 2 — горизонтальный кронштейн, з — промежуточная
плита, 4, 5 — фрезерные насадки головок, 6 — многошпиндельная сверлильная
насадка, 7 — силовая головка, 8 — вертикальный кронштейн, 9 — командный
аппарат, ю — электрошкаф, 11 — станина, 12 — стол с автоматическим
делением, 13 — станина.
то в 1950 г. их производство достигло 400 штук. Следует подчеркнуть, что
одновременно с ростом производства этих станков происходит и их
техническое усовершенствование. Достаточно, например, указать, что если
в первых советских агрегатных станках действовало всего 455 шпинделей,
то в станках, выпущенных в 1950 г., их было уже 6657.
Одним из характерных направлений в развитии агрегатных станков
является все повышающаяся степень автоматизации станков. В этом
отношении показательны следующие данные: если в 1940 г. в СССР
совершенно не изготовлялись станки с автоматическим поворотом стола,
то в 1950 г. с автоматическим поворотом стола изготовлялось 98 %
агрегатных станков.
Применение агрегатных станков весьма эффективно.
Так, для выпуска 9 млн. штук рукавов швейных машин в год Подольскому заводу
им. Калинина было необходимо 267 станков. Замена этих станков многопозиционными
агрегатными станками, изготовленными Московским станкозаводом им. Орджоникидзе,
позволила сократить число станков до 60 штук. На том же заводе применение
агрегатных станков при обработке платформы швейной машины позволило сократить число
станков с 271 до 101. Число рабочих на обработке рукавов при этом сократилось
551

в 4,5 раза, а на обработке платформ — в 10 раз. Построенный на Московском заводе
им. Орджоникидзе специальный 8-позиционный агрегатный станок для обработки
шатуна велосипеда выполняет фрезерование, расточку, сверление и дает 150 тыс. штук
шатунов в год. Один такой станок заменяет 15 обычных станков, причем вместо 30
человек рабочих для работы на них требуется только 2 человека.
В 1958 г. на Всесоюзной выставке достижений народного хозяйства
СССР демонстрировался агрегатный сверлильно-фрезерный полуавтомат,
изготовленный на Харьковском заводе малоагрегатных станков. Этот
станок выпускает 360 деталей в час, что позволяет заменить 20
универсальных станков.
Переход к автоматическим станочным линиям
Агрегатные станки приобрели особое значение в связи с появлением
и развитием автоматических станочных линий.
Впервые автоматическая станочная линия была установлена в Англии
в 1923—1924 гг. компанией «Моррис Моторз» для механической обработки
блоков цилиндров и других крупных деталей. Она выполняла 53 операции
и обрабатывала 15 блоков в час. Линия обслуживалась 21 оператором.
Однако, так как управление этой линией осуществлялось с помощью
лишь механических рычагов управления, она оказалась ненадежной в
эксплуатации.
В 1928 г. фирма «А. О. Смит энд К0» построила завод в Милуоки, на
котором было полностью автоматизировано производство автомобильных
рам. Изготовление рам начиналось с получения стальной полосы, которая
сначала проходила через контрольную позицию, где она проверялась
и выправлялась. Затем по мере продвижения по автоматической станочной
линии полоса резалась, гнулась, пробивалась и прессовалась,
приобретая различные формы, необходимые для различных частей шасси. Так же
автоматически все части собирались и клепались, и затем собранные рамы
обрабатывались металлическими щетками и протирались для
последующей окраски. На линии, обслуживаемой 120 рабочими, главным образом
наладчиками и ремонтными рабочими, ежедневно производилось около
10 тыс. рам. Таким образом, на каждую раму затрачивалось только
16 человеко-минут.
В 1929 г. фирма «Грехем Пейдж Моторс» создала автоматическую
систему машины на базе агрегатных станков для обработки блока цилиндров.
Большой интерес представляет автоматическая линия, созданная фирмой
«Джон Бертрам» в Канаде на основе агрегатных станков.
Эта линия состояла из транспортера, который является как бы основой всей
линии, причем агрегатные станки спроектированы с таким расчетом, чтобы они могли
работать самостоятельно вне линии или быть встроенными в общую систему автоматической
линии. Эта линия называлась блочной, так как в необходимый момент возможно любой
станок заменить другим. На линии имелся главный пульт централизованного
дистанционного управления. При этом у каждого станка (блока) была своя панель
управления. Таким образом впервые была создана единая сблокированвая автоматическая
система машин.
Впервые в Советском Союзе станочная линия была создана в 1939—
1940 гг. по инициативе рабочего Волгоградского тракторного завода
И. П. Иночкина. Она состояла из 5 станков, соединенных конвейерами,
и предназначалась для обработки роликовых втулок для гусеничных
тракторов. Первая поточная автоматическая линия была построена на базе
модернизированных станков ручного управления. В 1945 г. И. П. Иночкин
разработал новую оригинальную автоматическую станочную линию для
552

обработки деталей модернизированного трактора. Она также включала
5 станков. В основе линии лежал электромеханический принцип
управления. Ее применение высвободило 10 токарных станков и 12 рабочих.
Во время второй мировой войны, а особенно в послевоенные годы
автоматические станочные линии агрегатных станков получили большое
распространение на советских машиностроительных заводах. В 1946 г.
ЭНИМС и завод «Станкоконструкция» создали автоматическую линию
станков для обработки блоков двигателей тракторов.
В этом же году была создана линия для обработки головки
двигателя трактора «ХТЗ». В 1947 г. на станкостроительном заводе
им. С. Орджоникидзе были установлены четыре автоматических линии для
обработки блоков двигателей грузовых автомобилей «ЗИЛ-150». Первая
линия состояла из 8 станков типа «А291—А306» и имела 8 рабочих
позиций, 224 шпинделя, а также 20 электродвигателей. Управление
автоматической линией призводилось с центрального пульта, снабженного
световыми сигнальными лампочками. Протяженность линии достигала 17,2 м.
С этого времени началось быстрое внедрение автоматических линий.
06 экономической эффективности применения автоматических линий
можно судить по результатам, которые были получены на Московском
автозаводе им. Лихачева при обработке клапанных отверстий
двигателей. Одна из первых линий, внедренная на заводе, состояла из 7
агрегатных односторонних станков. Производительность ее достигала 35 блоков
в час. В результате внедрения автоматической линии было
высвобождено 26 станков, 23 рабочих и 80 м2 производственной площади. Годовой
выпуск продукции на одного рабочего при этом увеличился с 1890
до 17 500 блоков.
Успехи науки и техники позволили перейти от отдельных
поточных автоматических линий к автоматическим цехам. В конце 1955 г. на
Первом государственном подшипниковом заводе был создан и в 1956 г.
вошел в строй цех, оборудованный двумя автоматическими линиями по
производству шариковых и роликовых подшипников. На линии
полностью автоматизированы все операции механической и термической
обработки колец, контроля, сборки, антикоррозийной обработки,
упаковки изделий и удаления стружки (рис. 267).
Благодаря внедрению автоматических линий производственный цикл
при изготовлении подшипников сократился в 4—5 раз, а выработка на
одного рабочего повысилась в 2 раза.
Площадь автоматического цеха на заводе составляет около 3000 м2.
В цехе установлено 635 объектов различного оборудования и 700
электродвигателей общей мощностью примерно 200 кет. Количество
электроприборов в цехе достигает 10 тыс. Создание этого цеха является
выдающимся достижением советской техники в области автоматизации
подшипникового производства.
Число автоматических линий на заводах СССР непрерывно растет.
К началу 1958 г. для машиностроительных заводов было создано
150 автоматических станочных линий. Кроме того, заводы собственными
силами изготовили около 200 автоматических линий для механической
и термической обработки изделий, контроля качества и т. д. На
автомобильных и тракторных заводах внедрено более 50 автоматических линий,
позволяющих повысить производительность труда от 2 до 4 раз. По
семилетнему плану развития народного хозяйства СССР в течение 1959—
1965 гг. будет введено в действие свыше 1300 автоматических поточных
линий.
Работы по внедрению автоматических станочных линий проводятся
также в США, Англии, Франции и др. странах.
553

В Англии автомобильная компания «Остин Моторз Компани» первой
приступила в 1954 г. к автоматизации производства в широком мас-
Рис. 267. Цех-автомат на Первом государственном подшипниковом заводе.
Поточная линия шлифования колец роликовых подшипников.
штабе. К концу 1954 г. на заводах компании работало 60 автоматических
станочных линий, не считая 43 других автоматических станочных
линий, на которых обрабатываемое изделие проходит ряд станков, распо-
554

ложенных не по прямой, а по окружности. Одна автоматическая
станочная линия и 9 обычных станков по обработке корпусов коробок передач
заменили 45 станков старого типа. Количество рабочих сократилось
при этом с 37 до 10 человек.
Во Франции с 1946 по 1954 г. на заводах Рено было установлено
более 600 автоматических станочных линий.
В США автоматические станочные линии стали широко применяться
несколько раньше, чем в Англии и во Франции. Крупные
предприятия Америки уже достигли стадии использования объединенных
станочных линий.
Автоматические станочные линии соединяются друг с другом с
помощью автоматических конвейеров, в результате чего создаются линии
длиной до 500 ж и более. По всей длине линий работы производятся
исключительно автоматически, рабочие используются только для ремонта
и наблюдения за агрегатами.
Так, например, на 42 соединенных между собой автоматических
станочных линиях, предназначенных для механической обработки
шестицилиндровых блоков, на заводе автомобильных моторов в Кливленде
выполняются 530 операций, а также многие операции по контролю за
качеством изделий, в результате которых грубая отливка блока
превращается в законченное, готовое для сборки изделие. Потребность в рабочих
на этой линии, обрабатывающей до 5 т блоков в день, сократилась со 117
до 41 человека.
В Советском Союзе в этом направлении представляет интерес опыт
Первого государственного подшипникового завода, где путем соединения
автоматических станков и механизмов в группы по операциям
технологического процесса и организации автоматических транспортных и
подъемных устройств впервые в практике мировой подшипниковой
промышленности страны стали применяться автоматические групповые поточные линии
йа действующем оборудовании.
Первые автоматические поточные линии предназначались лишь для
механической обработки металла. В последние годы они производят также
термическую и термохимическую обработку, обработку давлением, сварку,
сборку и др. В настоящее время в ряде стран, и прежде всего в Советском
Союзе, осуществляется переход от автоматизированных поточных линий
к полностью автоматизированным цехам и заводам.
В 1949 г. в СССР впервые в мире был построен автоматический завод
по производству поршней. До последнего времени этот завод был
самым автоматизированным заводом в мире. Процесс превращения
алюминиевых болванок в готовые упакованные поршни на заводе полностью
автоматизирован, за исключением установки болванки на конвейер в
начале процесса и визуального контроля. Однако в 1954 г. и эта ручная
операция была устранена — болванки начали загружаться в бункер, из
которого они автоматически стали подаваться на конвейер. На этом заводе-
автомате осталась только одна ручная операция — визуальный контроль
изъянов в отливках (рис. 268).
С помощью конвейера болванки на заводе загружаются в электрическую печь,
где они предварительно нагреваются для удаления влаги, а затем плавятся.
Расплавленный металл очищается от шлака в трех последовательно расположенных
камерах. Из печи расплавленный алюминий течет отмеренными порциями в форму для семи
отливок на автоматический роторный станок. Форма движется на охлаждающую
позицию, затем она отрывается, механические руки извлекают отливку и передают ее на
отрезной станок. Металл, удаленный на отрезном станке, автоматически возвращается
в печь для переплавки, сюда же направляются забракованные отливки. Годные отливки
собираются в специальный бункер, откуда они по мере необходимости автоматически
направляются на секции металлообработки, на металлорежущие станки.
555

7/ W
Рис. 268. Схема технологического процесса на автоматическом заводе поршней:
1 — транспортер для загрузки болванок, 2 — транспортер для литников, 3 — электрическая печь, 4 — дозатор,
5 — литейная машина, 6 — отрезка литников, 7 — транспортер, 8 — печь для отпуска, 9 — пресс для проверки твердости,
Ю — бункер, 11—23 — автоматическая станочная линия, состоящая из фрезерных, расточных, сверлильных,
шлифовальных станков (11, 13—16, 18—20), а также промежуточного бункера — 12, прибора контроля — 17,
идроприводов станков и транспортера, фиксаций и зажима — 21 и 22, автомата подгонки веса —23; 24 — автоматический перегружатель,
%5 — шлифовальный станок, 26 — агрегат для лужения, 27 — транспортер, 28 — бункер, 29 — агрегат для окончательной
обработки отверстий под палец поршня, 30 — моечная машина, 31 — контрольносортировочный автомат, 32 — упаковочная машина,
33 —диспетчерский пункт управления,

На линии имеется несколько запасных бункеров, для того чтобы можно было
останавливать отдельные секции линии для профилактического обслуживания и ремонта,
в то время как остальное оборудование продолжает работать. На одной из последних
операций при производстве поршней они моются в горячем растворе соды и сушатся
потоком воздуха. Затем поршни поступают на контрольную станцию, где тщательно
измеряются. На заводе установлены весьма незначительные допуски: для
цилиндров — 0,04 мм, для отверстия поршневого пальца — 3 мк. На контрольной станции
поршни сортируются по размерам на четыре основные группы с интервалом в 2,5 мк.
После проверки поршни направляются в очередной бункер и оттуда на последнюю
операцию, где они смазываютсй, заворачиваются в промасленную бумагу,
упаковываются в коробки, которые здесь же на заводе автоматически изготовляются, и по
конвейеру отправляются на склад.
На заводе тщательно разработаны операции по контролю и регулированию всего
сложного технологического процесса производства поршней. Более чем 1500
выключателей, контактов и реле, соединенных проводами длиной более чем 48 км,
обслуживают эти операции.
Весь завод обслуживается 9 рабочими в смену. Завод рассчитан на
производство 3500 поршней в сутки. По сравнению с производством
поршней в обычных условиях значительно повысилась
производительность труда, в 3—4 раза сократилась длительность производственного
цикла, себестоимость изделия снизилась втрое. Вместе с тем улучшилось
качество поршней, повысилась их износоустойчивость.
Завод-автомат—большое достижение в области создания поточного
автоматизированного производства. Его особенностью является то, что он
включает не только механическую обработку, но и другие технологические
процессы. Созданием автоматического завода поршней в нашей стране
было положено начало осуществления комплексной автоматизации в
машиностроении.
В США подобный автоматический завод был создан фирмой
«Понтиак» лишь в конце 1954 г. Производительность этого завода достигла
200 поршней в час, однако производственный процесс на нем начинается
с обработки грубо обточенных отливок поршня, а не с получения отливки
и ее обработки на самом заводе.
Советские машиностроители создали автоматизированный цех для
обработки поршневых пальцев тракторных двигателей. Все
производственные операции в этом цехе — от нарезки заготовок до упаковки
готовых изделий — осуществляют механизмы. Эти автоматы работают с
большой точностью: отклонения в размерах не превышают 3 мк. В этом цехе
15 агрегатов неразрывно связаны между собой в едином технологическом
процессе. Время полной обработки пальца не превышает 6 сек.
Производительность автоматического цеха составляет 600 поршневых пальцев
в час.
В 1958 г. коллективом Всесоюзного научно-исследовательского
института технологии тракторного и сельскохозяйственного машиностроения
создан завод-автомат, изготовляющий ролико-втулочные цепи для комбайнов.
На заводе имеется 7 автоматических линий, состоящих из 159 агрегатов,
которые приводятся в движение 211 электродвигателями. Автоматический
цех охватывает всю технологию производства, транспорт, контроль и
сборочные операции. Завод состоит из семи автоматических линий. Общее
количество оборудования и различных агрегатов составляет 150 единиц.
Производительность труда на этом заводе-автомате по сравнению с
неавтоматизированным производством увеличилась в 5 раз, а
себестоимость продукции снизилась в 2 раза.
В СССР созданы, успешно работают и получают все большее
распространение комплексные автоматические линии, где все
технологические процессы, начиная от подачи исходного материала и кончая
получением готового изделия, осуществляются системой машин-автоматов
557

без непосредственного участия человека в производственном процессе
(рис. 269).
В последние годы в нашей стране сконструированы роторные линии, на
которых осуществляются штамповочные, прессовые, химические,
термические, сборочные и контрольные операции. Впервые роторные
автоматические линии были спроектированы в СССР инженером Л. Н. Кошкиным.
Эти линии и нашли довольно широкое применение в отдельных отраслях
народного хозяйства. Они состоят из так называемых роторных
операционных машин, расположенных в технологической последовательности и соеди-
I
0 г-? Пг , ( 8 ) ??Ю ГгтгГ! ПН А-. " пг\ Д. Ю "* ОТ о
1 Czi UU \J~J Dag \\'3\) Ш ЬоШПоа ШЛ°и
|||||нм|;|||П||||1|1гттп1111111т|Д|мщц|т1М111|П111П|11111111111111111111ПТ11111М11 п ц
D
¦I¦ ¦ iii¦ ¦ ¦ 11 ¦ ¦ ¦ ц 1;11¦ rTiiij^iim'*¦""'J^j'MilИ*ШIГТ11П*"'LL*''''Xй''''''X'"*"''''Х'11¦ 11¦ ¦ jjirnijj111111 n jminii^iiiiiiii
Рис. 269. Комплексная поточная линия для изготовления толкателя клапана
бензинового двигателя, включающая горячую высадку головки:
1 — ящик для стружки, 2 — высадочный пресс с встроенным высокочастотным нагревом,
з — пресс для рубки заготовок, 4 — тара для прутков, 5 — токарный станок,
6 — бесцентрово-шлифовальный станок, 7 — плоскошлифовальный карусельный станок,
8 — специальный сверлильный малоагрегатный станок, 9 — сверлильный станок,
ю — верстка, 11 —стол контролера, 12 — моечная машина, 13 — агрегат закалки ТВЧ,
14 — плоскошлифовальный станок, 15 — специальный шлифовальный станок,
16 — ванны для фосфатирования, 17 — тара для готовых деталей.
ненных между собой транспортными роторами, имеющими общий привод.
Одним из показателей эффективности таких линий является коэффициент
их использования. Практикой установлено, что на роторных линиях,
состоящих из 10 — 12 машин, коэффициент использования линий
колеблется в пределах 90—95%, в то время как коэффициент использования
лучших современных станков прерывного действия составляет 75—80%.
Роторную линию можно проектировать на любую заранее
рассчитанную производительность. В Новосибирском совнархозе работают
несколько роторных линий по сборке комбайновых цепей производительностью
в 90 звеньев цепей в минуту. Комплексная автоматизация этого участка
позволила производить 150 звеньев в минуту на каждой линии.
В последнее время наметилось новое направление в автоматизации
металлорежущих станков — программное регулирование станков, создание
станков с программным управлением.
Чтобы придать станкам-автоматам наибольшую универсальность, были
разработаны различные системы программного управления, которые
позволяют в чрезвычайно широких пределах изменять программу станка-
автомата, управляемого перфорированной картой, магнитной лентой или
кинопленкой.
В начале 50-х годов Массачусетским технологическим институтом
в США была разработана и применена в военной промышленности
система автоматического управления станками при помощи
перфорированных карт с нанесенными «программами» рабочего процесса, заданными
в виде определенной математической зависимости.
Сущность этой системы состоит в следующем. За единицу измерения принимают
определенную величину подачи, например 0,01 мм. Если стол станка должен
передвинуться на 100 мм по оси X и на 80 мм по оси У, то это перемещение выражается
соответственно цифрами 10 000 и 8000.
На карте можно сделать соответствующее число отверстий. При перемещении
перфорированной карты в приборе управления над рядами отверстий скользят
электрические контакты, которые замыкаются при прохождении через отверстие и размы-
558

каются в промежутках. Последовательные замыкания и размыкания контактов создают
серию электрических импульсов управления. При надлежащей синхронизации
движений вдоль осей X и У и при непрерывном программном управлении могут быть
автоматически получены кривые любой формы, лежащие в одной плоскости. Сочетание
движений, направленных по осям X, Y и Z, может дать пространственные кривые и
криволинейные поверхности.
Важнейшей частью системы является пульт управления («электродиректор»),
включающий применительно к фрезерному станку 250 электронных ламп, 125 реле
и 280 световых искателей. Здесь перфорированная карта пропускается через
«читающий» прибор с электрическими контактами, замыкающими и размыкающими
электрическую цепь в соответствии с расположением отверстий. Отсюда сигналы направляются
к регистрирующим приборам, управляющим каждым движением станка (перемещение
стола, бабки, фрезерной головки). Рабочие органы станка управляются
сервомеханизмами, получающими команду от регистрирующих приборов. Вся система станков
целиком основана на применении электронных устройств.
Такая система делает возможным автоматизацию универсального
оборудования, быструю его переналадку. Она обеспечивает высокую точность
обработки изделий, одновременное дистанционное управление рядом
станков, повышение коэффициента использования оборудования, а также
изготовление однотипной стандартной продукции различными
предприятиями, находящимися в различных районах страны и даже в разных
странах. При системе программного регулирования подготовка производства
может быть осуществлена и вне данного предприятия.
В процессе совершенствования станков с программным управлением
были достигнуты значительные успехи. Обработка сложной волнообразной
направляющей поверхности обычно требует двухнедельного труда
высококвалифицированного фрезеровщика. На станке же с программным
управлением она выполняется за 1 час, а при увеличении скорости резания могла
быть выполнена за 40 мин. Затраты рабочей силы в этих случаях
уменьшались примерно в 50 раз, а производительность труда увеличивалась
в 5—10 раз.
Интересные работы в этой области проводят советские ученые. С1949 г.
в Институте физики Академии наук УССР ведутся исследования записи
электрических процессов на магнитной ленте. Разработан, построен
и исследован в сочетании с токарными станками образец «командоаппа-
рата», позволяющего решить задачу автоматизации централизованным
методом некоторых периодически повторяющихся производственных и
технологических процессов. Затем в 1952 г. был построен новый агрега-
тированный токарно-револьверный полуавтомат, управляемый «коман-
доаппаратом» при помощи магнитной ленты.
Ленинградский станкостроительный завод им. Свердлова в 1958 г.
изготовил первый расточный станок с программным управлением,
конструкция которого основана на применении электроники, фотоэлементов
и полупроводников (рис. 270). Несложными манипуляциями на пульте
управления рабочий дает станку «задание», причем счетно-решающее
устройство производит отсчет координат с точностью до сотых долей
миллиметров, затем нажатием кнопки станок приводится в действие. Изменение
скорости подачи, оборотов шпинделя и другие операции выполняются
автоматически. Станок может растачивать изделия, сверлить отверстия,
фрезеровать плоскости больших корпусных деталей.
В последнее время экспериментально проверяются перфорированные
программы более высокого класса, основанные на применении
электронных вычислительных устройств. Новые системы управления благодаря
наличию обратной связи обладают способностью автоматически
контролировать точность выполнения станком тех или иных операций.
В новейших станках наряду с использованием агрегатирования и ©оз-
д анием машин из стандартных и нормализированных типовых узлов и дета-
559

лей все более широкое применение будут получать системы программного
управления. При этом надо отметить, что развитие программного
управления станками и автоматическими линиями является наиболее
перспективным направлением в условиях, когда необходимым требованием
автоматизации технологического процесса в машиностроении является гибкость
управления, простота переналадки (при изменении объекта производства).
Это ведет к применению счетно-решающей техники, к созданию
управляющих машин.
Следует подчеркнуть, что процессы автоматизации в области
машиностроения развиваются как в СССР, так и в капиталистических странах
Рис. 270. Расточный станок с программным управлением, изготовленный
на Ленинградском заводе им. Свердлова.
примерно в одном направлении, однако социальные последствия этих
процессов в корне различны. В то время как в социалистическом обществе
автоматизация развивается беспрепятственно и создает перспективы для
роста благосостояния трудящихся, в капиталистических странах
автоматизация неизбежно приводит к росту безработицы, к обострению
противоречий капитализма.
Прогресс кузнечно-штамповочного производства
Известно, что обработка резанием на станках ведет к большим отходам
металла в виде стружки. На наших машиностроительных заводах,
например, ежегодно уходит в стружку до 4—5 млн. тонн металла. Поэтому
одним из основных направлений развития машиностроения является
внедрение таких процессов, которые позволяют сокращать объем
обработки изделий резанием. Это достижимо при максимальном приближении
формы и размеров заготовок к форме и размерам готовых деталей машин.
Вот почему в настоящее время весьма важное и все возрастающее
значение имеет кузнечно-штамповочное производство. С помощью ковки
560

и штамповки можно получить не только высококачественную заготовку,
но и детали, которые вовсе не требуют механической обработки.
Эта тенденция к максимальному приближению формы и размеров
заготовок к форме и размерам готовой детали производит существенные
изменения и во всей технологии машиностроения и в структуре машинного
парка машиностроительных заводов. Так, например, в
автомобилестроении в последние годы обработка металла резанием постепенно вытесняется.
В настоящее время
автомобили имеют до 80 % деталей;
изготовленных при помощи
ковки и штамповки.
В машинном парке
металлообрабатывающей
промышленности все более
повышается удельный вес
кузнечно-прессового о бору-
дования и особенно
штамповочных прессов. Если
производство металлорежущих
станков в СССР в 1932—
1958 гг. выросло в 7 раз, то
производство кузнечно-прес-
совых машин (без ручных
прессов и ручных ножниц)
увеличилось за это же время
почти в 25 раз. Производство
кузнечно-прессовых машин
в Советском Союзе (без
машин с ручным приводом)
возросло с 7,7 тыс. шт. в 1950 г.
до 29,5 тыс. шт. в 1960 г., т. е.
за 10 лет увеличилось почти
в 4 раза. В семилетнем плане
развития народного
хозяйства СССР предусматривается
опережающее развитие
производства
кузнечно-прессовых машин в сравнении с
выпуском металлорежущих Рис% 271 современный мощный пресс,
станков.
Быстрое развитие
производства кузнечно-прессового оборудования сопровождается изменением
его структуры. Так, количество выпускаемых молотов в СССР за 1950—
1955 гг. осталось почти на уровне предыдущих лет, а количество
производимых прессов возросло более чем в 2,5 раза. За последнее десятилетие
значительно улучшилась структура выпускаемых кузнечно-прессовых машин.
В последнее время быстро увеличивается производство ковочных
машин, средних и тяжелых листоштамповочных прессов, особенно
многопозиционных прессов-автоматов, прессов для холодного и горячего
выдавливания и т. д.
Развитие методов штамповки обусловливается крупными успехами
техники кузнечно-прессового оборудования. Большое влияние на развитие
прессового оборудования оказали запросы авиационной промышленности,
для которой необходимы в больших количествах крупногабаритные
штамповки из легких сплавов.
561

В 1926 г. было установлено, что магниевые сплавы не выдерживают
обработки молотом, так как под его ударами магний раскалывается.
Это привело к конструированию прессов большой мощности, которыми,
кроме того, удобнее и экономичнее, чем молотами, производить также и
алюминиевые штамповки. Уже в 1930 г. в Германии был построен пресс
мощностью в 7 тыс. т, а в 1931 г. —два пресса мощностью в 16 500 т
каждый. В годы второй мировой войны было создано еще два пресса такой
же мощности и один пресс мощностью в 33 000 т (рис. 271).
В США впервые заинтересовались применением мощных прессов
только в 1944 г., когда начали изучать обломки сбитых немецких
самолетов. В то время в США для производства авиационных деталей
применялись прессы мощностью до 4 тыс. т. В 1946 г. в США был создан пресс
мощностью в 18 тыс. т. Однако он не был использован, и дальнейшие
работы по проектированию прессов были приостановлены. Американские
самолетостроительные фирмы не торопились с освоением более
совершенного оборудования в силу своего монопольного положения в
производстве самолетов.
Однако с начала 50-х годов в связи с производством реактивных
самолетов, которые невозможно было строить старыми методами, «а
авиационных заводах стало внедряться новое, более совершенное
оборудование, в том числе и мощные прессы.
Прессы большой мощности позволили организовать массовое
производство цельноштампованных крупных узлов современных самолетов.
Например, в США крыло реактивного истребителя «Сейбр», которое прежде
собиралось из 226 деталей, с применением мощных прессов изготовляется
цельноштампованным. В последние годы в самолетостроении наблюдается
тенденция свести конструкцию корпуса самолета к 5—10 штампованным
секциям. В связи с этим мощность прессов растет, доходя до 45—55 тыс.
и дая^е до 67 тыс. т (США).
Пресс с усилием 45 тыс. т весит около 7200 т, общая высота его достигает 26,5 м,
в том числе высота над полом—15,5 м. Диаметр колонны пресса равен 1 тыс. мм, а длина
ее — 23 тыс. мм, длина подвижного стола составляет 7900 мм, ширина подвижного
стола — 3650 мм, наибольшее расстояние между столом пресса и верхней поперечиной—
4600 мм. Рабочий ход пресса равен 300 мм, наибольший ход —1830 мм. Пресс питается
насосно-аккумуляторной станцией, состоящей из двух горизонтальных трехплунжер-
ных насосов и четырех баллонов. Производительность насоса достигает 1850 л/мин,
а мощность двигателя насоса — 1500 л. с.
Процесс штамповки состоит в следующем: операция (иногда две)
предварительной черновой штамповки, промежуточная обрезка в штампе, травление, контроль,
чистовая штамповка (в две операции), обрезка в штампе, травление, термообработка.
Наряду с внедрением мощных прессов происходит быстрое
усовершенствование технологии кузнечно-штамповочного производства и в первую
очередь автоматизация его. Так, на автоматическом заводе фирмы «Додж
концерн Крейслер» в США в час выпускается 150 штамповок
автомобильных коленчатых валов.
Для массовой штамповки ряда крупных деталей автомобиля —
дверей, частей кузова, панелей и др., фирма Форд организовала в г. Буффало
полностью автоматизированное штамповочное производство. Все
основное производственное оборудование, состоящее из 19 линий прессов
и сварочных машин, расположено на одном этаже. В начале потока
находится склад металла, а в конце — склад готовой продукции.
В Советском Союзе кузнечно-прессовое оборудование широко
внедряется в машиностроение. Достаточно указать, что если в 1951 г. на наших
заводах насчитывалось 284 тыс. прессов, штампов и другого оборудования,
то в 1958 г. их было уже 394 тыс. шт. По семилетнему плану производство
кузнечно-прессового оборудования увеличится в 1,5 раза по сравнению
562

с 1958 г. В машиностроении СССР применяются гидравлические прессы
мощностью в 30 тыс. т и выше.
Советские заводы кузнечно-прессового оборудования выпускают
сейчас прессы различной мощности и разных назначений. Прессы производятся
для вытяжки полых изделий, для изготовления деталей и профилей
методом гибки из листового материала с получением незамкнутого контура,
для холодного выдавливания рельефов штампов, для вырубки,
неглубокой вытяжки, гибки и других холодноштамповочных работ. Особенно
распространены прессы для последовательной штамповки деталей (вырубки,
вытяжки, гибки) из ленточной заготовки и листового металла. Многие
выпускаемые в СССР прессы представляют собой автоматы с
кнопочным управлением.
Интересным примером автоматизации в кузнечно-штамповочном
производстве является построенная на Московском заводе малолитражных
автомобилей автоматическая линия для штамповки клапанов двигателя
автомобиля «Москвич». Она состоит из индукционного автоматического
нагревателя, горячештамповочного пресса, обрезного пресса для подрезки
конца стержня клапана, закалочной печи, закалочного масляного бака,
отпускной печи, машин для правки, мойки и сушки. Особенностью линии
является автоматическое устройство для штамповки на горячештамповоч-
иом прессе методом истечения металла. При этом на линии
автоматизированы укладка и переукладка горячей заготовки в ручьях штампа и
удаление готовой штамповки из полости окончательного ручья.
На ряде заводов сельскохозяйственных машин в Советском Союзе
используются несколько автоматических линий для производства зубьев
поперечных тракторных граблей. На этой линии зубья изготовляются
полностью, включая упаковку. Все агрегаты линии связаны между собой
общим транспортным устройством, системами электроавтоматики и
гидравлики. Производительность линии составляет 1,4 млн. зубьев в год.
Внедрение линии позволило освободить 70 рабочих от выполнения
тяжелого физического труда.
На Алтайском заводе сельскохозяйственных машин создан
автоматический цех для производства долотообразных плужных лемехов и
отвалов. В цехе установлены две линии для производства лемехов и одна
линия для производства отвалов. Производительность линии лемехов
составляет 1,1 млн., а линии отвалов — 600 тыс. штук в год. Эти
автоматические линии являются комплексными, так как на них можно
производить прессовые, механообрабатывающие, термические и отделочные
операции.
Создание этих линий является крупным достижением отечественного
станкостроения.
Создание автоматических линий является первым шагом
автоматизации кузнечно-штамповочного производства. Следующим шагом здесь
является создание автоматического (или полуавтоматического)
горячештамповочного агрегата, осуществляющего наряду со штамповкой также нагрев
изделий, укладку их в тару и т. д. В СССР по проекту Научно-исследо
вательского института токов высокой частоты (НИИТВЧ) был изготовлен
автомат для высадки поковок подшипниковых колец. Автомат состоит
из загрузочного устройства, манипулятора с индуктором, сварочного
агрегата, конденсаторной батареи, счетного механизма, устройства для
отбраковки поковок, транспортера для выдачи готовых поковок из
ковочной машины.
Интересно отметить происходящее в последнее десятилетие сближение
технологических процессов металлургического производства и
машиностроения.
563

Процесс прокатки, относимый всегда к завершающим циклам
металлургического производства, в последние годы получает значение как один
из технологических процессов машиностроения. В настоящее время
создаются прокатные станы, вырабатывающие широкий круг профилей,
приближающихся по формам и размерам к различным готовым изделиям.
Это позволяет освоить ряд новых процессов прокатки и по существу
превратить ее в раздел технологии машиностроения.
На новых станах путем прокатки налажено производство осей, валов,
Шпинделей роликов, зубчатых колес, заготовок разных изделий,
выпускаемых заводами подшипниковой, автомобильной и других отраслей
промышленности. На Московском заводе малолитражных автомобилей
переход от штамповки к прокатке при изготовлении задних полуосей
автомобиля «Москвич» позволил сэкономить 20—24% металла. Применение
прокатки для производства валов электродвигателей дало возможность
сэкономить 25—35% металла.
Успехи машиностроения, металлургии и электротехники особенно
ярко проявляются в производстве таких уникальных машин, как
блюминги. Как известно, они отличаются исключительно большими
габаритами и весом (вес отдельных деталей доходит до 100 т). Поэтому
изготовление блюмингов требует мощного оборудования — плавильных
агрегатов, ковочных средств, крупных станков и т. п.
В СССР блюминги стали изготовляться с конца 1930 г. Первый
советский блюминг, изготовленный Ижорским заводом, был пущен на Макеевском
металлургическом заводе в 1933 г. Выпуск этих
высокопроизводительных прокатных станов, предназначенных для обжима стальных слитков
весом свыше 1 т, был большой победой советской техники. Г. К.
Орджоникидзе 23 мая 1931 г. писал в газете «Правда»: «Конструкторами и
техническими руководителями производства блюмингов на Ижорском заводе
были инженеры: Неймайер, Тихомиров, Золе и Тиле. Эти имена должны
быть известны всем».
Изготовленные в последние годы в Советском Союзе блюминги
характеризуются совершенством конструкции, возможностью достижения
высокой производительности. В настоящее время все процессы по обжиму
стальных слитков механизированы и автоматизированы.
Советские инженеры и ученые разработали теорию расчета таких
основных механизмов блюминга, как рабочей клети, передаточного
механизма, ножниц и др. В результате содружества науки и производства
на советских металлургических заводах значительно превышены
существовавшие раньше нормы производительности блюмингов.
Характерным для современного кузнечно-штамповочного
производства является расширение применения бесконтактного нагрева металла
токами высокой частоты. В последние годы на ряде советских
машиностроительных заводов появились кузнечные цехи, в которых применяется
только индукционный нагрев токами высокой частоты. Это в корне меняет
внешний вид цеха, превращая его в светлое, чистое помещение. При
индукционном нагреве токами высокой частоты в несколько раз снижаются
потери на образование окалины, снижаются припуски на механическую
обработку в связи с отсутствием обезуглероживания поверхности металла,
а также улучшается качество поковок, уменьшаются потребные
производственные площади.
Значительное развитие в различных отраслях машиностроения
получила холодная штамповка.
Холодная штамповка обеспечивает высокую производительность
прессового оборудования при поточном производстве, низкую
себестоимость продукции и высокую точность сложных по конфигурации деталей
564

с минимальными припусками. Холодной штамповкой и холодной высадкой
можно получать детали с точностью до 0,03—0,05 мм. Примером
реализации этих возможностей являются поточные автоматические линии,
внедренные на ряде советских машиностроительных предприятий. Для
холодной высадки в СССР создан автомат, обрабатывающий прутки
диаметром 37 мм.
Рас. 272. Изготовление по копиру крупного штампа крыши
микролитражного автомобиля «Запорожец» (1960 г.).
Наибольший опыт в части механизации процессов листовой холодной
штамповки в СССР накоплен на Горьковском автозаводе. Для
автоматизации съема деталей с крупных прессов на этом предприятии
сконструированы и изготовлены механические руки, удаляющие со штампа
такие детали, как панель капота, крыло, щиток и пол кабины грузовой
машины. Помимо этого на заводе внедрен листоукладчик,
автоматизирующий подачу полос в штамп.
В начале 50-х годов на Московском автозаводе им. Лихачева
установлена автоматическая линия, состоящая из семи прессов для штамповки
панелей дверей грузовой автомашины. Производительность линии
составляет б панелей в минуту. На линии можно штамповать все четыре панели
дверей кабины автомобиля. Линия имеет централизованное управление.
Передача панелей с пресса на пресс будет осуществляться шаговыми
транспортерами.
565

Автоматизация холоднопрессовых работ проводится и за рубежом.
Компания «Форд» в Буффало создала новый прессовый завод, на котором
перерабатывается более 2400 т стали и производится около 40% всех
тонколистовых штампованных деталей для автомобилей, выпускаемых
заводами Форда. Основное оборудование этого предприятия состоит из
19 автоматических прессовых линий, состоящих из 96 крупных прессов.
Фирма «Модерн энджиниринг сервис компани» спроектировала и
изготовила автоматическую линию штамповки панелей капотов автомашин.
Она состоит из модернизированных прессов и агрегатных устройств для
автоматической загрузки, съема и транспортировки штамповок от пресса
к прессу, а также специального устройства для подачи заготовок в пресс.
Производительность штамповки на линии по сравнению с ручным
обслуживанием увеличилась с 225 до 350 деталей в час. Кроме того, с ее
применением улучшилось качество выпускаемых деталей, увеличился
срок службы штампов.
Прогресс в развитии кузнечно-прессового производства ведет к
коренным изменениям в технологии машиностроения, к резкому сокращению
объема механической обработки на металлорежущих станках, к
относительному уменьшению парка станочного оборудования. В результате
кузнечные и прессовые цехи машиностроительных заводов перестают быть
только заготовительными цехами, они превращаются в цехи,
выпускающие готовую продукцию.
В семилетнем плане развития народного хозяйства СССР
предусматривается более быстрый рост производства кузнечно-прессовых машин
и литейного оборудования по сравнению с ростом производства
металлорежущих станков. За 1959—1965 гг. значительно увеличится выпуск
кузнечно-прессового оборудования, особенно мощных гидравлических,
механических, ковочно-штамповочных и чеканочных прессов,
горизонтально ковочных машин и высадочных автоматов, в том числе с
электронагревом металла.
Повышение роли литейного производства
В развитии современной технологии машиностроения большое
значение имеет литейное производство. В общем весе машин, выпускаемых
в 1953 г. в СССР, вес литых деталей достигал 90%.
Однако здесь дольше, чем в других отраслях производства,
сохранялась примитивная техника, и в настоящее время уровень механизации
литейного производства сравнительно невысок. Например, в США и
Канаде изготовление литейных форм механизировано в среднем на 17%,
а производство стержней — на 7,3%. Однако в крупных литейных цехах
уровень механизации литейного производства значительно выше. На
многих передовых автомобильных, тракторных и некоторых других
заводах в Советском Союзе и за рубежом основные технологические процессы
литейного производства полностью механизированы. В последнее время
в Советском Союзе выпуск литья сильно возрос. В настоящее время по
выпуску фасонного литья Советский Союз уступает только США, причем
объем его производства на советских заводах быстро растет.
Общей тенденцией литейного производства в течение последних
десятилетий является повышение уровня механизации, стремление к
комплексной механизации и автоматизации производства. В этих целях в литейных
цехах устанавливаются формовочные и пескодувные машины, выбивные
устройства, конвейеры, рольганги, устройства для механизации загрузки
вагранок и др. Характерно, что большая часть машин и агрегатов литей-
566

ного производства на машиностроительных заводах установлена лишь за
последние 10 лет.
Другой тенденцией литейного производства является повышение
удельного веса наиболее прогрессивных методов получения литья. В
центре внимания в последнее десятилетие находится повышение точности
отливок. Новые методы производства, все шире внедряющиеся в последние
годы, такие, как литье в разовые —в оболочковые или корковые
формы, литье в постоянные формы — кокили, в том числе центробежное
литье, а также литье под давлением,— несут настоящий переворот в
литейное дело. В США выпуск литья под давлением увеличился в 1953 г.
по сравнению с 1952 г. на 50 %, литья в постоянные формы — на 40%,
тогда как выпуск литья в песочные формы возрос лишь на 12%.
Необходимо подчеркнуть, что в современном литейном производстве
происходит существенный рост производительности труда. Так, в
литейном цехе одного из заводов Форда, построенном в 1952 г., на одного
рабочего приходится 157 т литья, тогда как в ранее построенных литейных
цехах на одного рабочего приходилось лишь около 65 т.
В последнее десятилетие на машиностроительных заводах расширяется
производство литья из легких сплавов. При этом решаются две основные
-задачи: с одной стороны, это ведет к повышению прочности, плотности
и точности отливок, а с другой — к снижению издержек производства
изделий. Развитие технологии литья из легких сплавов можно проследить
на примере авиационного двигателестроения.
Приблизительно до 1932 г., пока выпускались двигатели
сравнительно небольшой мощности (до 850—900 л. с), к литью предъявлялись
требования лишь соответствия техническим условиям по химическому составу.
Применяемые в то время алюминиевые сплавы отличались невысокими
литейными свойствами, что приводило к образованию усадочных раковин,
пористости, трещин и т. п.
С начала 30-х годов XX в. в литейные сплавы вводят кремний
{до 2,2%), что способствовало значительному улучшению качества литья.
К этому времени относится и начало освоения литья из магниевых
сплавов. На первых порах плавление сплавов происходило в примитивных
печах и горнах. Литье производили в песчаные формы. Однако вскоре
уже появились первые металлические формы (кокили) для поршней.
После того как в 30-х годах мощность серийных двигателей стала
превышать 1 тыс. л. с, требования к качеству литья значительно возросли.
Технологи ввели прогрессивные методы рафинирования и дегазации
расплава (хлорирование), продувание азотом, замораживание, повысившие
плотность литых деталей. Одновременно были внедрены и новые сплавы,
•отличающиеся значительно повышенными механическими качествами,
в которых кремний является основным легирующим компонентом.
Внедрение метода кристаллизации под давлением решило задачу преодоления
пористости в крупных отливках. Тогда же расширилось применение
магниевого литья.
С 30-х годов XX в. началась широкая механизация производства
литья из легких сплавов. В это время были установлены формовочные
и стержневые машины, электрические сушилки, транспортные устройства.
Широко внедрялось литье в кокиль, появились электрические печи, был
введен контроль качества отливок рентгеновским просвечиванием.
Большое значение для выбора новых сплавов и улучшения существующих
имела теория литейных свойств сплавов, разработанная советским
ученым А. А. Бочваром.
В годы Великой Отечественной войны, когда потребовалось
значительно увеличить выпуск литья, в СССР были внесены коренные изменения
567

в литейное производство. Все мелкие и средние детали были переведены
на кокильное литье. В это время получила большое применение
карусельная кокильная машина для отливки крупных деталей (головкиблоков,
картеры). Широко внедрялась механизация, внедрялись новые сплавы.
В годы войны на Уралмашзаводе путем уменьшения времени на
охлаждение форм удалось сократить срок освоения одной крупной детали
в литейных цехах завода в 2 раза.
В послевоенные годы в связи с организацией производства реактивных
двигателей потребовалось дальнейшее улучшение технологии литейного
производства, в частности массового изготовления точного литья по
выплавляемым моделям.
Наряду с расширением методов литья в постоянные металлические
формы, в особенности литья под давлением, следует отметить
разработку в последние годы ряда принципиально новых технологических
процессов литейного производства.
Одним из таких процессов является литье в оболочковые (корковые)
тонкостенные разовые литейные формы, изготовленные по металлическим
подогретым моделям путем насыпания на их поверхность формовочной
смеси (на основе синтетических смол), приобретающей в процессе
кратковременной сушки значительную прочность. В ряде стран (СССР, США,
Англия и др.) в последние годы этот способ литья успешно
применяется для изготовления наиболее ответственных деталей автомобилей,
сельскохозяйственных машин, авиадвигателей и др.
С его внедрением достигается получение более чистой поверхности и высокой
точности отливок, происходит снижение брака и сокращение веса отливок на 15%,
улучшаются возможности механизации и автоматизации производства, происходит сокращение
трудоемкости изготовления отливок в 4—5 раз по сравнению с литьем в земляные
формы. Детали, отлитые в оболочковые формы, по чистоте поверхности, четкости граней
и точности размеров могут конкурировать с изделиями, изготовляемыми точным литьем
по выплавленным моделям. В настоящее время точность отливок, полученных в
оболочковых формах, оценивается в +0,2—0,7 мм на 100 мм. Припуски на механическую
обработку могут быть при этом уменьшены до 0,25—0,125 мм, т. е. последующая
обработка резанием может быть сведена только к шлифованию. В мелких тонкостенных
отливках можно получать узкие литые отверстия диаметром даже в 1,5 мм. Возможно
также получение отливок с внутренней и наружной резьбой, которая может быть
доведена чистовой обработкой.
Благодаря высокой точности и чистоте поверхности деталей,
получаемых при отливке в оболочковые формы, вес заготовок уменьшается на
40—60%, а объем механической обработки — на 30—50%. Применение
оболочковых форм в 2—3 раза повышает производительность труда, во
столько же раз увеличивает объем литья с квадратного метра формовочной
площади и значительно уменьшает расход формовочных материалов.
Оболочковые формы применяются для получения литья
преимущественно из стали и чугуна, а также легких и цветных металлов и сплавов.
Разновидностью этого литья является литье в стеклянные формы,
находящееся еще в основном в стадии экспериментирования.
Учитывая преимущества оболочковых форм, на ряде советских
машиностроительных заводах было организовано производство отливок в
оболочковые формы с использованием разработанной в одном из
научно-исследовательских институтов двухпозиционной установки. Производительность
этой установки достигает 320 съемов в смену.
В последние годы на Горьковском автомобильном заводе был создав
комплексный автоматизированный участок по отливке коленчатых валов
двигателя в оболочковые формы с применением этой установки (рис. 273).
В СССР изготовлены также полуавтоматические машины для оболочковых
форм производительностью 1500 полуформ в смену.
568

В Советском Союзе все более широкое распространение получает
литье по выплавляемым моделям. Этот способ литья позволяет получать
изделия сложной конфигурации такой точности, что они вовсе не
требуют последующей механической обработки. Причем из тонны металла
производится готовых изделий в 3 раза больше, чем при обычном литье
или ковке.
В последнее десятилетие все более широкое применение получает литье
методом вакуумного всасывания. При этом способе жидкий металл не-
Рис. 273. Оболочковая форма
для литья коленчатого вала
двигателя автомобиля «Волга» (1959 г.).
заливается, а всасывается в металлическую форму, охлаждаемую водой.
При помощи этого способа, главным образом из меди и ее сплавов,
изготовляют втулки, полые заготовки и другие изделия с точностью размеров
примерно ± 1 мм на 100 мм, причем отливки получаются плотными,
с чистой и гладкой внешней поверхностью.
Одним из наиболее крупных достижений в технологии литейного
производства является изготовление твердеющих формовочных и стержневых
смесей. Применение их резко снижает трудоемкость производства форм
и стержней, сокращает потребность во вспомогательных материалах,
повышает точность отливок. На Ново-Краматорском и Уральском заводах
тяжелого машиностроения в последнее время этим способом
изготовляются формы и стержни стальных отливок весом от 2 до 20 т.
Значительные перспективы имеет так называемое непрерывное литье,
при котором отливка равномерно перемещается относительно зоны заливки
и кристаллизации. Этим методом получают слитки, болванки, прутки,
проволоку и листы. Наибольшее распространение непрерывное литье
имеет в производстве слитков, являясь, например, для алюминия и его
сплавов практически единственным применяемым способом получения
слитков.
При непрерывном литье применяют кристаллизаторы, валки, желоба
(ручьи), изложницы. Этот способ литья можно вести и без
использования литейных форм (так называемое вольное литье). То или иное
формующее устройство при непрерывном литье используется в зависимости
от вида отливки, которую нужно получить.
В 1942 г. советский инженер В. Г. Головкин разработал способ
непрерывного литья проволочных заготовок без применения литейной формы.
569

По его методу из печи жидкий алюминий вытекает тонкой струей
(диаметром 5—9 мм) и резко охлаждается водой, а затем вытягивается с помощью
роликов. Образующаяся окисная пленка и поверхностное натяжение
препятствуют обрыву нити. Этот способ позволил выпускать заготовки
с высокими механическими свойствами, не уступающими свойствам
заготовок, прокатанных из слитка.
Метод непрерывного литья получил применение и при производстве
чугунных листов. Советские инженеры Е. Г. Никол аенко и А. В. У
литовский в 1951 г. внедрили новую технологию литья, при которой стало
возможным получать литую чугунную плиту шириной около 500 мм
и толщиной от 0,6 до 1,2 мм.
На протяжении многих лет литейщики работали над повышением
прочности литья. Еще в 1913—1915 гг. стал применяться так
называемый сталистый, или перлитный, чугун с повышенными механическими
качествами. Вначале этот чугун, получаемый в результате добавления
«стали в шихту, применялся лишь для отливки снарядов. Начиная с 1913—
1915 гг. были разработаны и внедрены в промышленное производство
различные методы получения модификаций чугунов.
В 1947—1949 гг. в СССР были получены высокопрочные чугуны со
сфероидальной формой графитов. Эти чугуны характеризуются весьма
высокой прочностью при одновременно повышенных значениях
относительного удлинения и ударной вязкости. Высокопрочные чугуны,
обладающие прекрасными эксплуатационными и технологическими
свойствами, вполне могут конкурировать с кованой сталью, превосходя ее в то
же время своей дешевизной.
В последнее время высокопрочный чугун начинают с успехом
использовать для таких ответственных деталей, как коленчатые валы двигателей
внутреннего сгорания, задние мосты автомобилей, зубчатые колеса,
шатуны и др. Получению высокопрочного чугуна способствует
применение в вагранках кислородного дутья.
В последнее время делаются попытки автоматизировать литейное
производство.
Важным этапом автоматизации литейного производства явилось
включение в единый автоматизированный поток машины для литья под
давлением заготовок поршней автомобильных двигателей на советском
заводе-автомате в 1949 г.
Однако автоматизация производственных процессов в литейных
цехах автомобильных заводов в настоящее время находится еще в
начальной стадии, что объясняется большими трудностями применения ее в
условиях литейного производства.
Поэтому в последнее время уделяется большое внимание комплексной
механизации литейных цехов, а также частичной автоматизации
отдельных процессов литейного производства. Комплексная механизация
в литейных цехах в последние годы на Горьковском, Московском,
Минском, Уральском и Ярославском автомобильных заводах позволила
сократить обслуживающий персонал на 75% и повысить
производительность труда в 2—3 раза.
На Ульяновском заводе малолитражных двигателей внедрена автоматическая
кокильная машина, встроенная в общую автоматическую линию производства поршней.
По сравнению с заливкой на однопозиционных кокильных установках
производительность труда при этом возросла в 2,5—3 раза.
На Московском и Горьковском автозаводах внедрена автоматическая раздача
формовочной смеси, которая позволила высвободить по 2 рабочих с каждого конвейера.
И, что самое главное, в результате этого были полностью устранены простои
формовочного оборудования из-за задержек с подачей смеси.
570

На Московском автозаводе им. Лихачева внедрена автоматизированная выбивка
опок на конвейере. Тяжелый труд выбивальщиков сведен к кнопочному управлению
установкой.
В начале 50-х годов за рубежом также велись работы по
автоматизации литейного дела, однако и здесь основное внимание обращается
главным образом на комплексную механизацию и лишь частичную
автоматизацию отдельных процессов.
В 1955 г. в Англии были созданы автоматические формовочные
машины производительностью 240 опок в час. В США в 1955 г. была
сконструирована автоматическая формовочно-заливочная выбивная установка. Эта
установка автоматически выполняет 12 операций по набивке опок, сборке
форм, выгрузке их под заливку, разборке залитых форм, выбивке,
транспортировке форм и опок.
В последние годы ряд фирм в США изготовляет автоматизированные
формовочные машины, которые включаются в линию конвейера.
Автоматизация цикла формовки освобождает формовщика от тяжелого
физического труда при изготовлении форм и позволяет ему сосредоточить
внимание на наиболее ответственной операции — сборке форм.
Производительность труда формовщика при этом возрастает в 3 —5 раз, а выпуск форм
при помощи таких установок увеличивается до 120—240 форм в час.
Крупнейшим достижением явилось создание первого в мире завода-
автомата для изготовления и обработки литых поршней из алюминиевых
сплавов, о котором говорилось выше.
Итак, литье является весьма универсальным и дешевым способом для
изготовления сложных по конфигурации изделий. С точки зрения
экономии металла оно имеет большие преимущества по сравнению с обработкой
резанием, а своей дешевизной превосходит методы штамповки. Однако,
как правило, литье заготовок уступает кованым или штампованным
по механическим качествам. Поэтому нагруженные конструктивные детали
машин предпочитают сейчас делать штампованными.
Усовершенствование электросварки и других методов
технологии машиностроения
Одним из важнейших достижений в области металлообработки
является электросварка. Со времени изобретений Н. Н. Бенардоса и
Н. Г. Славянова сварка металлов получила всестороннее развитие, а в
настоящее время является одной из основных отраслей технологии
машиностроения. В настоящее время самолетостроение, судостроение,
производство тепловозов, электровозов, вагонов, платформ, цистерн и т. д.
немыслимо без применения как электрической, так и газовой сварки.
Применение сварки дает большой экономический эффект. Так, на
Ново-Краматорском заводе тяжелого машиностроения к концу 1960 г.
было переведено на сварное исполнение до 30 тыс. т литых конструкций,
что позволило уменьшить расход стали на 4 тыс. т.
На протяжении первой половины XX в. основной тенденцией в
развитии технологии сварки является автоматизация. В последние годы
во многих странах разработан целый ряд процессов автоматической одно-
и многодуговой сварки. При этом в последнее время наметился переход
от отдельных автоматических устройств и машин к автоматизированным
сварочным линиям.
Большое распространение сварка получила в советской
промышленности. В народном хозяйстве СССР к середине 1960 г. работало 40 тыс.
571

машин для контактно-стыковой, точечной и шовной сварки и около»
12 тыс. автоматов и полуавтоматов для электродуговой сварки металлов.
В то же время в США работало только 8 тыс. сварочных автоматов п
полуавтоматов.
На ряде машиностроительных предприятий в Советском Союзе в
последние годы были созданы новые поточные сборочно-сварочные линии,
позволяющие перейти к комплексной
автоматизации всего процесса сварки?
в целом. Так, на Жддновском
машиностроительном заводе построена
высокомеханизированная сборочно-сва-
рочная поточная линия по
изготовлению сварных котлов
железнодорожных цистерн.
На Челябинском трубопрокатном-
заводе созданы крупнейшие в Европе
поточные линии по изготовлению
сварных прямошовных труб большого
диаметра. Сварка труб здесь производится
в 2 раза быстрее, чем на лучших
заводах Западной Европы. На
некоторых машиностроительных заводах к
Донбассе создано несколько поточно-
сварочных линий по производству
шахтного оборудования.
СССР является родиной подводной,
многодуговой и других способов
сварки. Одним из важнейших достижений
Евгений Оскарович Патоя. последних лет является электросварка
под слоем флюса, а в последние годы —
электрошлаковая сварка.
Выдающихся успехов в развитии электросварки добился советский
ученый Е. О. Патон. В 1930 г. по его инициативе был создан
Научно-исследовательский институт электросварки при Академии наук УССР.
Е. О.Патон со своими учениками много сделал для решения проблемы
автоматизации электросварочных процессов, им был создан способ сварки под
флюсом, разработаны методы повышения прочности сварочных швов.
В годы Великой Отечественной войны Е. О. Патон руководил
работами по изысканию способов сварки специальных сталей и внедрению
электросварки в оборонную промышленность. При его участии были
созданы первые поточные линии в сварочном производстве и
автоматизированы сварочные работы в разных отраслях промышленности.
Крупнейшим достижением советской науки и техники явилось сооружение первого
в мире цельносварного моста через Днепр под Киевом, осуществленное
в 1953 г. под руководством Е. О. Патона.
В 1955—1956 гг. Институт электросварки им. Е. О. Патона Академии
наук УССР разработал новый высокоэффективный способ бездуговой
электрической сварки толстого металла (толщиной до 1000 мм), так
называемой электрошлаковой сварки. Применение установки для
электрошлаковой сварки позволяет сократить в десятки раз расход
электроэнергии и сварочной проволоки. Советский Союз по объему применения
сварки под флюсом стоит на первом месте в мире.
Опыт внедрения электрошлаковой сварки на Ново-Краматорском
заводе тяжелого машиностроения в Донбассе и на заводе «Красный
котельщик» в Таганроге показал, что этот способ сварки вносит серьезные изме-
572

мнения в.технологию тяжелого машиностроения, котельного производства,
строительства, судостроения и т. п. При помощи электрошлаковой
сварки можно за один проход сварочного автомата сваривать металл
практически неограниченной толщины, причем производительность процесса
возрастает по мере увеличения толщины металла. Электрошлаковая сварка
позволяет заменить трудоемкие крупногабаритные цельнолитые и цельно-
кованные конструкции сварнолитыми и сварнокованными,
изготовленными из мелких элементов.
В нашей стране разработана и получила значительное применение
в производстве газоэлектрическая сварка, в частности, сварка плавя-
.щимися электродами в защитной среде углекислого газа. При этом замена
дефицитных аргона и гелия дешевым углекислым газом не приносит
ущерба качеству сварных соединений из углеродистых, низколегированных
и высоколегированных сталей.
В СССР с помощью контурных трансформаторов на строительстве
магистральных газо-и нефтепроводов осуществлена в полевых условиях
сварка стыков труб диаметром до 529 мм. По сравнению с обычными
контурные трансформаторы дают значительную экономию электроэнергии.
Кроме того, они благодаря малым габаритам легко транспортируются
vHa тракторах-трубоукладчиках.
В последние годы начала быстро развиваться холодная сварка металла
(без нагрева).
По этому методу соединяемые детали прижимают друг к другу при
иысоком давлении, в результате чего происходит очищение мест сварки
от окисных пленок и сближение металлов на расстояние эффективного
атомного взаимодействия. Применение холодной сварки повышает
производительность труда и сокращает затраты энергии; кроме того, во время
<: варки металл не изменяет своей структуры.
Большой интерес представляет развитие пайки. Пайка—один из
древних технологических процессов, но после изобретения сварки она
стала вытесняться из производства, что объяснялось прежде всего ее
низкой производительностью. Однако механизация основных операций
пайки в сотни и в тысячи раз повысила ее производительность и сделала
пайку одним из передовых технологических процессов. Например,
применение пайки в производстве автомобильных радиаторов позволяет за
одну-две минуты спаять несколько тысяч трубок. Применение
конвейерных печей дает возможность одному рабочему спаять за смену несколько
тысяч деталей.
Наиболее быстро пайка стала внедряться в производство после того,
как советские ученые В. П. Вологдин и М. Г. Лозинский в 30-х годах
разработали технологию высокопрочной скоростной пайки при нагреве токами
высокой частоты.
Уже в 1941 г. в Советском Союзе в лаборатории В. П. Вологдина был
создан станок-автомат для пайки в вакууме токами высокой частоты
свечей зажигания двигателя внутреннего сгорания. В 30-х годах советский
ученый С. Н. Лоцманов предложил метод пайки алюминиевых сплавов и нашел
•флюсы для пайки нержавеющих и жаропрочных сталей. Ныне применение
ультразвука для удаления окисных пленок с поверхности металла при
дайке заметно уменьшило коррозию в зоне швов, намного расширило
диапазон применения пайки, позволив, в частности, широко использовать
ее в электро- и радиопромышленности.
Изобретены и применяются в настоящее время ультразвуковые
станки для обработки твердых материалов, не поддающихся резанию.
Методом ультразвуковой обработки можно получать отверстия любого
сложного профиля, обеспечивать необходимую геометрию твердосплавного и
573

керамического инструмента, обрабатывать рубиновые подшипники часов
и т. д. Ультразвуковые колебания применяются для очистки мелких
отверстий от металлической стружки, для испытания металлов на усталость
и т. д.
Большое практическое значение имел изобретенный в СССР
электроэрозионный способ обработки металла, о котором более подробно
сказано в главе о развитии электроэнергетики. Советская
промышленность располагает сейчас рядом станков, основанных на применении
электроэрозионного метода для обработки самых твердых марок стали при
производстве сложных штампов, инструмента с кромкой из твердых
сплавов, лопаток газовых турбин, деталей реактивных двигателей, а также
для обработки сквозных и глухих отверстий произвольной формы
в токопроводящих материалах любой твердости.
Для производства современной быстроходной производительной
машины требуются прочные и надежные в различных условиях
эксплуатации материалы, в первую очередь сталь и ее сплавы. Раньше
номенклатура таких материалов была весьма ограниченна. В промышленности
использовались чугун, листовое (котельное) железо, сталь, медь и
некоторые ее сплавы — бронза, латунь. Механические свойства стали и
сплавов были изучены сравнительно мало. За последние 10 лет развитие
техники потребовало значительного повышения качеств конструкционных
материалов. Теперь советское машиностроение использует более 500 марок
стали, чугуна и сплавов цветных металлов. Наука значительно расширила
и углубила знания в области различных свойств металлов. Учитывая
условия работы каждой детали (температура, давление, химическая
среда), каким она подвергается нагрузкам (растяжение, кручение),
конструктор теперь подбирает для нее наиболее подходящий материал,
удовлетворяющий всем требованиям конструкции и технологии.
Таким образом, основным направлением технического прогресса и
машиностроении является переход к автоматической системе машин,
к автоматизации производства. Современное развитие машиностроения
базируется на создании высокопроизводительных станков, кузнечно-
прессового оборудования, на достижениях литейного производства,
а также на внедрении прогрессивных технологических процессов.

ГЛАВА XXXIII
РАЗВИТИЕ НОВОЙ ТЕХНИКИ ПРОИЗВОДСТВА
ПРОМЫШЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
В ТЕХНИКА МЕТАЛЛУРГИИ
Основные черты развития
черной металлургии
XX в., особенно после первой мировой войны, техника предъ
явила новые требования к металлургии как в количественном,
так и в качественном отношениях.
Как и прежде, главным материалом современной техники продолжает
оставаться железо (точнее — различные его сплавы), которое является
основным компонентом всех видов стали и чугуна. В середине века расход
железа и его сплавов составил по весу около 92—93% общего расхода
всех применяемых материалов.
Характерными чертами современного технического развития черной
металлургии, обеспечивающего высокие темпы роста производства
различных марок стали, а также чугуна, проката и т. п., является
повышение выплавки электростали, внедрение выплавки и разливки стали под
вакуумом, внедрение непрерывной разливки стали, увеличение выплавки
с применением дутья, обогащенного кислородом, выплавки доменных
ферросплавов, производство новых профилей проката.
В области цветной металлургии на протяжении XX в. растет
производство алюминия, значительно расширяется производство редких
металлов: титана, германия, циркония, ниобия, тантала и др., а также
радиоактивных, рассеянных элементов, увеличивается выпуск редких металлов
высокой чистоты для обеспечения дальнейшего развития электроники,
радиотехники и производства жаропрочных сплавов.
С 1913 по 1953 г. производство стали во всех странах мира возросло
с 76 млн. т до 236 млн. т, т. е. увеличилось в 3 раза. Надо отметить, что
особенно бурно выплавка стали росла в СССР. За эти же годы
производство стали в Советском Союзе выросло почтив 8 раз — с 4,2 млн. т
в 1913 г. до 38 млн. т в 1953 г.
В 1959 г. в СССР было произведено почти 60 млн. т стали. В 1930—
1956 гг. среднегодовой прирост производства стали составил в Советском
Союзе 9% по сравнению с 2,4% в США и 2,8% в Англии.
Большой скачок сделает советская металлургия за годы семилетки.
Значительно возрастет производство черных и цветных металлов. В 1965 г.
выплавка чугуна достигнет 65—70 млн. ттг, выплавка стали— 86—91 млн. т.
Намного расширится производство алюминия, меди, никеля, магния,
титана, германия, кремния.
Программа КПСС определила развитие металлургической
промышленности в нашей стране на ближайшее двадцатилетие. За 20 лет,
говорится в Программе КПСС, черная металлургия достигнет уровня,
позволяющего выплавлять примерно 250 млн. т стали в год. Особенно ускорится
575

производство легких, цветных и редких металлов, намного увеличится
выпуск алюминия и его применение для нужд электрификации,
машиностроения, строительства, быта.
Главное в развитии металлургии заключается не только в количестве
выплавляемого металла, но и в изменении его качества. Техника XX в.—
техника высоких давлений и температур, больших скоростей —
потребовала новых металлов для изготовления машин, аппаратов и приборов.
Техника требовала металлов, обладающих значительно более высокими
механическими свойствами, а также целым рядом специальных свойств.
На смену обычной пришли качественная и легированная сталь.
Углеродистая качественная сталь отливается от обычной стали более низким
содержанием вредных примесей (фосфора, серы), узкими пределами по углероду и
повышенными механическими показателями.
Еще более важное значение имело появление в самом начале XX в. легированной
стали, а затем и многих марок высоколегированной стали, которые обладают не только
высокими механическими, но и специальными физическими свойствами. Легированная
сталь содержит небольшое количество серы, фосфора, кислорода и других примесей.
Для придания специальных свойств в эту сталь вводятся так называемые
легирующие элементы: марганец, никель, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, титан
и целый ряд других, что увеличивает твердость стали, предел ее прочности, предел
текучести и др.
В специальных сталях с повышенным содержанием кремния, кремний повышает
способность стали к закалке и увеличивает предел ее прочности. Особенное значение
имеют электротехнические кремнистые стали, которые в огромном количестве
употребляются для производства электрогенераторов и трансформаторов.
Введение в сталь никеля обеспечивает получение нержавеющей стали и других
качественных сталей — жаропрочной, жароупорной, кислотоупорной, а также
получение хромоникелевых сплавов, в частности широкоизвестной хромоникелевой стали,
предложенной еще в 1912 г. в Германии. Никель применяется также для покрытия
изделий, изготовляемых из других металлов.
Хром используется для производства жаропрочных сплавов, а также для
покрытия других металлов. Легирование стали хромом сыграло большую роль в истории
создания наиболее употребительных ныне сортов стали с особыми свойствами. Широкое
распространение в технике имеет, например, высокохромистая нержавеющая сталь,
содержащая 12—14% хрома. В настоящее время большинство жаропрочных сплавов
содержит до 20% хрома (существуют специальные высоколегированные стали,
содержащие до 30% хрома).
В настоящее время создаются жаропрочные сплавы, выдерживающие температуру
до 1200°, причем все большее значение приобретает использование тугоплавких
металлов для производства жаропрочных сплавов в порошковой металлургии, а также
легких жаропрочных сплавов на основе титана.
Следует подчеркнуть, что история развития важнейших в современной
технике металлургических сплавов — жаропрочных и жароупорных —
тесно связана с развитием двигателей внутреннего сгорания, и прежде
всего реактивных двигателей. В настоящее время это в значительной мере
относится к газовым турбинам, в частности авиационным. Жаропрочные
стали и сплавы необходимы для изготовления лопаток (рабочих и
сопловых), турбинных дисков и деталей камеры сгорания реактивных
двигателей. В реактивных двигателях жаропрочные высоколегированные стали
и сплавы должны обладать высокими механическими свойствами при
температурах выше 550°, а также противостоять окислению в газовой
среде.
Большое значение в современной металлургии в качестве
легирующих материалов имеют и другие, так называемые редкие элементы,
применяющиеся для получения сплавов, необходимых в
радиолокации, электронике, реактивной авиации, атомной технике и т. д.
Производство элементов, используемых для повышения качества сталей, по
существу определяет важнейшие качественные сдвиги в современной
металлургии.
576

Переход к легированным сталям отразился самым
непосредственным образом на металлургической технике. Начиная с 20-х годов
произошло падение удельного веса бессемеровского и отчасти томасовского
процессов в производстве стали.
Однако томасовский процесс, позволяющий перерабатывать
фосфористые и сернистые чугуны, и сейчас играет большую роль в
металлургии, особенно Западной Германии, Швеции, Франции и Бельгии.
В* частности, во Франции и Бельгии на ряде металлургических
заводов в течение первой половины 50-х годов расширялось
использование продувки чугуна в томасовских конвертерах воздухом,
обогащенным кислородом, а также водяным паром и углекислотой, что улучшает
процесс производства и качество металла. Однако основным способом
выплавки стали как в первой половине XX в., так и в настоящее время
является мартеновский процесс. В 50-х годах в мартеновских печах
производилось около 80% всего мирового производства стали. Емкость
мартеновских печей в настоящее время достигает 500 т, причем
мартеновские печи приспособлены и для получения легированных сталей1.
В СССР 26% всего производства стали выплавляется в большегрузных
мартеновских печах емкостью в 350 и более тонн.
В дальнейшем предполагается увеличить производство стали в
мартеновских печах большей емкости. По семилетнему плану в
Советском Союзе строится большое количество печей емкостью от 500 т
и выше. За годы семилетки в них выплавят более половины всей стали
в стране.
В настоящее время основным способом выплавки стали в нашей стране
является мартеновский передел. Однако в течение семилетки его доля
в производстве стали уменьшится. За годы семилетки возрастет удельный
вес стали, выплавленной в электропечах и конвертерах, причем емкость
конвертеров будет превышать 5 т.
Применение кислорода в конвертерных переделах чугуна позволит
вернуть бессемеровской и томасовской стали ее прежнюю роль.
В металлургии уже в настоящее время освоено производство стали
в конвертерах на кислородном дутье (зачастую с добавкой водяного
пара). Положительный опыт в этом направлении накоплен и в нашей
стране. Впервые в Советском Союзе на выплавку конвертерной стали
с применением кислорода перешел бессемеровский цех металлургического
завода имени Петровского в г. Днепропетровске в 1957 г. (рис. 274). Здесь
в конвертерах перерабатывается обычный мартеновский чугун и по новой
технологии благодаря интенсивной подаче кислорода в конвертер
ускоряется процесс превращения чугуна в высококачественную сталь. На
основе этого опыта аналогичный процесс осуществлен и на заводе «Кри-
ворожсталь».
Хотя в производстве стали уже давно применяется целый ряд
различных автоматических приборов и механизмов, однако уровень автоматизации
здесь далеко не достаточен. Еще сложней решается проблема автоматизации
доменного процесса. Вообще работы по автоматизации в металлургии
отличаются рядом особенностей и представляют большие трудности в
основном из-за того, что основные металлургические процессы связаны
с неоднородными веществами и протекают при крайне разнообразных
условиях. В черной металлургии в основном удалось осуществить лишь
1 В начале 1956 г. в США производилось 116 млн. т стали, из них в
мартеновских печах (911 печей) выплавлялось 101,9 млн. т, в электрических — 9,7 мля.т
(167 печей), в конвертерах (33 конвертера) — 4,3 млн. т. В Англии 88% стали
выплавлялось в мартенах, 6%—в конвертерах и 6%— в электропечах. Емкость
мартеновских печей составляет 300—400 т.
577

автоматический контроль за ходом процесса производства. Особые
трудности стоят на пути внедрения комплексной автоматизации. В настоящее
время автоматизация доменных и мартеновских печей в сущности
остановилась на стадии частных решений, на автоматизации управления
Рис. 274. Разлив стали в бессемеровском цехе иа Днепропетровском
металлургическом заводе им. Петровского (1960 г.).
некоторых отдельных циклов процесса (например, управление
температурами рабочего пространства и давлением).
В СССР достигнуты немалые успехи в области механизации
и автоматизации производственных процессов в металлургии. В 1959 г.
более 90% чугуна и стали было выплавлено в механизированных и в
значительной степени автоматизированных печах.
Значительным шагом на пути к автоматизации являются установки
для непрерывной разливки стали. По насыщенности автоматикой, а также
по своей мощности и производительности эти установки выделяются
среди металлургической техники. В 1955 г. в нашей стране была сооружена
первая промышленная установка для непрерывной разливки стали на
горьковском заводе «Красное Сормово» им. Жданова. Хотя поиски путей
получения заготовок непосредственно из жидкого металла велись еще
в прошлом веке (например, предложение Г. Бессемера в 1858 г.)
578

(рис. 275), однако только после второй мировой войны в США, а затем
и в СССР был осуществлен способ получения заготовки из жидкого
металла путем непрерывной разливки (рис. 276, 277).
При непрерывной разливке стали расплавленный металл из ковша
попадает в приемники специальных четырехгранных
изложниц-кристаллизаторов, внутренние стенки которых изготовлены из красной меди.
Процесс разливки и затвердения стали проходит в этих закрытых
вертикальных изложницах.
С помощью мощной системы водяного охлаждения стенки изложниц омываются
циркулирующей водой, быстро охлаждающей металл. Наружные слои жидкого металла
кристаллизуются (твердеют), на его поверхности образуется корка, которая постепенно
Рис. 275. Схема метода
бесслитковой прокатки стали,
предложенного Г. Бессемером:
1 — разливочное устройство,^
2 — жидкий металл, 3 — зона
кристаллизации, 4 — зона
деформации .
Рис. 276. Опытная установка
непрерывного литья стали в США (1946 г.):
1 — расплавленный металл из печи, 2
—'подогревательная печь, з — кристаллизатор,
4 —затвердевший слиток, 5 —тянущие
валки, 6 — разрезка заготовок, 7 —
кантователь, 8 — разрезанные слитки, 9 —
шлакоуловитель, ю — газовая горелка, 11 —
водяная рубашка, 12 — медный
кристаллизатор, 13—изолирующая рубашка.
утолщается. Внутри слиток стали, оставаясь жидким, продолжает двигаться вниз по
кристаллизатору, все время получая сверху новые партии расплавленного металла,
проходя в зону вторичного охлаждения. Сильно охлажденный в нижнем конце
кристаллизатора и достигший заданной твердости металл подходит к газорежущим аппаратам
(«ножнпцам»), которые режут его на куски, пригодные для прокатки на прокатных
станах.
В изложницах-кристаллизаторах осуществляется принудительное остывание
металла; образующаяся корка по мере охлаждения утолщается, давит на жидкую
сердцевину, уплотняет ее и устраняет возможность появления усадочных раковин. Медные
отшлифованные стенки изложниц делают поверхность слитка гладкой,
В этом производственном процессе на заводе «Красное Сормово»
участвует более 800 механизмов с 49 электродвигателями, управляемых
579

автоматически с 12 дистанционных
пультов. Эта установка является
синтезом новейших достижений
отечественной и зарубежной науки и техники в
данной области металлургии. Переход
на новую технологию исключает
необходимость применения других обжимных
станков.
На основе успешного опыта завода
«Красное Сормово» была создана
промышленная установка непрерывной
разливки стали на Новотульском
металлургическом заводе. В начале 1961 г.
в мартеновском цехе завода «Красное
Сормово» была создана новая
установка непрерывной разливки стали. Кроме
того, проектируются новые установки
непрерывной разливки стали1.
Летом 1960 г. на Донецком
металлургическом заводе вступила в строй
самая крупная в мире установка
непрерывной разливки стали. Она позволяет
в течение нескольких минут получить из
жидкой стали готовые заготовки —
блюмсы. Весь производственный цикл
(превращение 140 т жидкой стали в
блюмсы) продолжается всего около часа.
Производственные процессы полностью
механизированы и автоматизированы.
Хотя значение новейших
материалов, в том числе легких и других
сплавов, в современной технике
чрезвычайно велико, первенствующая роль
остается за черными металлами,
производство которых значительно превышает
выпуск цветных металлов. Черная
металлургия является базисной отраслью
промышленности, основой
машиностроения, транспорта, отчасти
энергетики, а также строительства зданий
и сооружений (массовое применение
металла здесь характерно для XX в.).
Несмотря на то что исходные
физико-химические и технологические
моменты в способах получения железа,
стали, чугуна ныне остаются в
основном на уровне, зафиксированном
достижениями прошлого века, за последние
десятилетия, прежде всего на основе
применения кислородного дутья,
внесено много нового в интенсификацию
процесса производства. Применение кислорода в металлургии — это
проблема использования кислорода повышенной концентрации в технике по-
1 Во многих странах сейчас работают над созданием такого сталеплавильного
агрегата, который в отличие от существующих агрегатов периодического действия
Рис. 277. Схема непрерывной
разливки стали на заводе «Красное Сормово»
в г. Горьком:
/ — ковш с жидкой сталью, 2 —
промежуточное разливочное устройство, 3 —
кристаллизатор, 4 — холостые ролики,
5 — вытягивающие (рабочие) валки,
G — газорезка.
580

лучения металлов и сплавов при высоких температурах. Это—сложная
комплексная научная и технико-экономическая проблема, чрезвычайно
актуальная для современной металлургии.
Идея применения кислорода для интенсификации
металлургических процессов была изложена еще Д. И. Менделеевым в книге «Основы
химии» в 1869 г.
В 1913—1914 гг. на бельгийском заводе Угре-Мари был осуществлен
опыт применения обогащенного кислородом дутья, содержавшего лишь
23% кислорода, в доменной плавке. С середины 20-х годов в ряде стран
начали проводиться теоретические изыскания, расчеты по
интенсификации металлургических процессов кислородом (в частности, по
применению кислорода в производстве стали). В 30-х годах систематические
работы по применению обогащенного кислородом дутья в доменной плавке
были начаты в нашей стране, а также в Германии.
Особенно большой вклад в проблему применения кислорода в
металлургии внесли советские инженеры и ученые. Еще в 1931—1932 гг.
в СССР были начаты исследования в этой области, а в 1940—-1941 гг.
была проведена серия успешных опытов по применению кислородного
дутья на доменной печи Днепропетровского металлургического завода.
В 30-х годах в СССР были проведены опыты по применению
обогащенного кислородом дутья при мартеновской плавке в заводских условиях.
Особенно большой размах работы по использованию кислорода на
крупных металлургических агрегатах приобрели после Великой
Отечественной войны.
Применение кислородного дутья положило начало по существу
новой эпохе в металлургии — ее комбинированию с химической
промышленностью, а также с промышленностью строительных материалов,
поскольку при этом образуются шлаки и газы особо ценного состава,
служащие исходным сырьем для получения цемента, синтеза аммиака,
искусственного жидкого топлива и др.
Но промышленному применению кислорода в металлургии
препятствовала его дороговизна, хотя в настоящее время в решении этой
проблемы достигнуты значительные успехи. Кислород ныне получается в
крупных, высокопроизводительных установках, дающих десятки тысяч м3
в час кислорода (при расходе электроэнергии 0,5 квт-ч на mz).
В течение ряда лет советские ученые под руководством
академика И. П. Бардина успешно разрабатывали проблемы практического
использования кислорода в металлургическом производстве. Эти
исследования позволили интенсифицировать мартеновский процесс, расширить
применение кислорода в сталеварении.
В послевоенные годы исследования на заводах «Серп и Молот»
в Москве, а затем «Запорожсталь» и других позволили перевести на
кислородное дутье десятки мартеновских печей. Ярким примером использования
кислорода для интенсификации сталеплавильного производства является
завод «Запорожсталь», добившийся значительных успехов в увеличении
выплавки стали.
Главным источником роста производства стали на этом заводе было
применение кислорода, широко использованного в мартеновском цехе
для ускорения процесса сталеварения. Впервые здесь кислород был
применен на двух печах в 1952 г., причем в течение первого года работы
выдавал бы сталь непрерывно. В 1959 году в СССР был разработан опытный образец
агрегата для непрерывной выплавки стали в несколько раз производительней мартена
и электропечи. При внедрении его в производство будет возможно ликвидировать
противоречие между выплавкой в агрегатах периодического действия и потребностью в
непрерывной подаче жидкой стали на конвейер для отливок.
581

на одной из них было выплавлено на 32 тыс. т стали больше, чем при
работе без кислорода. Продолжительность плавки при этом была снижена
на 2 часа, а производственная кампания печи была продлена до 568
плавок вместо 424 плавок в среднем по цеху.
На заводе были испытаны четыре способа интенсификации кислородом
мартеновского производства: обогащение факела пламени, нагревающего печь, продувка стали
в ванне в период ее доводки (т. е. в стадии
плавки, в течение которой химический состав
металла приводится в соответствие с
техническими условиями на него); обескремнивание
жидкого чугуна в ковше перед заливкой его в
печь, а также комбинированный способ. В
результате испытаний было решено применить в
основном способ обогащения факела пламени,
нагревающего печь. Здесь был принят режим,
при котором концентрация кислорода в
воздушных струях составляла 25 %, а тепловая
нагрузка печи достигала 25 млн. ккал в час.
В результате этого в 1954 г.
продолжительность плавок сократилась до 8 часов, а
съем стали с каждого м2 пода печи увеличился
до 8,3 т в сутки, причем годовая
производительность одной печи возросла затем
примерно на 30 тыс. т.
Вместе с тем удалось добиться
эффективного увеличения веса плавок. В результате
этого на 185-тонных печах стали производить
200-тонные плавки стали.
Ныне наибольшее распространение
получило вдувание кислорода
непосредственно в ванну мартеновской печи
для ускорения процесса рафинирования
металла (окисление примесей), причем
Иван Пав ович Бардин. струя газа подается с огромной
скоростью через стальную трубу,
заканчивающуюся охлаждаемым водой соплом.
Наконец, особенно большое значение в настоящее время приобретает
кислород, как уже упоминалось, в конвертерных процессах получения
стали.
В металлургии азот воздуха не принимает в химических процессах существенного
участия, но нагревается до высоких температур, а затем почти весь выбрасывается
с дымовыми газами в атмосферу. До некоторой степени азот оказывает вредное влияние
на свойства металлов. Полная или частичная замена азота воздуха кислородом
значительно ускоряет процесс выплавки стали, ведет к снижению расхода топлива,
улучшению качества стали и др. Следует отметить, что в целях снижения стоимости
кислорода на металлургических заводах организуется улавливание из него инертного газа
криптона, необходимого для электровакуумной промышленности. Из азота,
выбрасываемого установками при производстве кислорода, можно получить также азотную
кислоту и некоторые химические удобрения.
В области доменного производства на протяжении нашего века следует
отметить рост поперечных размеров печей, их объема, достигающего в ряде
случаев 1700—1800 м3. В настоящее время проектируются печи объемом
свыше 2000 м3, тогда как в 1932—1942 гг. объем доменных печей не
превышал 1100—1400 м3.
Выдающуюся роль в строительстве новых металлургических заводов
и доменных цехов с полностью механизированными печами большого
размера сыграли советские ученые И. П. Бардин, М. А. Павлов и многие
другие ученые, инженеры и новаторы производства.
М. А. Павлов в своих трудах разработал теорию доменного процесса
и обосновал возможность строительства доменных печей большого размера.
582

Интенсификация металлургических процессов в доменном
производстве, важнейшим условием которого является подготовка сырья, и в
частности шихты, привела к таким качественным сдвигам, как создание
высокоинтенсивных малогабаритных домен, а также доменных печей,
работающих на дутье высокого давления (до 20 атм) с повышенным давлением
газов на колошнике.
Применение дутья высокого давления открывает перспективы
перехода на использование обычных сортов кускового каменного угля (а
также брикетов) взамен дорогого и
дефицитного кокса. Что касается работы
печей с повышенным давлением газов
под колошником, получивших широкое
применение за последние несколько
лет на металлургических заводах СССР,
то это позволяет форсировать режим
работы доменных печей, повысить их
производительность, а также снизить
вынос пыли и уменьшить расход кокса.
Доменщики Череповецкого
металлургического комбината весной 1958 г.
добились поднятия температуры
горячего дутья на двух домнах до 1000°.
На этих домнах устойчиво
поддерживается и наибольшее давление газов
под колошником (1,5 атм). Это
привело к уменьшению расхода кокса
на тонну литейного чугуна и
увеличило производительность агрегатов.
В октябре 1960 г. здесь был достигнут
небывалый коэффициент использования
доменных печей1—0,543.
В 1959 г. на Нижне-Тагильском Михаил Александрович Павлов,
металлургическом комбинате была
построена одна из самых мощных доменных печей, работающая на дутье
с температурой 1200°, имеющая повышенное давление газа под
колошником—1,5 атм. Эксплуатацию домны облегчают автоматические
устройства и новейшие контрольно-измерительные приборы2.
Доменное производство в СССР по своим технико-экономическим
показателям превзошло уровень доменного производства в США и в других
капиталистических странах. Коэффициент использования полезного
объема доменных печей в Советском Союзе в 1956 г. составил 0,78, а в США—
1,0 (1955 г.). В 1959 г. в Советском Союзе этот показатель достиг 0,768.
В 1958 г. в Советском Союзе были введены в действие три
высокомеханизированные доменные печи полезным объемом в 1719 м3. В 1960 г.
в СССР была сооружена новая домна-гигант на Криворожском
металлургическом заводе, которая является самой мощной и
высокомеханизированной и автоматизированной доменной печью в мире. Для ускорения
процесса плавки в ней применяется природный газ и высоконагретое
обогащенное кислородом дутье. Давление газа под колошником в печи
1 Отношение полезного объема печи к суточной выплавке чугуна в ней.
2 Домна с помощью мощных механизмов была сооружена скоростным
методом — менее чем за 10 месяцев. В частности, был применен уникальный 75-тонный
башенный края с 45-метровой стрелой, способный поднимать груз на высоту 100 м.
Кожух домны был сварен электрошлаковой сваркой.
583

доведено до 2,5 атм. В 1961 г. на Криворожском металлургическом заводе
была построена вторая такая же доменная печь. В феврале 1962 г. на
Новотульском и Липецком заводах были построены новые сверхмощные
домны. В последние годы впервые в мировой практике советские
инженеры добились больших
успехов по использованию
природного газа в доменном
производстве. В годы семилетки
планируется перевести на
новый режим с использованием
природного газа и кислорода
свыше 50 доменных печей,
большое количество
мартеновских и нагревательных печей.
Побывавший в июне 1958 г.
в СССР с делегацией
американских металлургов Джулиос
Г. Страссбургер — помощник
вице-президента
Национальной стальной корпорации —
подчеркнул большую ценность
советских успехов в
доменном производстве. «Для
достижения хороших показателей в
использовании полезного
объема доменных печей,—писал
он, — советские доменщики
умело применяют высокое
давление под колошником, дутье
высокой температуры и
постоянной влажности. Это дает
большой эффект».
Интенсификация
доменного производства на основе
кислородного дутья,
применение повышенного давления
в доменном процессе, отказ
Рис. 278. Доменная печь на Карагандин- от громоздких кауперов и
ском металлургическом заводе (1960 г.). крупногабаритных домен,
переход от дорогого кокса к
углю, комбинирование доменного процесса с химическими
производствами позволяют значительно улучшать технико-экономические
показатели работы домен и превращать их в интенсивные химические
аппараты с высокой степенью автоматизации, а сам процесс получения чугуна —
в одно из звеньев комбинированного химико-металлургического
производства (рис. 279).
Вообще характер металлургических процессов с полным правом
позволяет относить металлургию к области химии высоких температур.
Применение кислорода собенно эффективно при выплавке нержавеющей сталиг
и именно здесь началось и у нас и за рубежом применение кислорода в электроплавке.
При этом имеется возможность работать на шихте, содержащей до 100% отходов
высокохромистых и хромоникелевых сталей, что при обычном ведении процесса связано
с большими техническими трудностями. Применение здесь кислорода позволяет
получить сталь с очень низким содержанием углерода и обеспечивает высокую экономичность
процесса.
584

Емкость дуговых электропечей для выплавки нержавеющих сталей с продувкой
ванны кислородом достигает 100 т. На сталеплавильных дуговых печах некоторых
заводов США давление поступающего в печь кислорода обычно изменяется в пределах
5,5—7 атм (и до 14 атм). При применении кислорода расход электроэнергии
снижается на 10—20%, производительность печи увеличивается, а также улучшается
качество выплавляемого металла.
Рис, 279. Возможная схема металлургического комбината,
выпускающего разнообразную продукцию для тяжелой индустрии:
1 — кислородная станция, 2 — сталеплавильный цех, 3 —бесслитковая
прокатка стали, 4 — доменные печи, б —цементный завод, 6 — химические цехи.
В верхнем углу схема бессемеровского конвентера с кислородным дутьем.
Появление новых сортов стали вызвало к жизни и новые методы ее
производства. Сильное развитие получила электрометаллургия.
Преобладающее количество электростали выплавляется в дуговых электрических
печах. С 1937—1953 гг. производство электростали в
капиталистических странах выросло в 3,8 раза при общем росте производства стали на
61%. На долю США приходится около 80% всей продукции электростали
капиталистических стран. В СССР в 1960 г. удельный вес электростали
в общем производстве стали составил 6,8%. В Советском Союзе строятся
главным образом электропечи большой емкости—до 180 т.
Особенное значение электросталь имеет в Швеции, где развитие
производства стали в последние годы в основном шло за счет увеличения
выплавки электростали и конвертерной стали, используемой для так
называемого дуплекс-процесса (конвертер—электропечь)1, причем удельный
1 Дуплекс-процесс в металлургии стали — это процесс производства стали,
ведущийся последовательно в двух сталеплавильных агрегатах. Одним из видов такого
дуплекс-процесса является схема «конвертер (бессемеровский или томасовский) —
дуговая электропечь».
585

вес электростали в общей выплавке стали повысился с 23,4 до 44,6%.
В 1955 г. в Швеции было произведено 946 тыс. т электростали (помимо
500 тыс. т электростали указанным дуплекс-процессом) и 779 тыс. т
мартеновской стали.
В нашей стране во вновь строящихся цехах организовывается производство
электростали дуплекс-процессом в конвертерах и электропечах. При нем электросталь
выплавляется в электропечах из жидкого полуфабриката, который изготовляется
в конвертере с кислородным дутьем. Расход электроэнергии при таком
дуплекс-процессе на 1 т выплавляемой стали уменьшается вдвое, резко сокращается расход
электродов и повышается производительность электропечи.
Дуговая сталеплавильная печь по сравнению с мартеновской имеет ряд
преимуществ. В этой печи можно получить более высокую температуру, чем в мартенах,
что и требуется для получения легированных сталей. Это позволяет получать
тугоплавкие сплавы. В электропечах отсутствует окислительное пламя, что позволяет
создать в печах восстановительную атмосферу (газовую среду печи), а также
обеспечивает меньший по сравнению с мартеновской печыо угар легирующих элементов. В
электродуговых печах можно выплавлять сталь с разнообразным содержанием углерода при
любом количестве легирующих элементов, а также получать на рядовой шихте металл
с весьма низким содержанием серы. В этом отношении электрические печи идеально
отвечали задачам производства высококачественных и легированных сталей.
Особое значение имеют электротермические металлургические
процессы в производстве ферросплавов. Наиболее распространенными
ферросплавами являются ферросилиций, ферромарганец, феррохром,
ферровольфрам, ферромолибден и феррованадий.
Начало промышленному производству ферросплавов было положено
во Франции инженером А. Муассаном, который начиная с 60-х годов
прошлого века проводил систематические исследования процесса выплавки
углеродистой стали в дуговой электропечи. В 1907—1909 гг. в США Ф. Бек-
кетом и Г. Джином был разработан электротермический способ выплавки
малоуглеродистых ферросплавов с использованием в качестве
восстановителя кремния. В 1939 г. А. Ваккер в Германии предложил удалять
углерод из феррохрома продувкой расплава кислородом в вакууме.
В настоящее время ферросплавы производят преимущественно в
открытых дуговых электрических печах. Выплавка ферросплавов в
электропечах ведется в большинстве стран, в которых имеется металлургическая
промышленность. Крупнейшим производителем электроферросплавов
является Норвегия, где в 1953 г., например, было выплавлено 215 тыс. т
ферросплавов (в основном — ферромарганец и ферросилиций).
Металлургия легких металлов
Наиболее характерным для металлургии XX в. является развитие
массового производства легких металлов, и прежде всего алюминия и
магния, а затем и титана. Если производство стали с 1913 по 1953 г.
увеличилось в 3 с лишним раза, то выплавка алюминия выросла примерно в 30 раз.
В 1913 г. во всех странах мира (без СССР) производилось 4,3 тыс. т
алюминия, а через 30 лет, в 1943 г., выплавка алюминия достигла 2 млн. т.
Большая часть алюминия, производимого в капиталистических
странах, приходится на США, где ежегодная выплавка алюминия в последние
годы достигает 1,5 млн. т.
С начала 20-х годов сильно выросло и производство магния. Если
в 1913 г. мировое производство магния составляло всего несколько тысяч
тонн, то в 1953 г. оно достигло (без СССР) 240 тыс. т.
Быстрыми темпами развивалось производство алюминия в Советском
Союзе. За годы социалистического строительства в СССР создана мощная
алюминиевая промышленность.
586

В 1932 г. на базе Волховской гидроэлектростанции был создан
Волховский алюминиевый завод, а в 1933 г.—Днепровский алюминиевый
завод, использовавший электроэнергию Днепрогэса. В 1938 г. вступил
в эксплуатацию Тихвинский глиноземный завод, расположенный в
непосредственной близости от месторождения тихвинских бокситов. Наконец,
Рис. 280, Электролизер большой мощности для получения алюминия
на Уральском алюминиевом заводе (1957 г.).
в 1939 г. был пущен один из крупнейших в Европе Уральский алюминиевый
завод (рис. 280).
Во время Великой Отечественной войны вошел в строй алюминиевый
завод в Новокузнецке, в Кузбассе. В послевоенные годы были построены
алюминиевые заводы в Карелии, в Сумгаите в Азербайджане и др.
Возводится крупнейший алюминиевый завод в Иркутске.
В настоящее время Советский Союз является одним из крупнейших
производителей алюминия.
Алюминий очень распространен в земной коре в виде глинозема.
Впервые в свободном состоянии он был выделен в 1825 г. датским физиком
Г. X. Эрстедом при действии нагреванием амальгамы калия на хлористый
алюминий. Однако в количествах, достаточных для изучения его
важнейших свойств, алюминий был получен лишь в 1845 г. немецким химиком
Ф. Велером, который в 1827 г. заменил амальгаму калия металлическим
калием. Так был получен металлический алюминий и определены его
физические и химические свойства.
587

В 1854 г. А. Сент-Клер Девиль во Франции применил способ Велера
для первого промышленного производства алюминия, внеся в него
некоторые улучшения. В частности, Сент-Клер Девиль заменил применявшийся
в качестве восстановителя калий более дешевым металлическим натрием,
а затем очень гигроскопичный летучий хлористый алюминий—двойным
хлоридом алюминия и натрия. Производство алюминия по этому так
называемому химическому способу было организовано Сент-Клер Девилем
в Жавей, под Парижем. В дальнейшем для получения алюминия при
помощи этого способа были построены небольшие заводы в Англии, США
и Германии. В течение первых 10 лет после изобретения Сент-Клер Девиля
в мире было произведено лишь 10 т алюминия.
В конце 80-х годов прошлого столетия химический способ получения
алюминия был вытеснен электролитическим, который позволил резко
снизить стоимость металла и тем самым создал условия для быстрого
развития алюминиевой промышленности.
Основоположниками электролитического способа производства
алюминия являются Поль Эру во Франции и Чарлз М. Холл в США. В 1886 г.
они независимо друг от друга взяли почти аналогичные патенты на
получение алюминия электролизом глинозема (окиси алюминия),
растворенного в расплавленном электролите (криолито-глиноземный расплав). С этих
пор по мере развития электротехники и получения массовых способов
выработки дешевой электроэнергии производство алюминия начинает
быстро развиваться. Однако до 1913 г. алюминиевая промышленность
играет еще относительно небольшую роль, и только первая мировая война
положила начало бурному росту производства алюминия.
Таким образом, с начала XX в. во многих странах мира стала
создаваться и быстро расти алюминиевая промышленность. В США,
Швейцарии и Франции первые заводы промышленного производства алюминия
по электролитическому методу были построены в 1888—1889 гг. К началу
XX в. электролитическое производство алюминия было организовано
в Швейцарии, Англии и Австрии. Несколько позже алюминиевая
промышленность появляется и в других странах.
Первые попытки производства алюминия в нашей стране относятся
к 80-м годам прошлого столетия. В 1892 г. под Москвой для
получения алюминия химическим способом был построен небольшой завод,
просуществовавший, однако, недолгое время. Следует отметить работы
русского ученого П. Федотьева, проведенные в начале нашего столетия,
по электрометаллургии алюминия. Исследования Федотьева и других
русских ученых сыграли крупную роль в создании условий для быстрого
развития алюминиевой промышленности.
Быстрый рост производства алюминиевых сплавов в XX в. был
вызван прежде всего развитием авиационной промышленности. Начиная
с 20-х годов алюминиевые сплавы все шире начинают применяться в
автомобилестроении, в судостроении, при строительстве железнодорожных
локомотивов и вагонов1, что связано со значительным снижением их веса.
Примерно две трети современного самолета состоят из алюминия и его
сплавов. В последнее время все больше внимания уделяется
использованию алюминия в автомобильных двигателях. Например, в производстве
поршней алюминий почти совсем вытеснил серый чугун. В
американских легковых машинах выпуска 1957 г. вес алюминиевых деталей по
1 По данным американской статистики, из всего количества алюминия,
использованного при создании средств транспорта в США, 60% потребляется в
автомобилестроении, 30% — в авиастроении и 10% — в строительстве железнодорожных
локомотивов и вагонов.
588

сравнению с 1956 г. возрос с 15,7 кг в среднем на одну автомашину до 19 кг.
Вдвое возросло применение алюминия в отделке автомобиля. Во все
больших масштабах алюминий применяется в электротехнике1.
В наше время алюминиевые сплавы являются одним из основных
материалов для изготовления двигателей внутреннего сгорания, где
важна не только легкость алюминия, но и его высокая
теплопроводность.
В настоящее время известно несколько сот различных алюминиевых
сплавов, но наибольшее значение получили сплавы алюминия с медью,
магнием и марганцем, называемые дюралюминами, а также сплавы
алюминия с кремнием—силумины (широко распространенный ныне дюралю-
мин — «твердый алюминий» — был изобретен в 1907 г. в Германии
инженером А. Вильмом).
Возможности создания новых, более высокопрочных, коррозионно-
стойких алюминиевых сплавов далеко не исчерпаны. В не менее крупных
масштабах в XX в. развивается производство магния, электролитический
способ получения которого был разработан еще в середине прошлого
века. В 1942 г. в США было освоено в промышленных масштабах
извлечение магния из морской воды.
На протяжении XX в. непрерывно росло применение магниевых
сплавов. Для улучшения технологических и механических свойств в магний
обычно вводят алюминий и цинк, а для повышения коррозионной
стойкости — марганец. Важным потребителем алюминия и магния являются новые
отрасли металлургии, связанные с производством тугоплавких, редких
и некоторых других металлов и их окислов (например, ванадия, хрома
и др.).
Бурный рост алюминия и магния был бы невозможным, если бы не
были созданы условия для получения огромного количества дешевой
электрической энергии. Для производства 1 т алюминия требуется до
18—20 тыс. квт-ч электроэнергии, а для производства 1 т магния —- почти
в 1,5 раза больше.
Говоря о развитии алюминиевой и магниевой промышленности,
необходимо подчеркнуть появление принципиально новых технологических
процессов, связанных с электролизом расплавленных сред, протекающих
при относительно высоких температурах —900 с лишним градусов. Этот
метод производства легких металлов в последние годы в той или иной
форме стал применяться и в ряде других отраслей металлургической техники.
Сейчас методы электролиза занимают большое место в металлургическом
производстве, начиная от получения меди, никеля и цинка и кончая
литием, бериллием, танталом (и отчасти титаном и цирконием).
Мы не останавливаемся на металлургии тяжелых цветных металлов,
где по существу на протяжении XX в. не было особо принципиальных
изменений (если не говорить о широком применении гидрометаллургии).
Заметим лишь, что в отличие от черной металлургии цветной металлургии
свойственно исключительное многообразие технологических процессов
для различных металлов, а иногда и для одного металла в зависимости
от характера обрабатываемой исходной руды.
1 Впервые электрическая линия с применением алюминиевых проводов длиной
лишь в несколько сот метров была построена еще в конце 80-х годов XIX в. в США.
В 1918 г. суммарная протяженность высоковольтных линий электропередачи с
использованием алюминия в проводах достигла в США уже 7200 км, а к 1939 г.— более
1 млн. км. Для увеличения прочности применяются сталеалюмиииевые провода, в
которых стальная сердцевина несет механическую, а наружная алюминиевая
часть — токовую нагрузку. Такие провода появились в конце первой мировой войны
о связи с дефицитом меди.
589

Металлургия редких металлов
В XX в. резко расширилось применение в технике редких металлов.
В связи с этим возник целый ряд новых процессов, связанных с их
производством. Редкие металлы ярко характеризуют современную металлургию
и ее будущие перспективы.
Принадлежность к группе редких металлов не всегда связана с малым
содержанием данного элемента в земной коре или с его значительной рассеянностью. Часто
к редким относят элементы, которые трудно получить в элементарном состоянии или
выделить в достаточно чистом виде. Многие из редких элементов по своей
распространенности в природе превосходят хорошо известные элементы, играющие важную роль в
технике. В целом запасы редких элементов весьма значительны, но способы их получения,
извлечения из руд, а главное — отделения друг от друга до сих пор еще трудны и
несовершенны. Так, титан можно считать редким металлом, хотя по своей
распространенности в земной коре (0,61% от ее веса) он значительно превосходит такие
распространенные элементы, как медь, цинк, углерод. Но соединения титана никогда не образуют
самостоятельных минералов и крупных залежей, причем титан легко соединяется с
кислородом, азотом и другими элементами, что усложняет технологию его получения в
чистом виде. Торий, цезий, ниобий и гафний содержатся в земной коре в больших
количествах, чем ртуть, олово и кадмий, но пока еще не найдены эффективные способы
получения этих и других редких элементов, которым суждено сыграть исключительно
крупную роль в новой технике.
К рассеянным редким металлам относятся индий, галлий, таллий, германий и
рений. Все эти элементы отличаются особенно малой способностью к геологической
концентрации, многие из них не имеют собственных минералов и широко распространены
в природе в виде попутных компонентов и примесей в рудах других металлов и
неметаллических полезных ископаемых.
Очень большое значение имеет германий, широко применяемый в электронике
и радиотехнике. Германий в земной коре содержится в немалом количестве, и редким
его можно назвать лишь из-за того, что он очень рассеян в природе. Большое количество
германия концентрируется во многих сортах угля, в продуктах коксования, а также в
рудах свинца и цинка. Имеются сведения о наличии германия в нефти. По расчетам
отдельных зарубежных специалистов на основе сжигаемого в Англии каменного угля
можно ежегодно из золы и дымовой пыли обеспечить производство примерно 2 тыс. т
германия и около 1 тыс. т галлия.
Можно сказать, что все новое в современной технике в той или иной
мере базируется на использовании редких и рассеянных элементов.
Среди редких элементов можно выделить группу родственных по своим
химическим свойствам металлов, называемых редкоземельными. Эти
«редкие земли», являющиеся в свободном состоянии металлами, включают
помимо собственно лантаноидов (таких, как, например, церий и гадолиний),
лантан, а также иттрий и скандий. Ряд десятилетий редкоземельные
элементы употреблялись в совместном, смешанном виде, так, как они обычно
встречаются в природном минеральном сырье. Однако за последние
несколько лет наметилось получение чистых индивидуальных металлов,
применение отдельных элементов этой группы. В этой области имеются
немалые достижения, хотя производство редкоземельных элементов еще
очень дорого.
Редкоземельные элементы внедряются в черную металлургию,
например в качестве ценных присадок, улучшающих свойства стали. Они
улучшают физико-механические свойства таких легких металлов, как
алюминий и магний.
Имеют большое будущее жаропрочные магниевые сплавы с неодимом,
а также сплав церия с алюминием, впервые полученный еще в 1904 г.
Церий применяется в качестве пирофорного материала в
трассирующих пулях и снарядах; лантан и церий — это наиболее
распространенные редкоземельные элементы в производстве оптических стекол, лантан
и скандий — в ряде промышленных люминофоров и т. д.
590

В капиталистических странах редкоземельные элементы используются
главным образом в военных целях. Некоторые из этих элементов имеют
большое будущее в развивающейся ядерной технике в качестве
конструкционных материалов ядерных реакторов. Среди редкоземельных
элементов имеются ценные радиоактивные изотопы (например, лантана),
катализаторы, используемые в органическом синтезе, и др.
В центре внимания в последние годы стоят вопросы промышленного
разделения «редких земель» и получения отдельных металлов высокой
степени чистоты, что связано с большими трудностями1.
В настоящее время производство большинства редкоземельных
металлов в основном носит опытный характер. В будущем необходим
дальнейший прогресс в этой области, диктуемый требованиями более широкого
применения редкоземельных элементов в металлургии и в других
отраслях техники. Особо важно исследовать задачи использования «редких
земель» в качестве легирующих добавок к различным маркам стали и
присадок к сплавам некоторых цветных металлов.
Исторически развивающаяся промышленная классификация выделила
из числа редких металлов тугоплавкие металлы с температурой плавления
свыше 1700°: вольфрам, молибден, ванадий, титан, ниобий, тантал,
цирконий. Эти металлы используются главным образом в производстве
специальных сталей в качестве легирующих добавок или раскислителей.
Карбиды металлов (и некоторые другие химические соединения металлов с
неметаллическими элементами) — вольфрама, титана, а также тантала, ниобия,
молибдена — отличаются очень высокой твердостью. Они являются основой
производства разнообразных твердых сплавов. Из вольфрама и отчасти
титана изготовляются, в частности, нити электрических и электронных
ламп, а из молибдена, тантала и ниобия — детали электронных устройств.
После второй мировой войны все более широко в качестве
конструкционных материалов в военной и особенно авиационной промышленности
начинает применяться титан и его сплавы, заменяя во многих случаях
нержавеющую сталь и алюминиевые сплавы. Металлический титан и
особенно титановые сплавы имеют очень ценные свойства. Они легки,
прочны, обладают высокой температурой плавления (для титана около
1750°). Устойчивость титана против коррозии как на воздухе, так
и в воде делает возможным его применение в кораблестроении.
В последние годы как в СССР, так и в других странах происходит
быстрый рост производства титана, причем в капиталистических странах
его производство подчинено военным целям. В 1955 г. в капиталистических
странах было произведено около 13 тыс. та титана. Наиболее крупными
производителями его среди капиталистических стран являются США
и Япония. Особенно бурно производство титана развивается в США. Если
в 1948 г. в США было получено 10 m титана, то в 1952 г. его производство
достигло 5 тыс. т.
Стронций, скандий, литий, бериллий, рубидий и цезий составляют
подгруппу легких редких металлов. Наибольшее промышленное
применение среди них имеют литий, бериллий и цезий. Литий и бериллий2 применя-
1 Например, для разделения сходных по химическим свойствам элементов
циркония и гафния применяется дробная кристаллизация вещества из раствора, причем
здесь, как правило, необходимо провести сотни и тысячи перекристаллизации вещества
из раствора, что является весьма длительным процессом. В США разработка
эффективных способов разделения некоторых редкоземельных элементов была связана прежде
всего с созданием атомной бомбы.
2 Бериллий, хотя и известен в технике уже четверть века, является чрезвычайно
рассеянным, редким элементом. В 1957 г. его мировая добыча составила всего 180 т\
этот металл легче алюминия, прочен и приобрел репутацию одного из важнейших
металлов атомного века.
591

ются в некоторых новых сплавах цветных металлов, цезий — для
изготовления фотоэлементов.
Очень важное значение имеют уран, радий, торий, актиний и
протактиний, которые составляют подгруппу радиоактивных металлов. Интерес
к этим элементам в настоящее время в огромной степени возрос в связи
с производством расщепляющихся материалов и развитием атомной
энергетики, широкими научно-техническими исследованиями в этих областях.
В последнее время важное значение в ядерной технике приобретают
цирконий и бериллий. Особенно большое распространение в последние годы
получил цирконий. Цирконий отличается стойкостью против коррозии,
легкостью обработки, пластичностью и отсутствием внутренних напряжений.
В 1945 г. в США было произведено всего 0,07 кг циркония, однако
начиная с 1948 г. в связи с работами по созданию атомных реакторов
производство циркония резко возросло и через несколько лет достигло
нескольких десятков тонн. Технология его производства претерпела
большую эволюцию. В результате технология производства циркония, который
несколько лет назад был редкостью, ныне более прогрессивна, чем
технология получения многих других металлов, известных и применяющихся
уже в течение десятилетий.
Следует отметить, что цирконий сильно распространен в земной коре.
Однако примесью циркония является гафний, который для использования
циркония в целях, связанных с применением атомной энергии, необходимо
отделить от циркония, что не может быть выполнено обычными
металлургическими методами.
Прежде всего чистый цирконий начали получать при помощи
рафинирования исходного металла путем термического разложения тетраиодида
циркония, полученного в результате реакции йода с металлом. В последние годы
в США основная масса производимого циркония добывалась по так
называемому способу Кролла. Здесь цирконий получается не в виде
компактного металла, а в виде более или менее массивной «губки» на основе
реакции такого соединения, как тетрахлорид циркония с жидким
магнием.
То, что содержание редких металлов в рудах невелико и часто не
превышает и сотых долей процента, осложняет и изменяет, делает
своеобразной всю технологию получения редких металлов. Как правило, здесь
различают две стадии: получение чистого химического соединения редкого
металла и получение редкого металла в элементарном состоянии.
Прежде всего в технологии получения редких металлов
исключительное значение приобретает усовершенствование процессов обогащения руд.
В ряде случаев путем обогащения удается получать из очень бедных руд
богатые и относительно чистые концентраты. Вместе с тем чрезвычайно
большое значение при переработке рудного сырья с целью выделения
соединений редких металлов приобретают гидрометаллургические
процессы, значение которых в производстве многих металлов в течение
последних десятилетий резко повысилось сравнительно с пирометаллургиче-
скими (высокотемпературными) процессами. В качестве растворителей
здесь используется вода, серная кислота, растворы соды и щелочей и др.
Для перевода металлов из руд в воднорастворимые соединения приходится
прибегать к предварительной обработке различными реагентами с
последующим осаждением (рис. 281). Так, ториевые концентраты обрабатывают
при нагревании крепкой серной кислотой, получая растворимый в воде
сульфат тория, и таким образом подготавливают их к последующей
металлургической обработке.
Развитие новых отраслей техники требует металлов высокой степени
чистоты. Их значение в современной технике чрезвычайно велико.
592

В радиоэлектронике, как известно, используются такие новые материалы, как
полупроводники. Но их свойства проявляются лишь в том случае, если эти материалы
очищены от примесей других элементов. Так, необходимые свойства германия
исчезают, если на 10 млн. атомов его приходится не один, а два атома примеси. Качество
применяемых в авиации материалов высокой жаропрочности резко снижается при наличии
даже ничтожных примесей, например свинца или серы. Но самое важное то, что
исследование металлов высокой степени чистоты повело к открытию новых, ранее
неизвестных свойств чистых металлов. Титан, известный более века и считавшийся еще до
недавнего времени хрупким металлом, сейчас применяется для изготовления стальных
листов и лент, штамповки сложных
деталей, хром в чистом виде оказался
пластичным, алюминий — мягким, как
свинец, высокоэлектропроводным и т. д.
Если до середины 40-х годов
чистые металлы
классифицировались на технически чистые и
химически чистые (до 99,99%), то
новая техника выдвинула еще
большие требования к чистоте
исходного металла, и в начале 50-х годов
появляются ультрачистые металлы
(не хуже 99,99999%).
В последние годы в
промышленных стандартах все чаще
появляются требования к чистоте
редкого металла порядка, например,
99,9999999%, иными словами,
здесь на 100 млн. частиц данного
вещества допустима лишь одна
частица примеси.
В связи с этим в ряде стран
разрабатываются или
совершенствуются методы обнаружения
ничтожных примесей в различных
металлах и сплавах,
организовывается производство особо чистых
реактивов для аналитического
контроля примесей, а также
разрабатываются новые методы
контроля.
Промышленность
ультрачистых металлов в последние годы
основывается на завоеваниях техники высоких температур (до 3—3,5 тыс.
градусов), глубокого вакуума (до 10"5 мм ртутного столба), на
созданной особо прочной аппаратуре, чрезвычайно точных
контрольно-измерительных приборах, а также достижениях химического производства.
Металлургия чистых металлов и редких элементов освоила все,
что было создано предшествующим развитием металлургии. Ее технология
основана на использовании гидрометаллургических процессов,
выработанных предшествующим развитием некоторых отраслей цветной
металлургии, на электролизе расплавленных химических соединений. Однако
следует отметить, что эти известные методы не удовлетворяют требованиям
современной техники к чистоте металлов. Более эффективны новые метал-
лотермические методы (о некоторых из них говорится ниже). Особый
интерес приобрел такой физический метод получения чистых металлов,
как «зонная плавка». В 1956 г. был опробован полупромышленный метод
«зонной плавки» (рис. 282).
Рис. 281. Гидрометаллургический процесс.
Измельченная руда попадает в диффузор, где
переходит в растворимое состояние, окислы
осаждаются с помощью реактивов. Из
отфильтрованного осадка металл получают
электролизом.
593

«Зонная плавка» в общих чертах заключается в следующем. Многократная
кристаллизация металла позволяет изменить содержание примесей в отдельных частях
металлического слитка. Если заполнить жидким металлом тигель, имеющий форму,
например, кольцевого канала, перерезанного в одной части перегородкой, и разогреть
в нем металл путем медленного перемещения тигля через печь, то в нем будет
расплавляться только небольшой участок металла, находившийся в данный момент в печи.
С передвижением кольцевого канала через печь перемещается и зона жидкого металла
от одного конца слитка к другому. Вместе с тем будет изменяться и содержание
примесей от конца слитка, где металл затвердел вначале, к зоне, затвердевающей в последнюю
Рис. 282. Схема установки для «зонной очистки» металла:
внутри кварцевой трубы (из которой откачан воздух
и впущен аяот) находится графитовая «лодочка» с металлом.
Внизу показаны зоны очищенного металла (А),
насыщенного примесью (23), и три зоны нагрева.
очередь. Многократное повторение операций перекристаллизации и дает возможность
переместить все примеси в металле к одному концу слитка. При остывании
расплавленного металла эти примеси сосредоточиваются в его жидкой части.
В настоящее время имеется целый ряд конструкций аппаратов для проведения
«зонной плавки». В аппаратах, где плавильное пространство представляет собой
кольцевой канал, жидкий металл соприкасается с его стенками. В других аппаратах
металлический слиток не соприкасается с огнеупорными материалами, а зажимается
специальными устройствами, представляя собой особый стержень, по длине которого
перемещается нагревательная печь1.
Путем «зонной плавки» очищают от примесей ванадий, висмут, а также
алюминий, германий, галлий, олово, медь, кремний. Этим методом из
технических металлов можно получить металлы с чрезвычайно низким
содержанием примесей. Например, получен алюминий с содержанием
99,9995% (остальное — примеси). Метод «зонной плавки» успешно
используется для получения монокристаллических германия и кремния. При
помощи «зонной плавки» получен металл, в котором на 10 млрд. атомов
германия приходится всего лишь один атом примесей.
Новые металлургические процессы помогли раскрыть ряд свойств
и расширить сферу применения многих металлов. Так, ключом к открытию
1 Многие инженеры-металлурги считают, что методы «зонной плавки» могут быть
использованы лишь в лабораторных условиях, ссылаясь на то, что конструкции этих
печей не могут применяться в производственных условиях. Однако следует учесть,
что еще в начале XX в. для производства качественной стали использовались
индукционные печи с кольцевым каналом. Нет особых затруднений и в деле создания
больших промышленных печей для метода «зонной плавки». Чтобы металлы в процессе
плавки не окислялись, плавку ведут в атмосфере инертного газа.
594

ценных физико-химических свойств титана явились достижения вакуумной
металлургии и техники высоких температур. Долгое время не удавалось
извлечь титан из руд, и лишь после того, как был освоен метод плавки
металлов в вакууме, производство титана стало быстро расти.
Большое значение в получении редких металлов имеет
металлотермия — метод выделения (восстановления) металлов из их соединений
(окислов) другими, более активными, металлами (легкосоединяющимися с
кислородом) при высокой температуре (800—3000°). Метод металлотермии
помимо получения некоторых массовых металлов и сплавов
(ферросплавов, некоторых сплавов цветных металлов) играет довольно крупную
роль в развитии металлургии редких элементов.
Металлотермия. Пирометаллургические вакуумные процессы
Основоположником металлотермии является русский ученый Н. Н.
Бекетов, который в 1859 г. открыл, а в 1865 г. подробно описал реакцию
восстановления металлов из их окислов алюминием.
Однако широкое развитие металлотермия получила лишь с конца
20-х годов XX в. В последние годы в связи с развитием металлургии
редких элементов металлотермические процессы получили различное
техническое оформление.
В зависимости от применяемого металла-восстановителя прежде всего
различают процессы алюминотермии и силикотермии, а также кальциетер-
мии, натриетермии и т. д.
Следует отметить, что для получения легирующих металлов — хрома,
ванадия, марганца — без примеси карбидов в современной металлургии
широко применяется алюминотермия, открытая Бекетовым.
Распространению этого метода в производстве способствовали работы немецкого
химика Г. Гольдшмидта во второй половине 900-х годов.
Обычно различают три группы металлотермических процессов.
Так называемая внепечная металлотермия характеризуется тем, что
процесс (реакция) восстановления металла за счет другого металла идет со
значительным выделением тепла, которое обеспечивает расплавление и
перегрев продуктов плавки (реагирующих веществ). При печной
металлотермии для обеспечения реакции восстановления металла или получения
сплава тепло подводится дополнительно извне. Этот процесс обычно
осуществляется в электропечах.
Наконец, важно отметить развитие металлотермии (как и некоторых
других пирометаллургических процессов), осуществляемой в вакууме.
Вообще лишь в результате применения вакуумных печей для плавкиг
восстановления, спекания, термической обработки была создана
металлургия урана, молибдена, титана, германия, тантала, а также внесены
значительные улучшения в технологию производства жаропрочных
сплавов, конструкционных сталей. Сейчас ясно, что вакуумная плавка имеет
неоспоримые преимущества при производстве многих металлов и сплавов,
легко взаимодействующих с такими газами, как кислород и азот. Такая
плавка является наиболее надежным методом получения этих металлов.
Она позволяет повысить качество различных марок стали и специальных
сплавов — жаропрочных, нержавеющих, магнитных с сокращением
расхода дорогих специальных присадок и уменьшением отходов.
Так, стойкость жаропрочных сплавов для турбинных лопаток реактивных
авиадвигателей, изготовленных в вакуумных электропечах, увеличивается в 2,5 раза.
Вакуумная плавка позволяет изготовить сплавы с легкоокисляющимися примесями
(такими, как бериллий). Она применяется и при изготовлении легких сплавов на маг-
595

пиевой основе, а также для выплавки (с последующей отливкой) слитков тугоплавких
металлов. Так, в 1955 г. в США был осуществлен опыт электродуговой плавки
молибдена в вакууме, в результате которого удалось получить в специальной установке
большие слитки молибдена весом до 135 кг, отличавшиеся высокой плотностью и малой газо-
пасыщенностью. Литой молибден широко применяется при изготовлении электронного
оборудования. Наконец, вакуумная техника коренным образом изменяет процесс
производства многих цветных металлов и сплавов (например, переплавка медного лома для
получения медных слитков очень высокого качества).
Пирометаллургические процессы в вакууме, интенсивно внедряющиеся
в производство с конца 30-х и начала 40-х годов, применяются при
дегазации металлов, рафинировании их возгонкой, для восстановления
металлов из их руд и химических соединений.
Первые опыты по использованию вакуума для дегазации были
проведены еще во время мировой войны 1914—1918 гг. К этому времени стало
ясно, что в вакууме процесс дегазации металла должен протекать
значительно легче, чем при атмосферном давлении. Однако осуществить эту
идею практически оказалось возмояшым по существу лишь в 20-х годах.
Уменьшение газовой пористости металлов, способствовавшее улучшению
их физико-механических свойств в тех или иных изделиях, было вызвано
необходимостью получения специальных сортов стали,
высокоэлектропроводной меди, берилловых бронз, хромоникелевых и
многокомпонентных сплавов. Особенно остро проблема дегазации встала при
необходимости получения высококачественных отливок из твердых металлов—
никеля, кобальта, хрома, марганца, а также ферросплавов.
Растворенные в металле азот и водород почти полностью удаляются
при вакуумной обработке. При этом значительно снижается содержание
таких вредных примесей, как углерод, сера, кислород.
Второе направление было связано с применением рафинирования
металлов в вакууме. Процесс рафинирования (очистки) металлов
заключается в освобождении их от примесей, причем в условиях вакуума
происходит возгонка металлов и их примесей, поскольку каждый элемент имеет
свою упругость паров. Таким путем создается возможность как
разделения этих элементов, так и разделения компонентов сплавов. В настоящее
время практически применяется рафинирование некоторых цветных и
редких металлов (ртути, цинка, магния, кальция, бериллия). Метод
вакуумной дистилляции широко используется для получения чистых кальция и
магния, а также бария, стронция, хрома, марганца, алюминия и
некоторых других металлов, полученных электролизом.
Однако главное в том, что процессы вакуумной металлургии не
ограничиваются операциями по дегазации и рафинированию металлов, а
начинают приобретать все большее значение для восстановления металлов
из руд или химических соединений. Большое преимущество
восстановительной плавки металлов в вакууме заключается в том, что здесь создается
возможность вести восстановительные процессы при температуре на
несколько сот градусов более низкой, чем при атмосферном давлении.
Одновременно в вакууме резко уменьшается возможность обратного окисления
парообразных металлов.
Первые исследования процессов восстановления магния, бария и
стронция алюминием (активный восстановитель) в вакууме относятся еще
к 1906—1913 гг. В дальнейшем происходило совершенствование
технологии, а также изыскание элементов, с помощью которых возможно
осуществление восстановительных плавок. В 1924 г. советские ученые применили
для восстановления магния из его окиси кремний. В годы второй мировой
войны, когда резко вырос спрос на магний, были разработаны и применены
в широких масштабах промышленные методы получения магния путем
плавки в вакууме. В вакууме порядка 10~2 мм ртутного столба (т. е. почти
596

одна тысячная атмосферного давления) магний в парообразном состоянии
восстанавливается из обожженного доломита 75-процентным
ферросилицием при температуре 1150—1160° С, тогда как при атмосферном давлении
для этого потребовалась бы температура 1500—1600° С и применение
специальной защитной газовой среды.
Ныне ведутся работы по получению в вакууме лития из его окиси
или из других содержащих этот металл минералов—алюминия или
кремния. В ряде стран разработаны варианты восстановления в вакууме калия,
натрия, рубидия и цезия из их хлоридов карбидом кальция.
Вакуумная металлургия имеет большие перспективы по сравнению
с электролитическими процессами.
Рис. 283. Методы вакуумной обработки жидкой стали.
Внедрение вакуумных процессов в металлургию является ярким
примером того, как достижения в одной отрасли техники используются
затем для развития других отраслей.
Вакуумная техника, т. е. техника получения разреженного состояния
газа, вначале возникла при производстве осветительных и электронных
ламп, когда из колб ламп надо было удалять воздух. В результате на
заводах по выпуску осветительной и электронной аппаратуры были
усовершенствованы насосы, обеспечивающие вакуум. Необходимо отметить, что
пароструйный насос — важнейший прибор в вакуумной технике — был в 1915 г.
изобретен русским ученым С. А. Боровиком, предвосхитившим основные
конструктивные черты появившегося годом позже широкоизвестного насоса
Ленгмюра. Ныне в ряде стран созданы высокопроизводительные вакуумные
насосы (например, пароэжекторные насосы с дистанционным
управлением) и разработала техника получения высокого вакуума, а также
разработаны приборы для контроля работы установок.
В химической промышленности был подготовлен и другой элемент
вакуумной металлургии — обеспечение полной герметичности вакуумных
установок.
Необходимо отметить, что еще и сейчас даже крупные вакуумные печи имеют
емкость менее 5 т, тогда как в обычных печах выплавляют одновременно во много раз
больше металла. Это связано с тем, что в вакуумных печах, как правило, применяется
обходящийся довольно дорого высокочастотный нагрев металла. Хотя ныне
действующие вакуумные высокочастотные печи имеют небольшую емкость, все же они все шире
распространяются, ибо в них получают сплавы с очень малым содержанием газов и
вредных примесей, отличающихся высокой упругостью паров.
597

Стремление к улучшению свойств стали без затрат на дорогие электрические
вакуумные печи привело к использованию вакуума для обработки жидкой стали вне
печи (и прежде всего для обработки жидкой стали перед ее разливкой и разливки стали
непосредственно в вакууме).
За последнее время в ряде стран было сделано многое для борьбы
с вредными газообразными примесями, содержавшимися в выплавляемой
в электропечах стали. Вначале эту задачу пытались решить путем
создания специальных вакуумных
электропечей, однако их
стоимость оказалась чрезвычайно
высокой.
В СССР в 40-х годах
был предложен и за последние
годы под руководством члена-
корреспондента АН СССР
А. М. Самарина разработан
новый эффективный метод ва-
куумирования стали в ковше
или изложницах1. В 1952 г.
было начато сооружение
устройств для обработки в
вакууме бессемеровской стали
на Енакиевском
металлургическом заводе. В 1955 г. на
запорожском заводе «Днепро-
спецсталь» была построена
вакуумная установка для
обработки получаемого из
электропечи жидкого металла в
ковше (рис. 284), а в 1957 г. на
металлургическом заводе
имени Дзержинского в
Днепропетровске была сооружена
установка для вакуумирования
бессемеровской стали. В нашей
стране имеется и ряд
других аналогичных установок.
Таким образом, мы видим, как современная техника отвечает на
новые технические потребности и одновременно черпает возможности
из других, смежных областей техники.
Рис. 284. Момент опускания ковша
с жидкой сталью в вакуумную камеру
па заводе «Дяепроспецсталь» в г. Запорожье.
Получение чистых металлов путем использования термической
диссоциации (разложения) их летучих соединений
Среди химических способов получения чистых металлов следует
отметить рафинирование металлов так называемыми карбонильными процессами.
Получение чистых никеля и железа осуществляется при помощи
карбонильного способа, основанного на обратимой реакции образования и
разложения карбонила металла. По этому способу некоторые металлы в чистом виде
получаются из так называемых карбонилов металлов — химических
1 Этот метод применяется для повышения качества стали. Ковши помещаются
в специальный колодец и герметизируются; мощные насосы откачивают воздух,
ц сталь в ковше в полученном вакууме освобождается от содержащихся в ней газов.
598

соединений окиси углерода с некоторыми металлами. Впервые химическое
соединение этого типа — тетракарбонил никеля — было получено
английским химиком Л. Мондом в 1890 г. В дальнейшем были получены
аналогичные химические соединения многих металлов. Если в вакуумной
металлургии процесс получения металла ведется при глубоком вакууме, то при
карбонильном способе этот процесс ведется при высоком давлении.
Например, получение карбонила никеля происходит при давлении 250 атм и
температуре 200° С, чистого железа—при давлении
300 атм и температуре 280° С.
Получение чистых металлов путем
термической диссоциации их летучих соединений — это
принципиально новый вид пирометаллургии.
Интересным является новый — иодидный —
способ получения чистых титана и циркония
диссоциацией в электропечи. В лабораторных условиях
путем разложения йодидов получают ванадий,
ниобий, тантал, бериллий, германий, гафний и
некоторые другие1.
Особенный интерес представляет наряду
«с цирконием получение титана.
Чистый титан был выделен в 1910 г.
американским химиком Хантером в лабораторных
условиях посредством восстановления четырех-
хлористого титана натрием в герметически
закрывающейся железной бомбе. Соединения титана
в промышленности получили применение в
начале XX в.
Организация промышленного производства
титана относится к 1946—1948 гг. Исходным
продуктом промышленного получения металлического
титана явился четыреххлористый титан,
восстановлением которого металлическим магнием или
натрием в атмосфере аргона или гелия получают
губчатый титан, переплавляемый в дуговых электропечах. К настоящему
времени этот метод получил большое распространение в ряде стран.
Таким образом, получение титана в чистом виде из руды является
«ложным многостадийным процессом. В нашей стране созданы
автоматические установки для управления работой дуговых вакуумных
электропечей, где из обогащенной и химически обработанной руды получают
титан. В 1957—1958 гг. в СССР созданы вакуумные электропечи для плавки
титана весом до 1 тыс. кг и 4 тыс. кг.
Получение губчатого титана еще не давало компактного металла —
образовывался только металлический порошок, и лишь с применением
иодидного способа стало возможным изготовлять компактный титан.
Некоторые соединения металлов образуют газообразные химические
соединения при относительно невысокой температуре. Это летучие
соединения, устойчивые в определенном температурном интервале. Так,
соединение титана с йодом образует летучее соединение при 200—250° С. При
температуре 1200—1400° это соединение вновь разлагается, образуя йод
и титан. Если нагревать смесь йода и титана технической чистоты в сосуде
с вакуумом до 200—250°, то получается газ, а все примеси, не
образующие в этом температурном интервале летучих йодидов, будут находиться
в твердом состоянии на дне сосуда. Если на нем укрепить метал-
1 Иодидный способ был предложен в Голландии А. Ван Аркелом в 20-х гг. XX в.
Рис. 285. Схема
полупромышленного
аппарата для очистки иодидным
методом титана и
циркония:
I — ампула с иодом,
2 — губчатый титан
(цирконий), 3 —проволочка
накала, 4—5 — кварцевые
изоляторы.
599

лическую нить и нагреть ее до температуры разложения этого йодида
(1200—1400°), то на ней будет отлагаться чистый титан (рис. 285).
В результате процесса нить будет увеличиваться в диаметре и
превратится в пруток чистого титана. Ныне имеются специальные аппараты
для очистки губчатого титана путем термической диссоциации.
Порошковая металлургия
Появление редких элементов, тугоплавких металлов,
совершенствование технологических методов создания материалов со специальными
свойствами вызвало к жизни еще одну прогрессивную отрасль
металлургии — порошковую металлургию (металлокерамика), сущность
которой заключается в приготовлении изделий путем прессования заготовок
из металлических порошков с их последующей обработкой.
Основой металлокерамических твердых сплавов являются прежде
всего тугоплавкие карбиды вольфрама и титана. Смеси металлических
порошков с углеродом (карбиды), спрессовываемые под некоторым
давлением в полуфабрикаты (заготовки), близкие по размерам и форме к
готовым изделиям, подвергаются затем термообработке — спеканию — при
высокой температуре (до 1550°С), не превышающей, однако, температуру
плавления основного компонента смеси. В результате изделие
приобретает необходимую прочность и ряд других физико-механических
характеристик.
История порошковой металлургии достаточно велика. Ее
возникновение было вызвано вначале тем, что было невозможно достигнуть
имевшимися средствами необходимых температур плавления некоторых
тугоплавких металлов.
Впервые методы порошковой металлургии были разработаны и применены
в промышленности в 1826—1827 гг. русскими учеными П. Г. Соболевским и В. В.
Любарским в Петербургском монетном дворе для чеканки платиновых монет (обычными
способами обработки эти монеты нельзя было изготовить из-за отсутствия в то время
печей, способных развить температуру плавления платины—1770°). И лишь на рубеже
XIX и XX вв. вновь возникает необходимость в порошковой металлургии. В это время
она стала применяться для получения из тугоплавких металлов нитей накала для
электрических ламп. Вначале эти нити готовились из осмия, а затем из тантала.
Современные методы получения высококачественных нитей из
вольфрама были разработаны в 1909—1910 гг. в США. Вместе с тем с начала
900-х годов этим способом начали изготовляться меднографитовые щетки
для электромашин.
Магнетодиэлектрики1, играющие ныне большую роль в технике
высоких частот, начали изготовляться методом металлокерамики в начале:
20-х годов. В 1925 г. и особенно с 30-х годов в США организуется
производство пористых подшипников (подшипниковые пористые втулки),
причем за последние годы производство их сильно выросло. Так, к середине
50-х годов в США, например, годовой выпуск этих подшипников
составлял несколько миллионов штук.
Важнейшим моментом в развитии металлокерамики явилось
использование ее для получения твердых сплавов, столь необходимых
машиностроению. Еще в 1914 г. способом порошковой металлургии удалось
изготовить из карбида вольфрама волочильные фильеры для протяжки
1 Магнетодиэлектриками называются ферромагнитные поропши в смеси с
диэлектриками, спрессованные в монолитную массу. В современной промышленности они
используются как магнитный материал (в отличие от «сплошных» металлических
магнитных материалов).
600

проволоки. Высокая износоустойчивость материала, достигаемая при этом,
обеспечивала длительное сохранение диаметра фильеры, а значит, и
хорошее качество изготовляемой проволоки. С 20-х годов металлокерамическио
твердые сплавы стали применять при резании металлов, бурении скважин
и т. д.
В СССР массовое производство твердых сплавов было освоено в 30-х
годах.
Во время второй мировой войны порошковая металлургия
применялась для изготовления железных снарядных поясков, деталей реле
времени в снарядах с радиовзрывателем, а также сердечников бронебойных
снарядов и т. д. В последнее десятилетие встала проблема использования
их как основы для жаростойких материалов.
В последние годы порошковая металлургия получает все большее
распространение, хотя выпуск порошковых металлов (в весовом
отношении) составляет сейчас менее одного процента от общего производства
металлов. Порошковая металлургия приобрела важное значение в
машиностроении ряда капиталистических стран, особенно в США, Англии,
Австрии, Западной Германии. Все более быстрыми темпами идет
освоение этого производства в нашей стране.
Типичный технологический процесс порошковой металлургии состоит из
следующих основных порядковых операций: получение порошка металла или смеси порошков,
прессование, спекание брикетов, окончательная обработка (уплотняющее обжатие,
термическая обработка, калибровка и др.). Эти брикеты являются полуфабрикатами
порошковой металлургии. Затем в результате процесса спекания они приобретают
необходимые физические и механические качества. Металлокерамика дает возможность
изготовлять изделие с помощью штампа с точными размерами и довольно сложной
формы без последующей малоэффективной механической (станочной) обработки. При
этом для производства порошков в качестве исходного сырья используются дешевые
материалы (стружка, прокатная окалина и т. п.). Процесс производства изделий
методом металлокерамики имеет целый ряд вариаций (например, горячее прессование).
Основные направления развития порошковой металлургии связаны
с преодолением затруднений в осуществлении процесса плавления таких
тугоплавких металлов, как вольфрам, молибден, титан, тантал, с возмоя^-
ностью производства материалов и изделий со специфическими
свойствами, например, твердых карбидных сплавов металлов с неметаллами.
Важной отраслью порошковой металлургии является непосредственное
использование металлических порошков для красок, зажигательных
и взрывных смесей, катализаторов и т. д.
Порошковая металлургия железа и стали используется прежде всего в
машиностроении для производства деталей машин, а также часовых механизмов, пористых
изделий, частей подшипников, фильтров, некоторых магнитных материалов, а также
высокопроизводительного режущего инструмента из твердых сплавов. Порошковая
металлургия легких и цветных металлов нашла применение в электромашиностроении,
авиационной и автомобильной промышленности (например, фрикционные тормозные
диски), а также в реактивной технике. Разновидностью процессов порошковой
металлургии является нанесение на любую основу внешних покрытий при помощи
металлизации распылением.
Поскольку порошковая металлургия приобрела первостепенное
значение для изготовления твердых сплавов, в последние годы ведутся
большие работы по изучению новых технологических процессов и методов
изготовления различных изделий из таких сплавов.
Развитие металловедения
Успехи отдельных отраслей металлургической техники были
связаны с достижениями металловедения — науки, изучающей в общей
связи состав, строение и свойства металлов и сплавов, а также закономер-
601

ности их изменения под тепловым, химическим и механическим
воздействием. Металловедение играет сейчас огромную роль, оно обеспечивает
нахождение наивыгоднейшего состава и способа изготовления и
обработки сплава, обладающего заданным комплексом свойств.
Термин «металловедение» был введен в науку в Германии в 20-х годах XX в.
Металловедение явилось логическим развитием всех предшествующих знаний о металле.
Металловедение продолжает ту область науки, которая раньше называлась
металлографией. Так называемая классическая металлография была создана в конце XIX и начале
XX в. Металлография существует и сейчас, но в современной науке о металлах она
занимается вопросами, связанными с изучением макро-и микроструктуры металлов.
Современное металловедение полностью опирается на замечательные работы русского
ученого Д. К. Чернова, проведенные им с конца 60-х годов прошлого столетия, а также
на работы других исследователей металла — А. Ле-Шателье, Ф. Осмонда, Н. С. Кур-
пакова и др.
В связи с запросами новых отраслей техники начиная с
первой мировой войны к сплавам стали предъявляться новые требования.
Однако особенностью предшествующего развития металловедения было
то, что металловедение не давало возможности изучать кинетику фазовых
превращений металла, оно лишь как бы статически изучало сплавы.
Поэтому хотя многие сплавы внешне и были изучены, но сущность явлений,
происходящих в них (в частности, при закалке стали), оставалась
нераскрытой.
С 20-х годов XX в. начинается новый так называемый физический
период в металловедении. Решающую роль стало играть применение
новых средств изучения металла, в частности рентгеновских лучей, для
исследования атомно-кристаллического строения металлов и сплавов.
С помощью рентгенографических методов исследования удалось показать,
что свойства металлов зависят от строения кристаллической решетки, т. е.
от строго определенного порядка, в котором располагаются атомы
твердого тела.
Первые единичные определения кристаллической решетки меди,
алюминия и магния были сделаны в годы первой мировой войны. В 1921 г.
большие работы в этой области были проведены шведскими учеными
А. Вестгреном и В. Фрагменом, которые изучили атомно-кристалличе-
ское строение различных модификаций железа. Эти исследования
послужили началом широкого развития рентгеноструктурного анализа,
основные методы которого были разработаны прежде всего советскими учеными,
а также учеными других стран.
В результате исследований была изучена не только атомная
структура большинства металлов и сплавов, но, что важно, были
определены изменения атомного строения кристаллической решетки при
закалке, упругой и пластической деформации, а также сформулированы новые
положения, существенно изменившие представления о природе сплавов.
В СССР первые металлофизические научные организации были созданы
в 30-х годах.
В 30-х годах в СССР и Англии была выдвинута гипотеза о дислокациях
в металле — об искажениях и несовершенствах в кристаллической
решетке металла, полученного после выплавки, отчего в значительной мере
зависит реальная прочность металла. В последние годы это послужило
отправной точкой для получения образцов сверхпрочного металла — без
дислокаций.
Большую роль в развитии новейшего металловедения сыграло
применение с 40-х годов XX в. электронного микроскопа. Благодаря его высокой
разрешающей способности оказалось возможным изучить детали
структуры металлов. Новые возможности для металловедения открыло
применение метода меченых атомов.
602

Важнейшей особенностью современной науки о металлах является
то, что она переходит от изучения статики сплавов к изучению их
кинетики, т. е. исследованию структурных превращений в процессе их
протекания; это открывает большие возможности не только для понимания
природы металлов и сплавов, но и для получения металлов и сплавов с
заранее заданными свойствами. Интенсивное развитие этого направления
началось с 30-х годов. Изучение кинетики позволяет понять механизм
и определить скорость превращений, изучить отдельные факторы, под
влиянием которых протекают превращения металлов. Крупнейшую роль
в изучении этих явлений наряду с исследованиями других ученых играли
исследования советского ученого А. А. Бочвара.
Человек давно был знаком с металлами, и он прежде всего выделял
эти металлы по таким их свойствам, как, например, по блеску, прочности
и особенно ковкости, которая длительное время являлась основным
признаком металла. В процессе исторического развития, когда были открыты
элементы, несколько отличавшиеся от обычных металлов (в частности,
по ковкости), была выделена группа так называемых полуметаллов. Еще
позже в понятие металлов стали включать простые и сложные вещества,
обладающие хорошей электро- и теплопроводностью, отрицательным
температурным коэффициентом электропроводности, хорошей
отражательной способностью к световому излучению и целым рядом других
качеств. Совокупность перечисленных свойств стала рассматриваться как
характеристика металлического состояния веществ, причем было
установлено, что такими свойствами обладают в кристаллическом и отчасти
жидком состоянии простые вещества, образуемые 80 элементами из 102
ныне известных химических элементов периодической системы, а также
и ограниченное число металлических сплавов.
Однако особенно важно отметить, что современная наука объяснила
эти свойства, позволяющие выделить металлы в отдельную группу.
Свойства металлов объясняются наличием легкоподвижных
электронов, непрочно связанных с ядрами атомов. В связи с этим следует
подчеркнуть, что в металловедение все глубже проникает наука о физических
свойствах и атомном строении металлов — металлофизика, изучающая
•физику процессов, происходящих в металлах и сплавах при их получении,
обработке, а также в готовых изделиях и сооружениях.
Физика металлов как новая отрасль науки возникла в последнее
время на грани металлургии и физики и ныне быстро развивается в СССР
и за рубежом. Основным ее направлением явится достижение
коренных изменений свойств металлических и металлокерамических
материалов.
Благодаря широкому применению рентгенографических методов,
радиоактивных изотопов и др. за годы после второй мировой войны стало
возможным экспериментальное изучение реального строения металлов,
а также наблюдения за атомными перемещениями в кристаллической
решетке. Рентгеновская спектроскопия, магнитные и нейтронографиче-
ские методы позволили изучить изменения распределения электронов
в сплавах. Особенное внимание в последние годы уделяется изучению
дефектов строения кристаллов, ибо они большей частью определяют
свойства металлов. Очень важным является новый путь повышения прочности
металлов путем создания бездефектных кристаллов. Кроме того,
применение сверхвысокого давления (более 100 тыс. атм) позволит получить
сплавы с новыми свойствами. Наконец, особое значение приобретает
развитие физических и физико-химических способов получения очень
чистых металлов, а также различных методов вакуумной плавки
и т. д.
603

Начиная примерно со второй четверти XX в. металлургия все более
успешно реализует новейшие достижения физики, химии, физической
химии, термодинамики. На этой основе разрабатываются новые теории
различных металлургических процессов, применяются новые методы их
исследования, а также изучения свойств металлов и сплавов.
ТЕХНИКА ГОРНОГО ДЕЛА
Особенности развития горного дела
Особенностью горного дела в рассматриваемой период является
электрификация и механизация рудников и шахт, переход на широкое
использование открытых работ, внедрение новых методов разработки
месторождений.
Различные социально-экономические условия в странах социализма
и капитализма чрезвычайно сильно влияют на состояние горного дела
и горной техники. Если в СССР в этот период горное дело развивается
в условиях быстрорастущей социалистической экономики, то в
капиталистических странах горное дело находится в условиях глубочайшего
обострения всех противоречий капитализма.
Противоречия в развитии горного дела в период общего кризиса
капитализма находят свое выражение в темпах развития отдельных
отраслей горной промышленности.
Таблица 14
Мировая добыча топлива и производство первичных энергоносителей
Год
1913
1928
1943
1945
1950
1955
1958
1959
Каменный
уголь,
млн. т
1 216,0
1 357,2
1 533,8
1 166,7
1 424,2
1 596,5
1 818,9
1 885,5
Бурый
уголь,
млн. т
128,8
219,4
348,0
211,9
381,9
535,2
614,9
620,3
Нефть,
млн. m
53,8
184,2
290,0
351,4
522,8
791,6
926,8
977,0
Природный
газ,
МЛРД. Л13
16,5
47,0
106,4
123,1
206,9
300,4
380,4
385,0

Производство
электроэнергии

гидростанциями,
млн. квт-ч
120,0
125,0
220,0
260,0
287,5
472,1
604,3
615,0
Всего
млн. т
(условных
единиц)
1 372,6
1 752,4
2 201,2
1 896,6
2 562,4
3 293,7
3 851,7
3 993,0
Из таблицы видно, что при относительно медленном развитии добычи
угля в этот период быстро развивается добыча нефти и газа, а также
производство электроэнергии.
На развитие угольной, нефтяной и газовой промышленности
решающее влияние оказывает изменение мирового топливно-энергетического
баланса. Если в 1900 г. в мировом энергетическом балансе удельный вес
каменного угля составил 90%, бурого угля — 4 и нефти — 3,5%, то в 1932 г.
доля нефти и природного газа повысилась до 22%, а доля угля
понизилась до 76%. В 1959 г. доля каменного угля в балансе составила 47%,
бурого угля — 6, нефти — 32 и природного газа — 13%.
Угольная промышленность капиталистических стран в течение почти;
четырех десятилетий переживает глубокий кризис, оказывающий
решающее влияние на развитие техники добычи угля. Во время первой мировой
войны угольная промышленность испытала короткий период подъема
604

в связи с высокой военной конъюнктурой на железо, сталь, снаряжение,
полной загрузкой транспорта. Однако вслед за кратковременным
подъемом последовал продолжительный кризис сбыта угля, и вплоть до второй
мировой войны угольная промышленность капиталистических стран
находилась в условиях хронической недогрузки.
После второй мировой войны вновь началось сокращение добычи
полезных ископаемых в основных капиталистических странах, особенно
в США и Англии.
Наряду с застоем в угольной промышленности быстро возрастает
роль нефтяной промышленности. Мировая добыча нефти за период 1938—
1950 гг. удвоилась, а за последующее десятилетие — 1950—1960 гг.—
вновь возросла вдвое.
Наряду с быстрым ростом нефтяной промышленности в отдельных
отраслях горнорудной промышленности капиталистических стран
наблюдаются застойные явления. За последние 15 лет в США под влиянием
экономического кризиса трижды сокращался объем добычи железной руды:
в 1948—1949 гг., в 1953—1954 и в 1957—1958 гг. Во Франции
значительно возросли запасы непроданной железной руды; к концу 1958 г.
они достигли 4,4 млн. т по сравнению с 2,8 млн. т в 1956 г.
Те же самые явления происходят и в добыче руд цветных металлов,
за исключением алюминия, который приобретает первостепенное значение.
Прирост производства алюминия в капиталистических странах
опережает прирост производства других цветных металлов.Так, если за 60 лет
XX в. мировая добыча медной руды увеличилась в 5 раз, то
производство алюминия выросло в 175 раз. В 1956—1957 гг. потребление
алюминия составляло 55% от потребления всех цветных металлов. Алюминий
— почти единственный металл, производство которого в
капиталистических странах за последние годы значительно возросло. Особенно быстро
росло производство алюминия в США, что объясняется повышенным
спросом со стороны военной промышленности. Рост потребления алюминия
приводит к повышению спроса на бокситы — основного и практически
единственного вида алюминиевого сырья.
Наряду с застоем, а иногда и падением добычи черных и
большинства цветных металлов значительное развитие в капиталистических
странах получает добыча редкоземельных элементов. Последние годы
характеризуются также все возрастающим спросом на рассеянные элементы
(германий, селен, индий, таллий, теллур и др.), широко применяющиеся в
различных областях новой техники. Но особенно быстрыми темпами
идет производство материалов, применяемых в ядерной промышленности.
Ведущую роль здесь играет уран, остающийся и в настоящее время
основным видом ядерного горючего.
Для современной горной техники капиталистических стран
характерно использование передовых методов, применяемых на небольшом
количестве крупных механизированных горных предприятий, наряду
о архаическими, ручными или полумеханизированными способами
добычи, обогащения и транспорта полезных ископаемых, преобладающими
на большинстве шахт и рудников.
В отличие от капиталистических стран в социалистических странах
идет планомерное развитие добычи всех полезных ископаемых,
необходимых быстроразвивающемуся народному хозяйству.
Однако, несмотря на серьезные успехи в развитии
топливодобывающей промышленности, в топливном балансе страны наблюдается все еще
нерациональное использование отдельных видов топлива. «...Достаточно
сказать,— указывал Н. С. Хрущев в 1957 г.,— что в общей добыче
основных видов топлива на природный газ в Советском Союзе приходится лишь
605

около четырех процентов, несмотря на то, что страна располагает
богатейшими запасами природного газа»1.
Таблица 15
Добыча угля, нефти и газа в СССР
Годы
1913
1928
1940
1958
1960
1965 по
семилетнему
плану
1980 г.
Добыча
угля,
В МЛН. 771
29,1
35,5
165,9
496,1
513
600—612
1180—1200
Добыча
нефти,
в млн. m
9,2
11,6
31,1
ИЗ
148
230—240
690—710
Добыча газа,
в млрд. м3
0,02
о,з
3,39
29,9
47,2
150
680—720
Семилетним планом развития народного хозяйства СССР
предусматривается значительное изменение топливного баланса страны. В 1965 г.
по сравнению с 1958 г. потребление топлива возрастет почти на 70%,
причем наибольшими темпами будет увеличиваться добыча газа и нефти.
Если в 1958 г. в топливном балансе СССР уголь занимал 59,6%, нефть
— 5,7 газ — 5,4 и прочие виды топлива— 9,3%, то в 1965 г. доля
угля в балансе будет составлять 43%, нефти—33,5, газа — 17,5, прочих
видов топлива — 7%.
За годы социалистического строительства в Советском Союзе
значительно увеличилась добыча железной и цветных руд, руд редких металлов,,
бокситов и других полезных ископаемых. Грандиозный размах
геологоразведочных работ позволил открыть и исследовать большое количество
месторождений разнообразных полезных ископаемых. Так, например,
промышленное освоение богатых месторождений железных руд Курской
магнитной аномалии (КМА) по-новому ставит вопрос о размещении
металлургической промышленности. К 1961 г. было установлено, что запасы богатых:
железных руд в КМА превышают 23 млрд. т. Кроме того, здесь находятся
почти неограниченные залежи железистых кварцитов. Достаточно
указать, что только по запасам богатых железных руд КМА превосходит в
14—15 раз запасы руд Верхнего Озера (США), которые считаются
наиболее мощными в мире.
Горная техника в социалистических странах характеризуется
всесторонней механизацией трудоемких и тяжелых работ, переходом к безлюдной
выемке полезных ископаемых, внедрением автоматизации. Советские
инженеры, ученые и новаторы производства внедряют новые методы добычи
полезных ископаемых, создают прогрессивные машины и механизмы,
которые позволяют поднять производительность труда и обеспечить
безопасность труда людей под землей.
Изменения в технике ведения геологоразведочных работ и бурения
Под влиянием огромного роста спроса на нефть, обусловленного
развитием автомобильного транспорта и авиации, расширились поиски и
разведки нефтяных и газовых месторождений. В связи с этим произошли
коренные сдвиги в буровом деле и геофизических методах разведки.
1 Н. С. Хрущев, Сорок лет Великой Октябрьской социалистической
революции, М., 1957, стр. 45—46.
606

Хотя принципиальная сторона геофизических методов разведки
была выяснена сравнительно давно, практическое применение их
потребовало длительного времени и стало возможным лишь на основе развития
техники приборостроения.
В СССР принципы социалистического планового хозяйства
обеспечивают высокие темпы развития геологоразведочного дела, а также
устранение разрыва между
научно-теоретической и прикладной сторонами
развития техники геологической разведки.
Новым и оригинальным в развитии
магнитометрии явилось широкое
применение магнитной съемки с самолета.
Она заключается в измерении величины
вертикальной составляющей земного
магнитного поля при помощи
изобретенного советским ученым А. А.
Логачевым аэромагнитометра,
устанавливаемого на самолете.
Первые магнитные съемки с
самолета были сделаны А. А. Логачевым
в 1936 г. в районе Старой Руссы. После
этого были созданы новые приборы и
разработаны новые методы. В последнее
время для разведки месторождений
начали применяться наряду с самолетами
также и вертолеты. Использование
вертолетов позволило проводить более
детальную разведку на небольших
площадях. Как показал опыт применения
вертолетов в Канаде, время проведения раз- Матвей Алкумович Капелюшников.
ведки с воздуха уменьшилось в 5 раз
по сравнению со старыми способами.
Широкое распространение получила гравиметрическая разведка.
Впервые она была применена СССР в 1920 г., когда на Курской
магнитной аномалии был применен гравитационный вариометр.
Гравиметрия успешно применялась при разведках на нефть для
обнаружения соляных куполов, сопутствующих ей. Начало гравиметрических
работ в нефтяной промышленности было положено в 1926 г. трестом «Аз-
нефть» в Азербайджане. В начале первой пятилетки в СССР, когда перед
нефтяной промышленностью возникли задачи освоения новых
месторождений и районов, применение гравиметрии расширилось. При помощи
маятниковых и вариометрических приборов проводил разведки трест
«Эмбанефть». Гравиметрические исследования велись также в Грозном,
на Урале и т. д. В период второй пятилетки благодаря созданию более
совершенных приборов точность наблюдений еще более повысилась,
а приборы стали более портативными.
В 20-х годах для разведки цветных и полиметаллических руд была
применена электрометрия. Электроразведка велась сначала при помощи
переменного тока по так называемому методу эквипотенциальных линий.
В 1926 г. этот способ был модифицирован и получил название метода
интенсивности, а в 1929 г. был создан так называемый метод
сопротивлений.
Большое развитие получила еще одна область геофизических работ —
сейсмометрия по методу отраженных волн. При этом методе посредством
взрыва, производимого на поверхности, вызывают колебания, которые
607

¦10
Рис. 286. Схема
многоступенчатого турбобура:
1 — корпус, 2 — гайка
вала, з — диск пяты, 4 —
подпятник, 5 — кольцо пяты,
6 — статор, 7 — ротор,
8 — корпус, 9 — ниппель,
ю — долото, 11 — вал.
жидкости (глинистого
турбобура. Двигатель
распространяются в толще горных пород,
имеющих различные характеристики упругости.
Отраженные сейсмические лучи возвращаются к
поверхности и здесь регистрируются
специальными сейсмографами. Работы по использованию
сейсмометрии в Советском Союзе начались еще
в 1926 г. в Криворожском бассейне. После
уточнения теоретических основ этого метода и
усовершенствования аппаратуры он был использован в
1929—1930 гг. в Эмбинском, Грозненском и
других нефтеносных районах. Позднее
сейсморазведка широко использовалась при поисках нефти,
солей и других полезных ископаемых.
Большую роль в разработке нового метода
сейсмической разведки нефти сыграл советский инженер
В. С. Воюцкий.
Особое место в геологической разведке
начиная с 20-х годов заняла газовая съемка,
принципиально новый метод поисков нефти,
основанный на фиксации залежей нефти и газа по их
микропроявлениям на поверхности. Анализом
проб почвенного воздуха газо-нефтяных
месторождений можно определить содержание в
почвенном воздухе тяжелых углеводородов с точностью
до 0,001%. Этот метод был разработан советским
ученым В. А. Соколовым.
В последние годы наиболее широкое
применение получил радиометрический метод
разведки, который основан на изучении явлений
ионизации газа в присутствии радиоактивных веществ.
Современная техника разведочного бурения
в основных своих чертах сложилась до первой
мировой войны. Но только с первой половины
20-х годов началось промышленное
распространение и техническое совершенствование ранее
изобретенных средств разведочного бурения, а также
повышение параметров бурильного оборудования.
В тесной связи с разведочным вращательным
бурением развивалось вращательное глубокое и
сверхглубокое бурение в нефтяной
промышленности, впервые примененное в 1901 г.
В 1922 г. советскому инженеру М. А. Капе-
люшникову удалось разрешить проблему создания
забойного двигателя — турбобура. Изобретение
турбобура в СССР, вызвавшее настоящую
технологическую революцию в бурении разведочных
и эксплуатационных скважин, оказало
сильнейшее влияние на технику бурения нефтяных
скважин в других странах. Уже перед второй
мировой войной началось применение турбинного
бурения в нефтяной промышленности США.
Принцип работы турбобура состоит в
преобразовании гидравлической энергии нагнетаемой
раствора или воды) в механическую энергию вала
(турбина) помещается непосредственно в забое
608

скважины. Благодаря этому отпадает необходимость в затрате мощности
на вращение колонны бурильных труб. Секционные турбобуры новых
конструкций обеспечивают высокую скорость бурения скважин. Вслед
за созданием в СССР М. А. Капелюшниковым одноступенчатого турбобура
в начале 1939 г. инженерами П. П. Шумиловым, Р. А. Иоаннесяном,
Э. И. Тагиевым, М. Т. Гусманом был создан многоступенчатый
турбобур (рис. 286). В конце 1938 г. А. П. Островский и П. В. Александров
создают электробур.
Особенно большое значение для более полного извлечения
разведанных запасов нефти имеет горизонтальное направление бурения,
осуществляемое с любой глубины вертикальной скважины. Впервые
промышленное использование горизонтального направленного бурения началось
в 1944 г. в США.
В последние десятилетия техника бурения развивалась в
следующих основных направлениях: росла глубина скважин, улучшалось их
крепление, совершенствовалось турбинное бурение, создавались новые
конструкции долот, происходила усиленная разработка новых
промывочных растворов. Проверялись и улучшались новейшие методы
бурения, а также конструировалась новая контрольно-измерительная
аппаратура, в частности радиометрическая.
В последние несколько лет в США, ФРГ, Франции, Италии и
других странах усиленно изучался советский способ бурения скважин
турбобурами.
В 1956 г. американская компания «Дрессер индастрис» закупила
в СССР турбобуры и приобрела лицензию на их изготовление.
Западногерманская фирма «Даниель унд Луег» закупила турбобуры и заключила
договор о командировании советских специалистов для передачи опыта
турбинного бурения.
Использование советских турбобуров позволило увеличить
скорость проходки скважин в 2,5—3 раза по сравнению с роторным
бурением.
В США при роторном бурении мягких пород нашли применение
долота со специальными насадками для создания дополнительного
разрушающего (гидромониторного) воздействия на забой струей промывочной
жидкости, подаваемой с давлением в 30—40 атм. Такие долота получили
название «гидромониторных».
За последнее время довольно широкое распространение, особенно для
бурения неглубоких скважин в крепких породах, получили шарошечные
долота, армированные алмазами.
В США в последнее десятилетие расширяется использование
способа очистки забоя от выбуренной породы сжатым воздухом (или газом)
вместо глинистого раствора Преимущества этого способа были
продемонстрированы в начале 1955 г. при бурении трех неглубоких скважин.
Средняя проходка и механическая скорость бурения скважин с
применением воздуха оказались в 4—8 раз больше, чем при использовании
глинистого раствора.
В Советском Союзе все большее распространение в последнее
десятилетие начинает получать бурение нефтяных скважин электробуром. Если
в 1950 г. электробуром было пробурено 3984 м скважин, то в 1955 г.—
48 666 м. Из года в год улучшаются и качественные показатели
электробурения. Если в 1951 г. средняя скорость электробурения на
нефтяных месторождениях в Башкирии, например, составила 538 м на
один станок в месяц, то в 1956 г. была достигнута скорость, равная
2462 м на станок, что значительно превысило скорость турбинного
бурения.
609

Электробурение кроме значительного снижения стоимости проходки
и повышения скорости бурения позволяет также сравнительно легко
решить вопросы автоматизации бурения.
В последнее время все большее распространение получают
высокоэкономичные способы бурения — двухствольный и кустами. Способ
бурения скважин двумя стволами был разработан в 1949 г. инженерами
М. А. Гейманом, С. Л. Залкиным, Л. А. Межлумовым и Э. И. Тагиевым.
Он заключался в проходке двух стволов с помощью одной буровой
установки и одним комплексом бурильных труб, что явилось
дальнейшим усовершенствованием технологии бурения наклонных скважин.
Интенсификация процессов нефтедобычи
Техника нефтедобычи в эту эпоху развивалась главным обра-
80м в направлении интенсификации эксплуатации нефтяных
месторождений, а также увеличения производительности нефтяных скважин. К числу
эффективных методов интенсификации добычи нефти следует отнести
химическую (кислотную) обработку скважин и торпедирование.
Метод кислотной обработки скважин для увеличения добычи нефти
был известен в США с 1896 г., однако практически он стал применяться
лишь в начале 20-х годов.
Химическая обработка скважин заключается в накачивании в
скважину соляной кислоты. Обработка забоя скважины кислотой
уменьшает сопротивление продвижению нефти и тем самым увеличивает дебит
скважин. В СССР этот метод начал применяться в 1934 г. на нефтяных
месторождениях в Верхне-Чусовских городках. В 1946 г. он был
усовершенствован: в забой скважин стали подавать кислоту, нагретую до
80—100°. В разработку метода солянокислотной обработки значительный
вклад внесли советские инженеры-нефтяники Б. Г. Логинов, М. И.
Максимов, М. М. Новиков.
Интересным способом воздействия на призабойную зону скважин
с целью увеличения притока нефти является торпедирование.
Впервые торпедирование скважин было осуществлено в 1894 г. в США.
В России первые опыты по торпедированию скважин проводились в
1914—1915 гг. на Бакинских нефтепромыслах. Начиная с 1930 г.
торпедирование скважин стало применяться на нефтепромыслах в Грозном,
на Урале и т. д.
Сущность метода торпедирования заключается в том, что в забой
скважины опускается заряд и с помощью электрического тока, включаемого
наверху, производится взрыв. После взрыва от забоя скважины во всех
направлениях образуются трещины, по которым проникает нефть из пласта.
Долгое время для торпедирования применялись пулевые и снарядные
перфораторы недостаточной пробивной способности. Начиная с 1954 —
1955 гг. в СССР получают распространение кумулятивные перфораторы,
значительно более эффективные и обеспечивающие увеличение дебита
скважины в несколько раз.
В последние годы в ряде стран ведется опробование нового метода
интенсификации производительности нефтяных и газовых скважин путем использования эффекта
гидравлического удара, создающегося при закачивании в забой скважины
жидкости, обладающей большой вязучестью. При этом давление на забое повышается в
2,5—3 раза, что приводит к образованию там трещин. В результате применения этого
метода на нефтепромыслах Румынии дебит нефти из скважин увеличился в 3 раза.
В последние годы разработан один из наиболее эффективных методов
интенсификации нефтедобычи — метод гидравлического разрыва пласта,
610

при котором создаются искусственные или расширяются естественные
трещины в нефтеносном пласте. Этот метод позволяет сохранить трещины
раскрытыми при помощи зерен песка, попадающего вместе с нагнетаемой
жидкостью в пласт под высоким давлением. Впервые метод
гидравлического разрыва пласта был осуществлен в США в 1949 г.
Начиная с 1949 г. в нефтяной промышленности США было
произведено более 160 тыс. разрывов нефтяных пластов, из которых 75% дали
положительные результаты. Производительность скважин при этом
повысилась в 4—7 раз. В советской нефтяной промышленности этот метод
начал применяться с 1954 г* на нефтепромыслах Башкирии, Татарии,
Азербайджана, Грозного и др.
В СССР в 1956 г. было произведено 1800 разрывов пласта, в
результате чего дополнительно получено 500 тыс. т нефти. В 1960 г. было
осуществлено около 3 тыс. гидроразрывов и получено дополнительно
более 1 млн. т нефти.
В последние годы техника процесса гидравлического разрыва
подверглась существенным изменениям, важнейшими из них являются
применение новых высокопроизводительных агрегатов для закачки в пласты
жидкости разрыва, использование новых, более совершенных
жидкостей, а также радиоактивных изотопов.
Наряду с таким эффективным методом интенсификации нефтедобычи,
как гидравлический разрыв пласта, в СССР осуществляется также
законтурное и внутриконтурное заводнение нефтяных пластов как один из
методов искусственного поддержания пластового давления. Сущность его
заключается в том, что при помощи нагнетательных скважин в
законтурную зону нефтяного пласта накачивается вода. Впервые в СССР
промышленное применение метода законтурного заводнения по способу,
разработанному А. П. Крыловым, В. А. Каламкаровым, М. Ф. Мирчиным,
было освоено в 1948 г. на Туймазинском нефтяном месторождении.
Применение этого способа позволяло в 3—4 раза сократить сроки
эксплуатации нефтяных залежей и снизить себестоимость добычи нефти в
4—5 раз. В дальнейшем метод нефтедобычи с регулированием
пластовых давлений получил еще большее распространение. В 1960 г. при его
помощи добывалось 60% нефти в СССР.
При искусственном поддержании пластовых давлений крайне
производительным и дешевым является фонтанный способ добычи нефти. В
Советском Союзе при его помощи добывается подавляющая часть нефти.
И если в 1951 г. удельный вес фонтанной добычи составил 37 %, то в 1960 г.
он достиг 74%.
В СССР большое распространение получают также вторичные методы
эксплуатации нефтяных месторождений. Следует отметить, что они в
отличие от методов поддержания пластовых давлений применяются только
на старых — «истощенных» месторождениях, причем при осуществлении
их не ставится задача достижения начальных пластовых давлений. На
нефтяных залежах Азербайджана, эксплуатируемых в течение 80 лет,
пластовое давление значительно уменьшилось, и в результате этого много
нефти осталось неизвлеченной. Чтобы добыть ее, применяются вторичные
методы эксплуатации месторождений, заключающиеся в нагнетании
воздуха в нефтяной пласт с целью увеличения добычи нефти. Первые опыты
в этом направлении были осуществлены на Бакинских нефтяных
промыслах в 1928 г.
Широкое распространение получают вторичные методы добычи нефти
в США, где в среднем извлечено почти 2/3 первоначальных промышленных
запасов нефти и большинство месторождений находится в конечной стадии
эксплуатации.
611

Известный специалист по вторичным методам добычи нефти в США П. Торрей
считает, что в результате применения таких процессов, как вытеснение нефти
растворителями (спирт, пропан, жидкий газ), углекислотой, а также термическими методами
добычи нефти из действующих месторождений можно дополнительно извлечь около
6 млрд. т нефти. Кроме того, обычными методами нагнетания в пласты воды и газа
может быть дополнительно получено 2 млрд. т нефти.
Большое значение для интенсификации нефтедобычи и повышения
производительности труда имеют автоматизация и диспетчеризация
промыслов, которые в последнее время все шире применяются при добыче
нефти.
Внедрение высокоэффективных методов разработки позволило
увеличить темпы отбора нефти из пластов и в 5—10 раз сократить число
скважин. В СССР при абсолютном росте добычи нефти по сравнению с
довоенным уровнем в 12 раз количество скважин, пущенных в строй, увеличилось
лишь в 4,5—5 раз, что определяется более высокой эффективностью
капиталовложений и труда.
Высокоэффективные методы разработки нефтяных месторождений
применяются в США и в других странах, однако особенно большие успехи
в этой области достигнуты в Советском Союзе. Так, в США на каждый
пробуренный метр скважин в 1956—1958 гг. в среднем добыто 6 т нефти,
а в СССР — 18 т.
Развитие техники добычи газа
За последние 50 лет роль природного газа в общем топливном балансе
мира возросла с 1 до 11% при одновременном сокращении доли угля с 90
Газовые месторождения и газопроводы в СССР.
до 47% и увеличении доли нефти с 4 до 32%. Особенно быстрыми темпами
развивается газовая промышленность после второй мировой войны.
612

Потребление природного газа (исключая закачку газа в пласт) за
1950—1958 гг. увеличилось в капиталистических странах со 157 млрд. м3
до 345 млрд. ж3, т. е. в 2,2 раза. При этом на долю США в 1958 г.
приходилось 90% (в 1957 г.— 92%) мирового производства газа. Валовая
добыча природного газа в США в 1958 г. составила 372 млрд. м3.
В последние годы для хранения газа в больших количествах на месте
его потребления используются естественные пещеры и пустоты или
горные выработки. Газ закачивается туда под давлением 70 атм и вытесняет
грунтовые воды. Во Франции несколько лет назад построено такое
хранилище емкостью 290 млн. м3 газа.
Природный газ успешно конкурирует с нефтепродуктами для
отопления. В последнее время кроме использования природного газа
в качестве топлива в топках котлов начинают находить широкое
применение турбины, работающие на природном газе. Ведутся работы по
использованию природного газа в доменном процессе. Значение природного
газа как первичного источника еще более возрастет после успешного
решения проблемы коммерческих перевозок его в сжиженном виде водным
и сухопутным транспортом.
Создание газовой промышленности в СССР началось в годы Великой
Отечественной войны. В годы войны в районе Саратова было открыто
первое крупное месторождение газа. В 1948 г. было закончено строительство
первого большого газопровода Саратов — Москва. С его пуском было
положено начало использованию природного газа для коммунальных и
промышленных нужд.
В последние годы значительно расширился фронт и резко увеличился
объем геологоразведочных и поисковых работ на газ. Это позволило открыть
новые газоносные районы и крупные месторождения природного газа.
Только за последний год промышленные запасы природного газа в
Советском Союзе возросли на 712 млрд. м3. В 50-х годах было открыто более
26 новых газовых месторождений на Северном Кавказе, в Средней Азии,
на Урале, Украине и в Поволжье.
В последние годы газовая промышленность СССР развивается очень
быстрыми темпами. Только с 1955 по 1959 г. объем добычи и производства
газа возрос в 4,5 раза. Таких темпов развития не знала ни одна отрасль
народного хозяйства нашей страны.
Сейчас добыча газа в СССР превышает суммарную добычу газа во всех
странах мира, кроме США. Газ прочно вошел в технологические процессы
многих отраслей народного хозяйства, не говоря уже о том, что
газификация наших городов и населенных пунктов приняла широкий размах.
Газовая промышленность СССР будет развиваться как за счет добычи
природного газа, так и за счет улавливания попутных газов нефтяных
месторождений. В течение семилетки значительно увеличится добыча газа
из уже известных месторождений, находящихся на территории РСФСР,
Азербайджанской ССР и других республик. Особое внимание обращено на
освоение вновь обнаруженных крупных газовых месторождений в
Узбекской, Таджикской, Туркменской и Киргизской ССР.
Большие успехи, достигнутые в развитии газовой промышленности,
стали возможны в результате осуществления широкой программы
строительства магистральных газопроводов. Характерной особенностью
строительства отечественных газопроводов является полная механизация всех
работ. В 1958 г. общая протяженность газопроводов в нашей стране
составляла 9500 км. По семилетнему плану протяженность
газопроводов должна быть увеличена на 26 тыс. км. В 1961 г. началось
строительство газопровода Газли-Урал, который даст топливо промышленности
Урала.
613

Капитальные затраты на строительство газопроводов окупаются
в 3—4 года. Основной тенденцией при их строительстве является
снижение удельного расхода металла в газопроводах. Это привело к внедрению
тонкостенных труб большого диаметра. Важнейшее значение в техническом
совершенствовании транспорта газа имеет внедрение автоматизации и
телеуправления на магистральных газопроводах и газовых скважинах. В
последнее время в Советском Союзе разработаны и проходят проверку ряд
схем телеуправления работой скважин и газопроводов.
Работы в области автоматизации и телеуправления эксплуатации
газовых месторождений ведутся и за рубежом.
Во Франции для обеспечения наблюдения на газовом месторождении Лак введена
система телеконтроля и телеуправления из одного пункта. 20 скважин этого
месторождения разбросаны на большой площади. Некоторые из них удалены на расстояние до
9 км от диспетчерского пункта. Телеконтроль за их работой является непрерывным,
поскольку полный цикл обследования всех действующих скважин равен 36 сек.
Диспетчер на центральном пункте в случае необходимости может связаться по радиотелефону
с подвижными ремонтными группами. Диспетчерский пункт состоит из мнемосхемы,
контрольного щита и пульта управления. На мнемосхеме представлены все скважины
и линии газосборной сети. Нормально работающие скважины обозначены зелеными
лампочками, а в случае аварии загорается красная лампочка. На контрольном щите
каждой скважине соответствует группа сигнальных ламп, каждая из которых
контролирует особый параметр скважин или ближайших участков газопроводной сети.
При каком-либо нарушении лампы начинают мигать и одновременно подается
звуковой сигнал. Система телеуправления служит для закрытия и открытия коренной
задвижки скважин.
Изменения в добыче полезных ископаемых подземным способом.
Механизация и автоматизация трудоемких процессов
В результате падения роли угля в топливном балансе и медленных
темпов роста его добычи шахтное строительство в капиталистических
странах в последние 30 лет происходило в незначительных размерах.
В 1923—1929 гг. в европейских странах строились лишь единичные
угольные шахты, а с 1929 по 1940 г. строительство их почти совсем
прекратилось. В эти годы капиталистическая угольная промышленность шла по
пути концентрации производства, которая происходила главным образом
за счет закрытия более мелких, малорентабельных шахт, что в свою
очередь приводило к громадным потерям угля в недрах земли. Так, с 1929
по 1933 г. только вследствие этого в Руре было потеряно около 2 млрд. т
вскрытых и подготовленных запасов угля, закрыто 114 шахт со
среднесуточной добычей 128 тыс. т.
В Великобритании с начала 20-х годов с каждым десятилетием
уменьшалось количество вновь проходимых шахт, а также их
производственная мощность. Эта тенденция сохранилась и до последнего времени.
С 1947 по 1955 г. в Англии было введено в эксплуатацию лишь 5 мелких
шахт.
Угольная промышленность США, так же как и других
капиталистических стран в эти годы, шла по пути концентрации добычи угля на
крупных шахтах, а также закрытия мелких, что вело к повышению
удельного веса в добыче угля крупных механизированных шахт.
Однако наряду с закрытием шахт в угольной промышленности в этот
период вводились и новые мощности. В США строительство новых шахт
развернулось в 50-х годах, причем преимущественно строились крупные
шахты с суточной добычей угля, превышающей 2200 т. В последнее
десятилетие основная часть добываемого угля поступает с крупных шахт.
В 1952 г. в США 41,7% всей добычи угля производилось на шахтах с су-
614

точной мощностью свыше 2200 т. В ФРГ в 1956 г. свыше 90% угля
добывалось на шахтах с годовой мощностью 500 тыс. т и больше.
В СССР в настоящее время основное место в угольной
промышленности занимают шахты средней мощности. Главным образом преобладают
шахты мощностью 500—2000 т угля в сутки, и только 10,2% всех
угольных шахт в стране имеют мощность свыше 2 тыс. т угля1.
Причины медленного строительства крупных шахт в СССР сложились
исторически. Дело в том, что строительство их до самого последнего времени велось, как
правило, очень долго, проектные мощности шахт осваивались медленно, в то время как бурно
развивавшееся народное хозяйство страны требовало быстрого наращивания добычи
угля. При строительстве только .крупных шахт решить эту задачу было бы очень
сложно. Медленное строительство шахт в 30 и 40-х годах было вызвано низкими скоростями
проведения горных выработок и в первую очередь стволов шахт.
Однако в последние годы в СССР в результате развития техники,
а также улучшения организации горных работ, скорость проходки
вертикальных стволов шахт увеличилась по сравнению с довоенными годами
в 3.6 раза, квершлагов и полевых штреков — 2,3 раза, штреков — 2,8 раза.
Это способствовало усилению строительства крупных шахт.
В области механизации шахтного строительства как в СССР, так
ж в капиталистических странах можно наметить следующие этапы:
До 1945 г. как в СССР, так и за рубежом при строительстве шахт
применялась лишь одна технологическая схема — последовательная,
характеризующаяся тем, что ствол шахты проходится участками по
20—30 м с установкой временной крепи. Затем работы по углубке
останавливаются, и на участке возводится постоянная крепь. При этом средние
темпы месячного подвигания не превышают 15 м, а максимальные —
50—94 м.
С 1950—1952 гг. начинает внедряться более прогрессивная,
параллельная схема проходки стволов, при которой достигается полное совмещение
во времени работ по уборке породы, возведению постоянного крепления
и армированию ствола. При этом все работы ведутся на двух смежных
участках. Темпы проходки при этом способе повысились до 150—200 м
в месяц.
За последние годы в связи с созданием новых видов крепи (сборных
железобетонных тюбингов, а также передвижной металлической
опалубки для возведения монолитной крепи из быстротвердеющего бетона) в
советской практике шахтного строительства выработались более
совершенные системы проходки. Это прежде всего — совмещенная система, при
которой совмещаются в пространстве и частично во времени операции
по креплению и углублению ствола, а также щитовая система,
основанная на применении по проходке стволов комплексов оборудования. Эти
системы проходки позволяют эффективно осуществить комплексную
механизацию основных проходческих процессов.
В Советском Союзе создано оборудование, которое обеспечивает
комплексную механизацию проходки стволов. С использованием
комплекса «КС-1м» в апреле 1959 г. на шахте «Ново-Бутовка» в Донбассе
в месяц было пройдено 264,4 ног. м ствола, причем затраты времени
на проходку ствола с применением этого оборудования уменьшились
в 2,2 раза. Это был мировой рекорд по темпам проходки шахтных
стволов.
Как по уровню механизации, так и по темпам проходки стволов
первое место в капиталистическом мире занимает Южно-Африканская Рес-
Правда, эти шахты дают около 1/3 добычи угля в стране.
615

публика. Широкое применение здесь в последние годы прогрессивной
технологической схемы параллельного производства работ по уборке
породы, постоянному креплению монолитным бетоном и армированию ствола
позволило достигнуть весьма высоких показателей проходки. В ЮАР был
установлен мировой рекорд скорости проходки. В октябре 1960 г. на
руднике Гартбестфонтейн было пройдено 337,3 м готового ствола.
Интересно отметить, что в последние годы уровень проходческих
работ в других странах намного ниже, чем в СССР и ЮАР.
Большой заслугой советских инженеров-шахтостроителей является
разработка способов бурения шахтных стволов полным диаметром. Еще-
в годы первой пятилетки инженеры К. Н. Щепотьев и В. П. Иванов,
использовав стандартное нефтяное оборудование, впервые в мире
разработали способ бурения стволов шахт для самых разнообразных
горногеологических условий.
В 1940 г. в Подмосковном угольном бассейне на шахте «№10 «Ще-
кинская» этим способом был пройден вентиляционный ствол диаметром
18 ж и глубиной 74, м. В 1944 г. по методу инженера Г. И. Маньковского
советские инженеры освоили новый способ бурения шахт большого
диаметра (5—6 м).
В 1958 г. на Всемирной выставке в Брюсселе привлекла большое
внимание установка колонкового бурения «УКБ-3,6» для проходки
вертикальных шахтных стволов. Ее применение позволяет производить
работы по проходке и креплению ствола при полном отсутствии людей
в забое. Установка «УКБ-3,6» предназначена для бурения шахтных
стволов диаметром 3,6 м (вчерне). Разрушение породы в забое при этом
осуществляется колонковым буром, который выбуривает только 30% породы
(остальные 70% извлекаются на поверхность в виде керна).
Крепление ствола осуществляется железобетонными кольцами,
монтируемыми на поверхности в секции по 3 кольца и свободно опускаемыми
в ствол при помощи буровой колонны и прицепного устройства
специальной конструкции. Закрепленное пространство тампонируется цементным
раствором. Управление всеми механизмами установки сосредоточено на
поверхности. На установке занято всего 8 рабочих.
Советским инженерам-шахтостроителям принадлежит первенство
в осуществлении специальных методов проходок стволов в особо трудных
геологических условиях. Сюда прежде всего относится проходка стволов
методом искусственного замораживания, разработанная и широко
внедренная в практику строительства подземных сооружений инженерами
Н. Г. Трупаком и Я. А. Дорманом в 1946 г.
Большой объем подземных горных выработок в связи с развитием
угольной промышленности в СССР вызвал необходимость механизации
подготовительных работ. Основным направлением развития их
механизации до Великой Отечественной войны было усовершенствование
буровзрывного способа в сочетании с применением различных машин и
механизмов для уборки взорванной горной массы. Однако уже в этот период
делались первые попытки создания проходческих комбайнов. В этом
отношении большое значение имели работы инженера П. А. Чихачева.
В 1938 г. он испытал комбайн своей конструкции на шахте «Ново-
Дружеская» в Донбассе, что оказало большое влияние на
дальнейшее развитие проходческих комбайнов.
В 1939 г. на шахтах Подмосковного бассейна, а в 1941 г. в Кузбассе
проходил испытания углепроходческий комбайн «ПК-1». Дальнейшие-
работы по его усовершенствованию проводились уже после войны.
Комбайн «ПК-2м» явился первым углепроходческим комбайном, получившим
широкое распространение при проведении подготовительных выработок.
616

В Подмосковном бассейне в 1956 г. работало 127 таких комбайнов. В
общей сложности ими было пройдено 161 км штреков.
Крупнейшим достижением советской горной техники является
создание комбайна «ПКГ-4», предназначенного для проведения выработок по
углю с присечкой некрепких пород в пологопадающих пластах средней
мощности (рис. 287). Этот комбайн был сконструирован механиком
Я. Я. Гуменником и испытан на шахтах Кузбасса.
Рис. 287. Сборка проходческого комбайна «ПКГ-4» конструкции Я. Гуменника.
Для проведения горных выработок в породах со средней крепостью
советская промышленность стала выпускать проходческие комбайны типа
«ШБМ-1». Наибольшее распространение такие комбайны получили на
шахтах Донбасса (рис. 288).
К началу первой мировой войны в основных центрах
горнодобывающей промышленности сложились определенные системы разработки
угольных и рудных месторождений, отвечающие естественногеологическим
условиям месторождений и уровню горной техники.
Основной тенденцией разработки угольных месторождений в
последние десятилетия является вытеснение узких забоев широкими. Однако
вопреки этому в некоторых странах и особенно в США до сих пор около
95 % всей подземной добычи угля производится из шахт, на которых
применяются узкие забои (камерные и камерно-столбовые системы) из-за их
экономической эффективности. Однако их использование ведет к тому,
что огромное количество угля остается невыработанным.
Разработка угольных месторождений в США в течение многих
десятилетий велась и ведется хищническими методами. Камерно-столбовая
система разработки, при помощи которой разрабатывается около 95%
617

общей добычи угля в США, связана со значительными потерями,
составляющими в среднем не менее 35—40% угля, а на отдельных шахтах, по
данным 1957 г., достигающими 50%.
В Великобритании преобладающей системой разработки угольных
месторождений является сплошная система. По данным переписи забоев,
проведенной в конце 1945 г., на долю этой системы разработки (так
называемая лонгвольная с выемкой прямым ходом) приходилось 84% всей
добычи угля, на долю столбовой системы (лонгвольная с выемкой обратным
Рис. 288. Проходческий комбайн ШБМ.
ходом) — 1% и на прочие системы (камерно-столбовая и короткие
столбы) - 15%.
Высокая экономическая эффективность камерных и камерно-столбовых систем
в США привлекли к ним внимание европейских углепромышленников. В Англии и
Франции с 1945 г. проводятся большие работы по внедрению выемки узкими забоями.
Особенно усиленно эти системы пропагандировались в Англии во время второй мировой
войны и в первые годы после нее. Начиная с 1943 г. в английскую угольную
промышленность внедряются американские универсальные врубовые машины, буровые каретки,
погрузочные машины и самоходные вагонетки. Правительственная комиссия по
реконструкции английской угольной промышленности рекомендовала широкое применение
камерно-столбовой системы. Но опыты ее внедрения не дали удовлетворительных
результатов.
В угольной промышленности СССР в довоенные годы
преимущественное распространение, особенно в Донбассе, получили сплошные системы
разработки, распространению которых способствовало отсутствие в то
время эффективных средств для проведения подготовительных выработок
€ большими скоростями.
В послевоенное время сплошные системы разработки в СССР стали
постепенно заменяться системой длинных столбов по простиранию. В
настоящее время в связи с большим разнообразием горногеологических
условий применяются самые различные системы разработки: для тонких
пластов — сплошная система, для пластов средней мощности — система
разработки длинными столбами по простиранию, для мощных пологих
618

и наклонных пластов — слоевые системы с отработкой слоев длинными
столбами и для мощных крутых пластов — щитовая система.
Управление кровлей на советских шахтах осуществляется главным образом
полным обрушением и частичной закладкой.
В последние десятилетия изменения систем разработки
месторождений полезных ископаемых происходили главным образом под влиянием
перехода к добыче малоценных руд по мере исчерпания богатых
месторождений. Большое влияние на системы разработки оказало развитие
техники бурения: механизация бурения шпуров, усовершенствование
перфораторов, применение алмазного бурения, а также механизация погрузки.
Развитие систем разработки в рудной промышленности в последние годы
происходит в направлении интенсификации горных работ. Получающие
распространение в последнее время системы разработки характеризуются
повышенной скоростью подвигания забоя и отработки этажей.
С 20-х годов получают распространение системы разработки
месторождений с открытыми забоями, в частности система подэтажных штреков,
появившаяся впервые в 1902 г. В 1929 г. при помощи этой системы
в США добывалось 35,8% железных, серебро-свинцовых и медных руд.
Начиная с 30-х годов интенсивно распространяются системы
разработки с обрушением. Перед второй мировой войной при помощи этой
системы добывалось около 42% всех железных руд в США. Системы
с обрушением широко применяются также при разработке
месторождений медных руд.
В СССР развитие разработки месторождений шло по линии создания
систем, способствующих широкому применению механизированной
выемки полезных ископаемых. В СССР с развитием механизации были
усовершенствованы и получили широкое распространение различные
системы разработки с открытым очистным забоем. На советских рудниках
были освоены высокопроизводительные системы с минной отбойкой и
магазинированием руды.
В настоящее время стали широко применяться системы с
обрушением руды и покрывающих пород. Применение многоперфораторного
бурения повысило эффективность системы разработки с магазинированием
РУДЫ.
Огромное значение при всех системах разработки месторождений
полезных ископаемых имеют проблемы горного давления и управления
им. В угольной промышленности многих стран все большее
распространение получает управление кровлей полным обрушением. В то же
время сокращается использование частичной закладки и частичного
обрушения. В последние годы были разработаны и применены различные
методы машинной посадки лав, а также разнообразные конструкции
металлических, железобетонных трубчатых стоек. В СССР впервые в мировой
практике были созданы механизированные крепи. В настоящее время
механизированные крепи в Советском Союзе применяются в 48 лавах,
в Англии — в 65 лавах, в ФРГ — примерно в 10 лавах и т. д.
Механизированные крепи наиболее успешно используются в лавах длиной от
50 до 250 м. В Англии в последние годы наиболее широко распространены
механизированные крепи Даути—Руфмастер и Добсон. Во Франции положительные
результаты дало применение механизированных крепей, предназначенных для пологих
пластов, мощностью 0,8—2 м. Секции этой крепи состоят из 4 гидравлических стоек,
расположенных в квадратном основании, которое укрепляется на опорной стальной
плите.
В последнее время в зарубежной практике довольно широкое
распространение на шахтах получает применение бесстоечного призабойного
пространства, что обеспечивает безразборную передвижку конвейера
619

В 1958 г. во Франции 64%, в ФРГ 54, в Бельгии 75, в Японии 53%
лав имело бесстоечное призабойное пространство.
Начало механизации добычи угля, как и большей части других
полезных ископаемых, чрезвычайно запоздало по сравнению с
механизацией производственных процессов в обрабатывающей промышленности.
До первой мировой войны механизированная подрубка получила
заметное распространение только в США. В других странах механизация
процессов добычи угля начала развиваться только после первой мировой
войны под влиянием усилившейся конкуренции на топливном рынке,
в особенности между угольной и нефтяной промышленностью.
Механизация добычи угля началась в то время, когда почти
закончилось промышленное развитие основных угольных бассейнов
капиталистических стран, а также сложились устойчивые системы разработки,
определился выбор применяемого вида энергии и т. д.
Применительно к этим условиям выработались различные типы
механизации. Начиная с 20-х годов на шахтах западноевропейских стран,
а также Японии, где выемка угля осуществляется лавами, уголь
добывается в основном отбойными молотками и врубовыми машинами с
доставкой по лаве конвейерами.
В то же время для США, где выемка угля осуществляется в узких
забоях '— камерах, характерно применение в забое тяжелых врубовых
машин, погрузочных машин и в последнее время самоходных вагонеток
и конвейеров.
С конца 30-х годов, т. е. в течение почти трех десятков лет, в
большинстве капиталистических стран и в Советском Союзе ведутся работы
по созданию и внедрению новых форм механизации выемки угля.
Стремление полностью механизировать все процессы выемки угля
сделало в Советском Союзе особенно популярной идею создания горного
комбайна. Работая над его созданием в 1931 г., А. И. Бахмутский и
другие советские инженеры дали ряд оригинальных конструктивных
решений. В 1948 г. в нашей стране был создан комбайн «Донбасс» для пологих
и наклонных пластов мощностью более 0,8 м, с появлением которого была
решена проблема промышленного применения комбайнов в угольных
шахтах. К 1958 г. на угольных шахтах Советского Союза уже
действовало 1100 комбайнов.
Кроме того, в 1958 г. эксплуатировались созданные в послевоенные-
годы комбайны с широким захватом для пластов мощностью 0,46—
0,8 м. Кроме них в угольной промышленности Советского Союза в эти
же годы использовались 120 узкозахватных комбайнов с шириной
захвата 0,5—1 м.
В результате внедрения угольных комбайнов объем
механизированной навалки угля на шахтах СССР в 1957 г. достиг 93 млн. т> а уровень
механизации навалки угля в целом по угольной промышленности
составил 37,1%. В 1958 г. уровень механизации навалки угля вырос до 40,2%,
причем комбайновая добыча угля составила 108,5 млн. т.
Выемка и механизированная навалка угля с помощью комбайнов
в зарубежных странах до настоящего времени не получила большого*
распространения. Так, уровень механизации навалки угля комбайнами,
стругами и погрузочными машинами в Англии в 1958 г. составил около
26,9%, в том числе комбайнами — 22,8%; в Западной Германии — 33%,
причем комбайнами добывалось 3,9% и стругами 18,2%. В США на
угольных шахтах в 1958 г. работало 679 комбайнов и при их помощи
добывалось 62 млн. т, или около 25% подземной добычи угля.
Одним из основных направлений развития механизации угольной
промышленности в социалистических странах является переход к без-
620

людной выемке угля в забое. Применение угледобывающих комбайнов
не позволяет вывести шахтеров из забоя, которым часто приходится
работать в крайне неудобном положении (например, в лаве с высотой
рабочего пространства до 70 см). Кроме того, угледобывающие комбайны
не могут механизировать ряд работ, которые по-прежнему приходится
выполнять вручную (выемка ниш, крепление лавы и т. п.).
Рис. 289. Угледобывающий агрегат «А-3».
Стремясь внедрить комплексную механизацию очистных работ в
шахтах, советские инженеры и конструкторы в содружестве с работниками
угольной промышленности создали ряд оригинальных агрегатов,
применение которых позволяет обеспечить безлюдную выемку угля. В 1960 г.
на шахте № 41 Подмосковного бассейна, а затем на шахте «Чертинская-
Южная» в Кузбассе прошел испытания агрегат «А-3». С его помощью
все работы в очистном забое полностью механизированы и
автоматизированы (рис. 289, 290). Новый агрегат предназначен для разработки
угольных пластов мощностью 1,5—2 м. В отличие от угольных комбайнов агрегат
«А-3» имеет фронтальный исполнительный орган в виде отбойно-доставоч-
ного кольцевого струга. Можно предполагать, что широкое внедрение
таких агрегатов позволит обеспечить полную безопасность ведения
работ под землей, резко поднять производительность труда и снизить
себестоимость угля.
В последние годы в Советском Союзе коренным образом были
усовершенствованы технические средства доставки угля из лавы. Вместо
малопроизводительных качающихся конвейеров и скреперов в последнее
десятилетие созданы более производительные скребковые конвейеры
различных типов — «СКР-11», «СТР-30», «СКТ2-6», «СКР-20», «КС-2».
Были сконструированы также высокопроизводительные конвейеры,
передвигаемые без разборки,— «КС-15» для пластов мощностью до 0,9 ж,
«КС-9», «КСП-1» для пластов мощностью 0,8—1,6 м.
Большие изменения претерпел подземный транспорт. В настоящее
время транспортировка угля является одним из наиболее
механизированных процессов. Уровень механизации подземного транспорта по
горизонтальным откаточным выработкам в угольной промышленности СССР
621

У^? -; \у~- -г>~^'
^^Ьжг^ж^
^Ш\Жи\
^^©_
ЩЩР5~л?^-щ -JP?
IMImlll li^S
ч—
¦рв^л^лрхзщ™
щ^
у^#^!^
'"-""" '
W^!/~\*'
ДГ^
Рис. 2Р0. Механизм крепления
призабойного пространства агрегата «А-3».
в 1958 г. составил 99,9%, в то время как в 1940 г. транспортировка угля
была механизирована только на 75,2%. По уровню механизации
подземного транспорта Советский Союз занимает первое место в мире. В США
удельный вес механизированного транспорта в последние годы составляет*
99,2%, в ФРГ —99%, Франции и Англии — по 90%.
Основным видом транспорта по горизонтальным выработкам в
шахтах является электровозная откатка. Количество шахтных электрово
зов в СССР к 1959 г. по сравнению с 1940 г. выросло в 8,2 раза.
Количество вагонеток за тот же
период увеличилось в 4,8
раза, причем возросла доля
большегрузных вагонеток
грузоподъемностью в 2 т и
больше.
Основной частью
электровозного парка на
советских шахтах являются
контактные и аккумуляторные
электровозы со сцепным
весом 7—8 т. Кроме того, на
шахтах используются
электровозы со сцепным весом
10, 12 и 14 иг, а также
малогабаритные электровозы.
Треть суммарной емкости
вагонеточного парка
приходится на вагонетки
грузоподъемностью 2 т и больше.
На американских шахтах применяются главным образом электровозы
со сцепным весом 5—10 т — на сборочной откатке и со сцепным весом
10—18 т — на магистральной.
Для транспортирования угля по наклонным выработкам в СССР
и ряде зарубежных стран получили распространение ленточные конвейеры.
Так, на шахтах Кузнецкого бассейна более 60% наклонных выработок
конвейеризированы. Конвейеризируются не только отдельные выработки,
но и шахты в целом. Так, шахта № 3-бис в Карагандинском бассейне
и ряд шахт в других бассейнах полностью переведены на сплошную
конвейеризацию. В настоящее время на шахтах СССР для конвейеризации
уклонов и шахтных стволов применяются главным образом ленточные
конвейеры производительностью 250 тЫас. С 1957 г. на шахтах внедряются
более мощные конвейеры типа «КРУ-350» производительностью 350 т1час
с прорезиненной лентой шириной 1200 мм, армированной стальными
тросиками.
В Англии в последнее время внедрены канатно-ленточные конвейеры
длиной в 1500 м и производительностью 300 шЫас. В ФРГ широко
применяются прорезиненные конвейеры, армированные стальными
тросиками. В последние годы начали применяться пластинчатые конвейеры
и изгибающиеся конвейеры для криволинейных штреков.
В настоящее время как в СССР, так и за рубежом ведутся болыпие-
работы по внедрению на подземном транспорте дистанционно-автомати-
зированного управления конвейерными линиями, механизмами в пунктах
погрузки вагонеток и их обмена, а также высокочастотной связи
диспетчеров с машинистами контактных электровозов. Особенно большое
значение имеет автоматизация конвейерных линий, так как на управление
ими занято большое количество рабочих.
622

Еще в начале XX столетия появились на шахтах первые
электрические подъемные машины. На протяжении 20 и 30-х годов они получают
большое распространение. Однако и перед второй мировой войной и после
войны на шахтах США, Англии, Франции и Германии использовалось
большое количество и паровых подъемных машин. Так, в Англии в 1939 г.
паровой подъем применялся на 83% шахт. Коренной поворот здесь
произошел после войны; уже в 1948 г. во Франции на паровой подъем
приходилось лишь 37% мощности подъемных машин. К 1960 г. во Франции
сохранилось всего 5 паровых подъемников, из которых 4 вскоре будут
электрифицированы, в Бельгии — 19, в Нидерландах — 4.
С увеличением глубины и грузоподъемности подъемных установок
сильно возрастают размеры и стоимость барабанных подъемных машин,
что привело к замене их во многих случаях машинами со шкивами
трения. Увеличение глубины подъемных стволов обусловило также переход
на многоканатный (обычно четырехканатный) подъем, впервые
использованный на угольных шахтах ФРГ в 1947—1948 гг. Первая такая
установка появилась в Англии в 1956 г.
Многоканатный подъем со шкивами трения в последние годы
получил применение в горнорудной промышленности Швеции и ЮАР.
В качестве подъемных сосудов в рудной промышленности в
последние годы применяются скипы с разгрузкой через дно и клети.
Грузоподъемность скипов достигает 25 т. Загрузочные устройства при
клетевом подъеме имеют чаще всего электрический и гидравлический
привод.
С истощением запасов руды увеличивается глубина горных работ,
следовательно, все большее значение приобретает вентиляция, становятся
необходимыми вентиляционные стволы большого диаметра. Начиная
с 30-х годов центробежные вентиляторы в шахтах вытесняются осевыми,,
имеющими ряд преимуществ перед ними.
С увеличением глубины горных работ возникла новая проблема—
борьба с высокой температурой. В настоящее время количество воздухаТ
необходимого для проветривания ряда шахт по тепловому фактору,
превосходит количество воздуха, потребного «по газу», т. е. из соображений
безопасности (удаление метана).
В связи с укрупнением шахт растет мощность вентиляторов главного
проветривания. Например, в Лотарингии, во Франции, на 12 шахтах
мощность вентиляторных установок достигает в настоящее время 1400 л. с.
В последнее время во Франции на железных и калийных рудниках и в
Бельгии на угольных шахтах применяются главные вентиляторы мощностью
до 1 тыс. л. с.
В то же время на многих подземных горных предприятиях даже
наиболее развитых капиталистических стран сохраняется естественная
вентиляция. В результате отсутствия искусственной вентиляции в шахтах
гниет крепь, повышается температура рудничной атмосферы, создаются
тяжелые условия для труда шахтеров.
Наиболее существенной особенностью в развитии шахтного
водоотлива за последние 30—40 лет является переход от паровых к
электрическим насосам. Основным типом насосов для шахтного водоотлива в
последние десятилетия становятся многоступенчатые центробежные насосы,
пришедшие на смену одноступенчатым и поршневым насосам. Начиная
с 20-х годов конструкторы в разных странах, и прежде всего в Советском
Союзе, работали главным образом над уменьшением веса и повышением
КПД центробежных насосов.
Важным шагом в этом направлении являлось создание в начале 30-х
годов многоступенчатых насосов с коэффициентом полезного действия,
623

равным 0,78 (по сравнению с КПД, равным 0,50—0,60 у обычных
центробежных насосов).
В горной промышленности в это время получают развитие специальные типы
насосов для перекачки пульпы, жидкостей, содержащих песок, и т. п. Их рабочие
колеса отличаются толстыми стенками и лопатками и изготовляются из
износоустойчивых материалов (марганцовистой стали и т. п.). Для откачки затопленных шахт
стали применяться аэролифты, действие которых основано на принципе
сообщающихся сосудов, и использование сжатого
воздуха для подъема смешанной с ним воды
на определенную высоту.
Современные наука и техника
открывают возможность перехода к
автоматизации водоотлива.
На шахтах СССР за последние
годы получила широкое развитие
автоматизация водоотливных установок,
которая позволяет значительно
уменьшить численность обслуживающего
персонала и улучшить состояние
горных выработок. Хорошие результаты
были получены при автоматизации
перекачных насосов, применяющихся
на шахтах Подмосковного и других
бассейнов. Для автоматизации
установок главного водоотлива на советских
шахтах используется аппаратура
«АВВ-3». В Донецком бассейне в
настоящее время имеется более 100
автоматизированных установок главного
Александр Александрович водоотлива с высоковольтными элек-
Скочинский. тродвигателями. Вообще за последние
два года в Советском Союзе на
дистанционное и автоматическое управление было переведено около 7 тыс.
установок и отдельных насосов шахтного водоотлива.
Наряду с автоматизацией водоотлива в Советском Союзе проводится
большая работа по автоматизации вентиляторных установок.
В общей сложности за последние два года на дистанционное и автоматическое
управление было переведено более 800 вентиляторов. Автоматизация вентиляторных
установок главного проветривания осуществляется на угольных шахтах путем
внедрения дистанционного управления и контроля работы вентиляторов со специального
пульта, устанавливаемого в помещении общешахтного диспетчера или дежурного на
поверхности подстанции. Для автоматизации работы вентиляторов в СССР
используется аппаратура «АВГР-1А».
В СССР проводятся работы по созданию в целом автоматизированного
угледобывающего предприятия. Так, на шахте № 1 им. XIX Партсъезда
треста Ленинуголь в Донбассе уже несколько лет осуществляется
централизованный диспетчерский контроль и управление автоматизированными
установками с применением средств телемеханики.
В настоящее время развитие техники добычи полезных ископаемых
немыслимо без использования достижений горной науки, которая
обобщает опыт практики, объясняет явления, протекающие при разработке
месторождений в недрах земли, указывает средства и методы управления
этими явлениями. В трудах советских ученых Б. И. Бокия, А. А. Скочин-
ского, А. М. Терпигорева, Л. Д. Шевякова, А. П. Германа, М. М.
Федорова, М. М. Протодьяконова разработаны важнейшие воцросы горной
624

науки, даны расчеты, на основании которых ведется строительство и
эксплуатация шахт и рудников не только в Советском Союзе, но и
в других странах, имеющих развитую горную промышленность.
Академик А. А. Скочинский создал ряд классических работ по
вопросам рудничной вентиляции, в которых разработаны научные методы
создания безвредных условий труда при подземной разработке
месторождений полезных ископаемых. Им создано важное направление в горной
науке, связанное с разработкой мер борьбы и предупреждения рудничных
пожаров. Исследования А. А. Скочинского и его учеников посвящены
определению величин аэродинамического сопротивления различного вида
горных выработок, установлению
структуры воздушных потоков и другим
вопросам рудничной аэрологии и
аэродинамики. Большое значение имеют работы
А. А. Скочинского по прогнозу
газообильности глубоких шахт, а также
разработке методов управления
газовыделением при эксплуатации
угольных месторождений.
Большой вклад в развитие горной
науки сделал академик А. М. Терпи-
горев, посвятивший много сил
обобщению мирового опыта разработки
угольных месторождений, изысканию
рациональных и эффективных конструкций
горных машин, а также созданию и
внедрению новых, более прогрессивных
методов ведения горных работ.
Развитие открытых работ
Наиболее характерной чертой
развития горного дела после первой миро- АлексанДр МитрофановичТерпигорев.
вой воины является повышающаяся роль
открытых работ. В целом в мировой
угольной промышленности практически при стабилизации подземной
добычи резко увеличилась добыча угля открытым способом. За период с
1913 по 1955 г. удельный вес открытой добычи угля возрос с 6% до 25%.
В основном добыча угля открытым способом производится в
настоящее время в Советском Союзе, Китае, Польше, Чехословакии, Болгарии,
США, Англии, Франции, ФРГ.
Технология открытых разработок в разных странах различна. За
рубежом сложились два основных направления в развитии техники
открытых работ. В США открытым способом разрабатываются месторождения
в основном с горизонтальным или пологим залеганием с пластами
небольшой мощности и небольшой мощностью вскрыши (в среднем 16—17 м).
Для добычи угля и вскрышных работ в США используются экскаваторы.
В 1958 г. открытым способом в США было добыто 100 млн. т угля, что
составляет 27,4% общей добычи угля в стране.
Развитие техники открытых работ шло по пути совершенствования
одноковшовых экскаваторов. На каменноугольных карьерах США для
вскрышных работ применяются механические лопаты и драглайны.
Емкость ковшей колеблется в пределах от 2 до 38 ж3. В отдельных случаях
применяются экскаваторы-гиганты.
625

Так, для работы на одном из американских карьеров создан крупный вскрышной
экскаватор «3850-В» с ковшом емкостью 88 м3. Максимальная высота подъема ковша
равна 64 м. За 50 сек. экскаватор вынимает 157 т породы и переносит ее на расстояние-
140 м. Непосредственно на добыче угля заняты механические лопаты с емкостью ковшей
2—5 м3, которые грузят уголь в автомашины-самосвалы грузоподъемностью до 50 тТ
На транспортировке породы широко применяются гигантские дизельные
автосамосвалы-полуприцепы. Одна из таких машин, работающая на руднике Бингхэм (штат Юта,
США), смонтирована на 18 Колесах и имеет двухмоторный привод суммарной
мощностью 860 л. с. Грузоподъемность автомашины составляет 84 м3.
При буровзрывных работах на многих карьерах используются вращательные*
станки для бурения скважин. Созданы станки для бурения горизонтальных скважин
глубиной до 15,2 м, действующие без остановки для наращивания буровых штанг.
Рис. 291. Транспортио-отвальный мост на разрезе «Эспенхайи» (ГДР).
На буровых работах также используются мощные станки вращательного бурения с
шарошечным долотом. На карьере «Гумбольт» (ГДР) с 1954 г. начали применяться при
бурении крепчайших гематитов станки для прожигания скважин, т. е. так называемое
огневое бурение.
Большое распространение на взрывных работах получают аммониево-нитратные
взрывчатые вещества вследствие их дешевизны, простоты транспортировки и
безопасности при обращении.
В 1946 г. началось внедрение короткозамедленного (миллисекундного) способа
взрывания, получившего в дальнейшем большое распространение главным образом
на открытых работах, где благодаря применению коротко замедленных детонаторов
с новыми взрывчатыми веществами расходы на ведение взрывных работ снизились на
одну треть.
Другим направлением в развитии открытых разработок за рубежом
является добыча угля в Германской Демократической Республике и
Западной Германии. В ГДР разрабатываются буроугольные
месторождения с горизонтальным или наклонным залеганием угольных пластов
мощностью от 10 до 40 м и более и мощностью покрывающих пород до
100 м. В 1958 г. в ГДР открытым способом было добыто 212 млн. пг
угля, или 98% его общей добычи в стране. Разработка угольных
месторождений производится в ГДР двумя системами: транспортной и транспорт-
но-отвалыюй.
При транспортной системе разработки вскрышные породы
располагаются как на внутренних, так и на внешних отвалах. Вскрышные уступы
разрабатываются многочерпаковыми экскаваторами, как правило с
верхним черпанием, а угольный пласт — многочерпаковыми экскаваторами
с нижним черпанием.
На немецких угольных разрезах применяется два вида миогочерпа-
ковых экскаваторов — роторные и цепные. Роторные экскаваторы выгодно
отличаются от цепных возможностью осуществления раздельной выемки
угля и породы, а также тем, что у первых выемка породы и перемещение
ее осуществляется различными органами.
Размер и производительность применяющихся в ГДР роторных
экскаваторов разнообразны. Емкость их ковша колеблется от 400—до
4 тыс. м3, Производительность наиболее крупных экскаваторов составляет
около 100 тыс. мг породы в сутки. Кроме транспортной системы на
карьерах в ГДР используется транспортно-отвальная система,
необходимым элементом которой является транспортио-отвальный мост.
626

Транспортно-отвальные мосты впервые появились в Германии в 1924 г.
Они соединены с многочерпаковым и роторным экскаватором и,
передвигаясь вдоль фронта работ, вместе с ним представляют законченный
технологический комплекс машин, производящий все процессы добычи
угля: выемку, транспортирование кратчайшим путем и укладку вскрыши
в отвал. Эта система разработки месторождений угля является самой
производительной и экономичной. Транспортно-отвальные мосты имеют
как рельсовый, так и гусеничный ход. Самым мощным из существующих
мостов является мост на разрезе «Эспенхайн» в ГДР, действующий с 1943 г.
Рис. 292. Роторный экскаватор на разработке угольных месторождений
на Дальнем Востоке (СССР).
Его длина достигает 590 м, а производительность — 5500 м3 в час при
высоте отсыпки 37 м (рис. 291).
В последнее время на немецких разрезах все большее значение
приобретает конвейерный транспорт, особенно там, где условия выемки не
допускают применения транспортно-отвальных мостов. Постоянное
улучшение качества лент, изготовляемых с хлопчатобумажными прокладками
или прокладками из искусственного волокна и частично в виде
металлических кордовых лент, сделало возможным в последние годы применение
передвижных конвейеров длиной до 1500 м при максимальной ширине
ленты в 2500 мм.
В Западной Германии, где также большое распространение имеют
открытые работы в добыче угля, горногеологические условия залегания
буроугольных месторождений аналогичны месторождениям ГДР.
В ФРГ также применяется транспортная и транспортно-отвальная
системы разработки. Большое распространение в Западной Германии
получает конвейерный транспорт. В настоящее время ленточные
конвейеры применяются на восьми крупных буроугольных разрезах ФРГ.,
дающих около 60% всей добычи бурого угля.
В ФРГ используются конвейеры с лентой длиной до 2 тыс. м и шириной 1200,
1600 и 2200 мм. Скорость движения конвейера составляет 4,2—5,2 м/сек.
Производительность таких конвейерных установок достигает от 4 тыс. м3/час до 8500 м3/час.
Наибольшее применение находят ленты с пятью прокладками, с резиновым покрытием
на несущей стороне. При большой грузоподъемности применяются ленты с основой из
стальных тросов прочностью на разрыв 2 тыс. кг/см.
627

Значительные усвехи в развитии добычи угля открытым способом
достигнуты в СССР. Советскими заводами в последние десятилетия был
освоен выпуск мощного горного и транспортного оборудования, что
позволило широко перейти к добыче полезных ископаемых открытым
способом. Из года в год растет добыча угля открытым способом. Если в
1913 году доля открытой добычи составляла 0,6% к общей добыче угля
по стране, то в 1959 г. она составила 20,2%. Несмотря на высокие
Рис. 293. Роторный экскаватор в забое Михайловского карьера
Курской магнитной аномалии (СССР).
темпы роста добычи угля открытым способом, возможности для ее
развития в Советском Союзе далеко еще не исчерпаны. По производственной
мощности угольные разрезы СССР ближе всего стоят к буроугольным
предприятиям ГДР. В 1958 г. средняя годовая мощность одного
разреза в СССР составляла около 1,7 млн. т, а на десяти разрезах
превысила 2 млн. т в год. В то же время средняя мощность разрезов США и
Англии не превышает около 100 тыс. т в год.
Характерной особенностью открытых разработок СССР является
многообразие горногеологических и климатических условий угольных
месторождений. И если для угольной промышленности США, ГДР и ФРГ
характерна однотипность угольных месторождений, то в СССР имеется
около 12 типов месторождений углей, пригодных для открытых
разработок, различающихся по мощности пластов, условиям залегания, крепости
вскрышных пород и гидрогеологическим условиям.
В СССР применяются самые разнообразные системы разработки:
бестранспортные, транспортно-отвальные, транспортные и
комбинированные. В практике последних лет, как правило, предпочтение отдается
бестранспортным и транспортно-отвальным системам, как наиболее эффек-
628

тивным. Успешное их внедрение стало возможным благодаря
применению экскаваторов. В настоящее время при бестранспортной
разработке на карьерах СССР применяются механические лопаты «ЭГЛ-15н
с ковшом емкостью 15 куб. ж и радиусом черпания 40 м, шагающие
драглайны «ЭШ-4/40», «ЭШ-6/60», «ЭШ-14/75», «ЭШ-20/65» с ковшом
емкостью от 4 до 20 ж3, с радиусом разгрузки 37,65 и 75 м. Несколько
лет назад созданы экскаваторы «ЭКГ-8» с ковшом емкостью 8 мг и
Рис. 294. Добыча торфа гидромониторами (Ивановская область, СССР).
производительностью 1700—2500 тыс. м3 в год. Внедрение этих
машин позволило повысить производительность труда на экскавации
вскрышных пород на 45% и значительно снизить себестоимость 1 м3
вскрыши.
За последнее время в Советском Союзе широкое распространение
получили открытые работы и при эксплуатации рудных месторождений.
По семилетнему плану развития народного хозяйства СССР предусмотрено
строительство ряда карьеров по добыче открытым способом руд черных
и цветных металлов в Восточной Сибири, на Южном Урале, Казахстане,
Курской магнитной аномалии. Огромное значение для металлургии страны
приобретают месторождения Курской магнитной аномалии. Здесь уже
работают Лебединский и Михайловский карьеры, дающие
высококачественную руду для металлургических заводов. На этих карьерах
используется новейшая техника как на вскрыше пустой породы, так и на добыче
руды (рис. 293).
Большим достижением в области буровзрывных работ на советских
карьерах является внедрение огневого бурения, так называемое
прожигание скважин. На кварцитовом карьере в Криворожском бассейне этим
способом бурят кварциты со скоростью около 7 м/час по сравнению с 4,5 м
при ударно-канатном бурении. Большую экономию дает
механизированное заряжание взрывных скважин. На Магнитогорском железорудном
и Каракубском карьерах применение зарядных машин позволило
сократить трудоемкость заряжания скважин втрое.
629

Довольно значительное распространение на карьерах СССР, особенно
после второй мировой войны, получил конвейерный транспорт. Так, на
карьерах Урала дальность доставки угля ленточными конвейерами в
настоящее время колеблется от 1 до 2 км.
В этих условиях ручное управление конвейерами требует большого
числа рабочих, занятых наблюдением за работой конвейера. На угольных
карьерах Урала уже в годы Великой Отечественной войны начали
практиковать дистанционное и централизованное управление ленточными
конвейерами.
Начало автоматического
управления ленточными конвейерами было
положено в 1949 г. Т. Т. Кузьменко,
который на конвейерных линиях
внедрил центробежные реле своей
конструкции. Реле Кузьменко устанавливалось
на нижний ролик хвостовой части
конвейера и при аварии, буксовке или
порыве ленты выключало магнитный
пускатель предыдущего конвейера, а после
возобновления вращения ролика вновь
включало предыдущий конвейер. На
разрезах Урала применяются
разнообразные схемы автоматизации
управления конвейерами.
В Советском Союзе ведутся
большие работы в области упрочения лент
для конвейеров. Весьма перспективным
материалом для каркаса высокопрочных
конвейерных лент являются ткани из
искусственных и синтетических воло-
п г г, г* кон- Их применение не требует значи-
Роберт Эдуардович Классон. »
F * ** тельных изменении в технологии
изготовления лент.
В 1955 г. в Советском Союзе была впервые изготовлена промышленная
конвейерная лента длиной 350 м с каркасом из 6 слоев синтетической
ткани анид. В апреле 1956 г. лента была установлена на
углеподъемнике разреза № 1 треста Вахрушевуголь. Действуя на открытом воздухе,
в тяжелых климатических условиях Северного Урала, эта лента до сих
пор находится в хорошем состоянии.
Вторым видом высокопрочных конвейерных лент являются ленты,
армированные стальными тросами. Длительное время эти ленты были
распространены лишь в США, затем их начали применять и в европейских
странах. С 1954 г. было освоено производство тросовых лент и в СССР.
Совершенствование техники открытых разработок в последние годы
шло по линии внедрения в эксплуатацию высокопроизводительного
комплекса, работающего по поточной схеме (роторный экскаватор,
конвейерная лента — ленточный отвалообразователь).
В 1960 г. Ново-Краматорский завод приступил к изготовлению
комплекса горнотранспортного оборудования непрерывного действия
производительностью 3 тыс. м3/час, включающего роторный экскаватор «ЭРГ-
1600» с емкостью ковша 1600 ж3, систему магистральных ленточных
конвейеров и два отвалообразователя. Первый такой комплекс в 1961 г.
установлен в Никопольском марганцевом бассейне.
В СССР предполагается выпуск еще более мощного
горнотранспортного оборудования — вскрышных экскаваторов на гусеничном ходу с ков-
630

шом емкостью 35 м3 и радиусом действия 65 м, шагающих драглайнов с
ковшом емкостью 25 мг и со стрелой длиной 125 м, думпкаров
грузоподъемностью 60, 80, 100, 150 т и более, электровозов карьерного типа со
сцепным весом 100—180 т, автосамосвалов грузоподъемностью 40 т и более.
Большое значение в расширении открытых работ имеет
использование гидромеханизации. Еще в 1914 г. выдающийся инженер Р. Э. Клас-
<юн применил этот метод для разработки залежей торфа. Затем
усовершенствование оборудования для гидромеханизации и создание новых
машин и механизмов позволило применять гидравлический способ не
только в торфяной промышленности, но и при добыче угля, ведении
вскрышных работ и при разработке месторождений других полезных
ископаемых.
Современная техника открытых работ может быть эффективно
использована только на крупных предприятиях, рассчитанных на
длительный срок эксплуатации, как это имеет место в СССР. Существующие же
открытые рудники в капиталистических странах, в особенности угольные
карьеры, возникают по большей части под влиянием конъюнктурных
условий и рассчитаны на короткие сроки существования. Это задерживает
применение совершенной техники и наиболее эффективных схем
эксплуатации месторождений полезных ископаемых.
Новые прогрессивные методы добычи полезных ископаемых
В последние годы в Советском Союзе получил развитие еще один
прогрессивный способ добычи угля — гидродобыча (гидравлический
способ подземной добычи угля), основанный на принципе использования
напора воды.
До последнего времени гидромеханизация использовалась главным
образом на открытых разработках месторождений полезных ископаемых.
Однако теперь она находит довольно широкое применение и в
подземных условиях.
Гидравлический способ добычи угля состоит в следующем: уголь, отбитый
высоконапорной струей гидромонитора непосредственно в массиве или после
предварительного разрыхления взрывным или механическим способом, по желобам и трубам,
уложенным по горным выработкам, поступает через дробилку к зумпфу у ствола шахты.
Из зумпфа уголь с водой по трубопроводу подается углесосами на поверхность. На
поверхности уголь обогащается и обезвоживается на специальных установках. Вода после
обезвоживания угля поступает в насосную станцию и по трубопроводам вновь попадает
к гидромониторам.
Гидравлический способ подземной добычи угля был разработан в
1935 г. советским инженером В. С. Мучником и впервые в мировой
практике стал применяться в 1936 г. Первые опытные работы в этом
направлении были проведены в 1936 г. на шахте «Комсомолец» в Кизе-
ловском угольном бассейне. В 1939 г. была построена и сдана в
эксплуатацию опытная гидрошахта в Донецком бассейне, а в 1940 г. начаты
опытные работы в Кузнецком бассейне, прерванные войной и возобновленные
в послевоенное время. В 1953 г. была сдана в эксплуатацию первая в мире
промышленная гидрошахта «Полысаевская-Северная». В дальнейшем
гидродобыча была внедрена еще на целом ряде шахт и участков. В 1958 г.
гидравлическим способом было добыто более 1 млн. т угля. На
гидрошахтах и гидроучастках по сравнению с обычными условиями резко растет
производительность труда, снижается себестоимость добычи угля. Так,
в 1958 г. на гидрошахтах и гидроучастках в Кузбассе прризводительность
труда в полтора раза превышала производительность труда в целом
по комбинату «Кузбассуголь» (рис. 295).
631

В последнее время интерес к гидравлической добыче и
транспортированию угля поднялся и за рубежом. Гидродобыча применяется в
Китае, Польше, Чехословакии. Работы в этом направлении ведутся в
Новой Зеландии, США, Франции, Англии и ФРГ. Причем
гидравлический способ находит себе применение как в виде полного
гидравлического комплекса, так и с использованием отдельных его элементов —
гидротранспорта и гидроподъема на шахтах с обычной технологией
добычи угля.
В Китайской Народной Республике, например, к концу 1958 г.
гидравлическая добыча угля осуществлялась на 115 гидроучастках
Рис. 295. Схема гидромеханизации на угольной шахте:
1 — центральная насосная установка, 2 — гидромонитор, з —приемный зумпф,
</ — насос (углесос) для подъема пульпы, -5 — пульповод, с — обогатительная
установка, 7 — обратная подача воды, s — бункеры, о — железнодорожный
вагон.
и 8 шахтах. Гидроспособом было добыто 1,67 млн. т угля. В 1959 г.
в Китае находилось в эксплуатации 11 гидрошахт и 150 гидроучастков.
В Польше первые опыты применения гидродобычи на шахте «Коэдуна
Париска» относятся к 1954 г. И уже в 1959 г. добыча угля с применением
гидромеханизации производилась на шести шахтах с общей добычей
2930 т угля в сутки. В Чехословакии гидравлический способ добычи угля
применяется на шахтах им. Чехословацкой Армии и «Глубина» в Острав-
ско-Карвинском бассейне, причем обезвоживание угля осуществляется
не на поверхности, а в самой шахте.
Из капиталистических стран гидравлический способ добычи угля
получил наибольшее развитие в Новой Зеландии. Гидродобыча здесь
производится на участках с благоприятными горными условиями.
Гидроучастки, как правило, имеют небольшую производственную мощность. На
шахтах не применяются высокие напоры струи, так как уголь
предварительно разрыхляется взрывными работами. Струя воды только смывает
предварительно разрыхленный уголь и транспортирует его самотеком
по выработкам.
Гидравлический способ добычи угля, применяемый в виде полнота
гидравлического комплекса, является одним из способов так называемой
«безлюдной выемки угля», т. е. выемки угля без постоянного нахождения
632

рабочих в забое, идеи которой получают все большее признание как у нас,,
так и за рубежом.
Безлюдная выемка является одним из самых прогрессивных способов
разработки угля, призванная резко увеличить производительность труда
и радикально улучшить условия труда шахтеров, что отвечает коренным
интересам социалистического производства.
Развитие «безлюдной выемки» идет по двум основным направлениям.
К первому направлению относятся способы, при которых изменяется
агрегатное состояние полезного ископаемого,— это так называемые
химические способы, ко второму относятся механические способы, при которых
агрегатное состояние полезного ископаемого не меняется.
Примером химических способов безлюдной выемки угля является
подземная газификация угля, работы в направлении которой получили
значительное развитие в СССР. К этому направлению относится
подземная перегонка сланцев, подземное растворение каменных калийных солей,
при которой разработка месторождений осуществляется путем
растворения соли водой, подаваемой с поверхности, и откачкой полученнога
рассола через буровые скважины. Не меньший интерес представляет
подземное выщелачивание меди, золота, соды и целый ряд других
химических способов разработки полезных ископаемых.
К группе механических способов «безлюдной выемки», нашедших
наибольшее распространение, относятся машинные, гидравлические
и взрывные способы.
Из машинных способов добычи угля следует остановиться на
агрегатном способе с креплением призабойного пространства. В настоящее время
в СССР и за рубежом проектируется и испытывается целый ряд
выемочных агрегатов.
Так, несколько лет назад в СССР сконструирован угледобывающий агрегат «А-3»г
позволяющий полностью автоматизировать процесс добычи угля, сделать его
непрерывным. Дистанционное управление исключает необходимость присутствия людей
в лаве. Этот агрегат предназначен для разработки угольных пластов мощностью
полтора-два метра. В отличие от ранее существовавших машин для выемки угля, которые
работали циклично и разрабатывали угольный пласт с фланга, агрегат «А-3» имеет
фронтальный исполнительный орган, который обеспечивает непрерывную поточную работу.
Двигаясь по фронтону, агрегат производит выемку (с помощью кольцевой цепи
с резцовыми каретками и скребками) и погрузку угля на транспортер. Рабочим
органом машины является отбойно-доставочный кольцевой струг, который приводится
в движение двумя приводами общей мощностью 260 кет. По мере выемки угля
кровля за продвигающимся агрегатом обрушивается. Передвижение агрегата
производится с помощью горизонтальных гидродомкратов, расположенных в секциях
крепи. В результате можно обеспечить полную безопасность работы, резко
увеличить производительность труда, а также облегчить труд шахтеров. Создание таких
агрегатов является большим шагом вперед по пути полной автоматизации процессов
угледобычи.
Среди механических способов «безлюдной выемки» видное место
занимает в дальнейшем комбайновая выемка угля в коротких забоях без-
крепления призабойного пространства. В настоящее время в СССР на
месторождениях горючих сланцев в Эстонии и месторождениях угля
в Кузнецком и Карагандинском бассейнах ведутся испытания систем
разработки с короткими забоями.
Среди других способов «безлюдной выемки» угля можно указать на
струговой способ, испытываемый в Донбассе; выемку угля с помощью
пил, наиболее успешно применяемую в Кизеловском бассейне; шнеко-
буровой способ, опыты по применению которого ведутся в СССР во
Львовско-Волынском бассейне, а также взрывной способ, нашедший
применение в Кузбассе и за рубежом и заимствованный из практики
разработки рудных месторождений, где он давно применяется.
633

Развитие методов обогащения полезных ископаемых
Рост механизации выемки угля, применение комбайнов, переход от
селективной выемки угля к валовой привели к увеличению зольности угля.
Это существенно изменило значение и место обогащения угля, которое
в 50-е годы начинает приобретать все большее значение. В ближайшее
время значительное развитие металлургии потребует увеличения добычи
высококачественного угля, кроме того, все большая часть угля будет
использоваться в качестве исходного сырья для химической
промышленности. Все это также заставляет уделять серьезное внимание вопросам
обогащения углей и рационального их использования.
В 1957 г. в СССР работало 125 обогатительных фабрик, на которых
механическому обогащению было подвергнуто 26,8% общего количества
добытого угля. При механическом обогащении угля применяются мокрый,
пневматический и комбинированный методы. В Советском Союзе в основном
применяется мокрый метод обогащения. В 1956 году в СССР мокрым
методом обогащалось 63,8%, пневматическим — 28,9 и
комбинированным — 7,3% всего обогащаемого механическим способом угля.
Наряду с обогащением углей большое значение приобретает
обогащение руд. Начиная с 20-х годов в обогащение руд вовлекаются большие
массы бедных руд цветных и редких металлов, в связи с чем роль
обогащения в горнометаллургических процессах значительно возрастает,
а методы его получают дальнейшее развитие.
Из них следует отметить обогащение в тяжелых суспензиях, применение
гидроциклонов и винтовых сепараторов, магнитное обогащение, а также использование
развитых технологических схем многостадийного и комбинированного обогащения.
Кроме того, в этот период важное значение приобрело сочетание флотации с
гидрометаллургией, расширение ассортимента флотационных реагентов. На процесс
обогащения большое значение оказывает непрерывное и быстрое повышение в связи с
этим эффективности флотации и ее выход за пределы применения только для
обогащения полезных ископаемых, а также постепенное расширение области
применения автоматизации.
В настоящее время основными в обогащении железных руд являются
гравитационные, магнитные методы, а также флотация.
Применение гравитационных методов обогащения, которые 50 лет
назад были единственным способом обогащения руды, за последние годы
значительно сократилось. Отсадка для обогащения железных руд
применяется в очень небольших масштабах, поскольку она в значительной мере
вытеснена гидроциклонами для обогащения руд в тяжелых суспензиях.
В области классификации и гравитационного обогащения руды и угля
все более широкое использование получают гидроциклоны,
представляющие собой закрытые сосуды с верхней частью цилиндрической формы,
а нижней — конической.
Пульпа подается по патрубку в цилиндрическую часть гидроциклона
тангенциально, под давлением. По пути вниз она с большой скоростью вращается внутри
аппарата, вокруг вертикальной его оси. При этом развиваются значительные
центробежные силы, действующие на минеральные частицы и превышающие силу тяжести
в десятки и сотни раз. Действие их по-разному сказывается на частицах. В
зависимости от их массы (т. е. крупности и удельного веса) крупные частицы и зерна тяжелых
минералов концентрируются у стенок конической части гидроциклона и разгружаются
через нижний патрубок (в обращенной книзу вершине конуса), мелкие и легкие частицы
выносятся в «слив» через верхний, сливной, патрубок в крышке цилиндрической части
аппарата. Гидроциклоны с успехом применяются для классификации по крупности
тонкозернистого материала (пески и слив), обесшламливания рудного материала перед
его обогащением, а также для обезвоживания продуктов обогащения. Кроме того, их
используют как обогатительные аппараты — для обогащения тонкозернистого
материала в тяжелых суспензиях.
634

Промышленное применение обогащения в тяжелых суспензиях и
гидроциклонов в отдельных случаях позволяет переходить при добыче руд на
высокопроизводительные системы разработки, не опасаясь, что нередко
сопутствующее применение этих методов разубоживание руд
(обеднение их в процессе добычи в результате смешения с пустой породой)
приведет к ухудшению результатов обогащения. В последние годы все более
широкое применение, особенно при обогащении руд редких металлов,
находят винтовые сепараторы, представляющие систему неподвижных
наклонных поверхностей в виде спиральных желобов особой формы.
При движении пульпы под действием силы тяжести сверху вниз по
спирали создаются центробежные силы, разделяющие минеральные зерна по
удельному весу.
В магнитном обогащении, особенно железных руд, получают
промышленное применение высокоэффективные сепараторы с постоянными
магнитными и фокусированными магнитными полями, отличающиеся
малыми габаритами и весом, большой производительностью и высокими
показателями обогащения.
Основной тенденцией в развитии технологических схем в последние
годы является почти повсеместный переход на многостадийное обогащение,
особенностью которого является многократное чередование операций
измельчения и обогащения (схемы с доизмельчением продуктов обогащения)
и наличие многих операций перечистки концентратов и дополнительного
обогащения хвостов.
Широкое применение при обогащении комплексных руд позволяет
получать комбинированные технологические схемы, рационально
сочетающие флотацию с гравитационными и электромагнитными методами
обогащения. При этом удается извлечь максимальное число полезных
компонентов даже при незначительном их содержании в руде. Так, на фабрике
«Клаймекс» в США из молибденовой руды извлекаются в виде отдельных
концентратов кроме молибдена вольфрам, олово, монацит и пирит по
схеме, включающей многостадийную флотацию, концентрацию на
винтовых сепараторах и концентрационных столах, а также электромагнитное
обогащение.
Наряду с флотацией развиваются и процессы, основанные на более
глубоком проникновении в обогатительную технику химических и
металлургических методов. В последнее время ведутся работы по прямому
восстановлению железных руд в твердом состоянии, результаты которых могут
быть распространены также на руды титана, хрома, никеля и марганца.
В 50-х годах начинает расширяться автоматизация отдельных
операций и процессов обогащения. В дроблении и измельчении руды
применяется автоматическое взвешивание ее на пути от бункеров к дро-
бильно-измельчительным аппаратам, а также автоматическое
регулирование подачи руды в дробилки. Постепенно входит в употребление аппарат
«электрическое ухо», представляющий собой автоматическое устройство,
регулирующее поступление в мельницу руды и воды в зависимости от
характера шума, производимого шарами в процессе извлечения. Для
предохранения дробильно-измельчительной аппаратуры от попадания
в нее случайных кусков металла или металлических предметов
устанавливаются автоматически действующие устройства, улавливающие металл из
движущегося потока руды. При обогащении руд в настоящее время
стремятся автоматизировать все процессы контроля и регулирования.
Для управления обогатительными и металлургическими процессами в последние
годы разработан ряд датчиков температур—термопар. На смену обычным термопарам
в 50-х годах пришли термопары с платиново-радиевыми или иридиевыми сплавами,
рассчитанные на температуру до 1800° С, и радиационные пирометры, удобные для
635

замера температуры движущихся и труднодоступных объектов. Между датчиками и
системами управления автоматических процессов применяется электрическая и
пневматическая связь. Использование механических систем, изотопных приборов, замер
поглощения инфракрасного излучения и т. д. позволяют вести непрерывный
контроль целого ряда параметров сырья и готовой продукции.
В последнее время в практике обогащения полезных ископаемых
начали применяться радиоактивные изотопы. В СССР и других странах
созданы многочисленные приборы, которые позволяют осуществить
высококачественный контроль и перейти к полной автоматизации
обогатительных фабрик.
Подводя итоги развития горной техники XX века, можно отметить
новые черты, отличающие ее от техники предыдущего периода.
Ведущее значение в рассматриваемый период начинает играть добыча
нефти, газа, руд редких элементов; в то же время значение угольной
и железорудной промышленности падает.
Происходят глубокие изменения в направлении, организации и
техники геологоразведочных работ. Получают большое развитие
геофизические методы разведки, аэромагнитометрия, сейсморазведка, газовая съемка
и другие методы разведки.
Коренным образом меняется техника разведочного и
эксплуатационного бурения. Настоящую техническую революцию в этом деле вызвало
изобретение турбобура. Разрабатывается целый ряд новых методов
интенсификации нефтедобычи — гидравлический разрыв пласта, законтурное
и внутриконтурное заводнение нефтяных пластов, как один из методов
искусственного поддержания пластового давления, и другие способы.
В этот период, особенно в последние годы проводятся большие
работы в области механизации, а в дальнейшем и автоматизации процессов
добычи полезных ископаемых.
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Требования новой техники к продукции химического производства
и тяжелый органический синтез
При рассмотрении истории развития ряда новейших отраслей
производства и техники, связанных с развитием двигателей внутреннего
сгорания, с атомной техникой, можно подчеркнуть одну их особенность —
потребность в новых металлах и сплавах, новых синтетических веществах
и материалах. Эти требования новой техники были удовлетворены
развитием металлургии и химической технологии.
Из важнейших отраслей химической промышленности особое значение
имеет развитие производства синтетических материалов и изделий из них.
Эти материалы и изделия являются важнейшим фактором технического
прогресса.
Химическая промышленность СССР была создана заново в ходе
индустриализации страны. До Октябрьской революции в России
фактически не существовало химической промышленности. В настоящее
время по объему производства химической продукции СССР занимает
второе место в мире.
В мае 1958 г. Пленум ЦК КПСС принял специальное постановление
«Об ускоренном развитии химической промышленности», выдвинув
при этом на первый план производство синтетических материалов.
Бурными темпами развивается химическая промышленность в годы семилетки.
По семилетнему плану объем производства химической продукции
увеличивается почти в 3 раза, пластических масс и синтетических смол
636

более чем в 7 раз, искусственных волокон — примерно в 4 раза, а
наиболее ценных синтетических волокон — в 12—13 раз. Производство в
крупных масштабах новых синтетических материалов дает возможность
значительно поднять технический уровень и экономику всех отраслей
народного хозяйства, резко расширить выпуск высококачественных и
дешевых предметов народного потребления. Наряду с этим в 1959—1965 гг.
значительно расширяется производство минеральных удобрений. За
семилетие должно быть построено заново или закончено строительство более
140 крупнейших химических предприятий и свыше 130 предприятий
реконструировано. Большие задачи перед химической промышленностью
поставил XXII съезд КПСС. За 20 лет продукция химической промышленно-
твли дегид
Рис. 296. Продукты, получаемые из каменного угля.
сти возрастет примерно в 17 раз. Производство синтетических смол и
пластмасс увеличится примерно в 60 раз, выпуск искусственного и
синтетического волокна—примерно в 15 раз. Производство минеральных
удобрений возрастет в 9—10 раз.
Хотя органическая химия возникла еще в первой половине прошлого
века, но лишь современный органический синтез, развившийся в
важнейшую отрасль химического производства за четыре десятилетия после
первой мировой войны, позволил решить многие актуальные задачи,
поставленные всем ходом развития новых отраслей техники.
Начиная с 20-х годов наряду с глубокой переработкой нефти
развернулись работы по синтезу органических соединений с использованием
в качестве сырья твердого топлива и водорода. На основе технического
прогресса в переработке и использовании твердого и жидкого топлива
благодаря развитию синтеза на основе окиси углерода и водорода в химии
сложилось направление тяжелого органического синтеза (рис. 296, 297).
Огромные масштабы производства и применения двигателей
внутреннего сгорания потребовали коренных качественных изменений
самой химической техники.
Мотор для своей работы требует огромного количества высококачественного
жидкого горючего. Автомобилю, самолету необходимы шины, резиновые прокладки, шлан-
637

гп и т. п., а для этого нужны сотни тысяч тонн каучука и различных изделий
из него. Автомобиль, самолет, комбайн, трактор нужно защитить от действия дождя,
пыли, сделать устойчивым к коррозии, удобным для пользования, красивым, а для
этого необходимы тысячи тонн лаков, растворителей, водонепроницаемых тканей,
искусственной кожи, шерсти и волокна, пластических масс и т. п. Чтобы удовлетворить
потребности развития автомобильной, авиационной, тракторной и т. п. отраслей
промышленности, эти материалы должны изготовляться быстро, дешево, в больших
количествах, из широко распространенного и дешевого сырья.
Двигатель внутреннего сгорания открыл новую страницу в химической
технологии. Будучи использован в сельском хозяйстве на автомобиле, тракторе,
комбайне, этот двигатель способствовал коренному изменению методов работ в сельском
хозяйстве. Механизация сельскохозяйственных работ превращает сельскохозяйственный
Рис. 297. Продукты, получаемые из нефти.
труд в разновидность индустриального труда, сделала деревню новым потребителем
целого ряда химических продуктов. Современное земледелие требует использования
различных химических соединений, в которые входят до 70 элементов периодической:
системы. Только за последние 10 лет химики синтезировали более 2 тыс.
химических соединений — ядохимикатов, специально предназначенных для борьбы с
болезнями растений, паразитами и вредителями сельского хозяйства. Особенно велика
потребность современного механизированного сельского хозяйства в удобрениях.
Говоря о развитии химической технологии в XX в., нельзя не
связывать ее развитие и с потребностями военной техники. Две мировые войны,
а также гонка вооружений, проводимая империалистическими
государствами, резко повысили спрос на химические продукты.
Для разного рода артиллерийских установок потребовались и требуются
миллионы тонн взрывчатых веществ. Чтобы двигать колоссальную огневую мощь,
созданную современной техникой, по суше, воде и воздуху, необходимы
миллионы тонн горючего для моторов автомобилей, танков, самоходных орудий, самолетов,
ракетных снарядов, тысячи тонн смазочных масел, сотни тысяч тонн каучука,
прорезиненных материалов, пластических масс. Наконец, для армий нужна одежда, обувь,
противогазы, парашюты, палатки и т. п. Для самолетов требуются материалы прочные
как сталь, прозрачные как стекло и легкие как дерево. Для радиолокационных
установок необходимы диэлектрики особых качеств. Военная техника требует материалов
стойких при высоких и низких температурах, выдерживающих агрессивное действие
кислот, щелочей, а также клеящие материалы, светящиеся составы, высоко- и
низкотемпературные смазки и т. д. и т. п. Все это дает сейчас химическое производство.
638

Многие из методов и процессов получения новых химических продуктов
появились в ходе первой мировой войны (синтез аммиака и метанола, синтез каучука,
синтез глицерина). Особенное влияние на развитие химической промышленности
оказала вторая мировая война, в годы которой в массовых масштабах началось
производство искусственного жидкого топлива, различных видов высококачественных
синтетических каучуков, синтетических волокон, пластмасс, новых взрывчатых веществ и
зажигательных материалов и т. д.
Хотя влияние запросов войны на химическую технологию было очень
большим, но химическая технология, так же как и технология всех
других отраслей, по своей природе предназначена для обслуживания мирных
отраслей хозяйства, и поэтому она имеет огромные возможности для
развития производительных сил. Химическая технология в XX в.
характеризуется появлением целого ряда новых, ранее неизвестных
производств. Номенклатура выпускаемой химической промышленностью
продукции измеряется сейчас многими тысячами наименований.
Связанный азот, фосфор и его соединения, необходимые для военных
целей, в мирное время используются сельским хозяйством и создают
основу для высокого плодородия. Пластмассы, каучук, искусственная
кожа необходимы для развития целого ряда отраслей народного хозяйства
и особенно для производства предметов широкого потребления. Взрывчатые
вещества находят применение в мирном строительстве. Фтор, который
является важнейшим элементом военной химии, в виде фреона
проникает в кухню домашней хозяйки, в холодильные установки на
железнодорожном транспорте и т. п. Даже ядовитые вещества являются
ценнейшим промежуточным продуктом для синтеза некоторых красителей,
ядохимикатов, необходимых для борьбы с вредителями в сельском
хозяйстве.
Однако ухудшение положения рабочего класса в капиталистических
странах, массовая хроническая безработица, постоянно сужающийся
платежеспособный спрос трудящихся ограничивают использование
продукции химической промышленности для их нужд. Капиталистический
строй тормозит развитие химической технологии.
Военная направленность химических производств сказывается не в их
внутренней сущности, а в особенностях использования этих производств
в капиталистическом обществе, которое, по существу, все достижения
современной техники ставит на службу войне.
В социалистических странах химическая промышленность прежде
всего используется для развития народного хозяйства в интересах
трудящихся.
Некоторые характерные черты развития
современной химической технологии
При рассмотрении развития химической технологии XX в.,
особенно после первой мировой войны, можно вскрыть некоторые
характерные, специфические ее черты.
Известно, что 99,5% земной коры состоит из 14 химических элементов:
кислорода, кремния, углерода, алюминия, железа, кальция, натрия,
магния, калия, водорода, титана, фосфора, хлора и серы. Однако, несмотря
на массовое распространение многих из этих элементов, они не были
втянуты в орбиту химической промышленности в XIX в. Это в равной
мере относится и к фтору, титану, хлору, магнию, алюминию и к
водороду.
Для химической технологии XX в. характерно обращение именно
к этим наиболее распространенным элементам. Водород в настоящее
639

время — это хлеб современной химии. Синтез аммиака, синтез
спиртов, синтез жидкого топлива и т. д. ежегодно требуют производства
миллиардов кубических метров водорода. Широкое вовлечение водорода в
химическое производство — характерная черта химии XX в.
Большое значение в современной технике приобретает химия
кремния и, в частности, химия кремнийорганических соединений. Исключи-
?§
Бензин
^
Ьпороформ
Хлористый
метил
Аиетон
Хлористый
метилен
ИзопрапилоЗый^
спирт
ТоплиЗо
Дцетипен
Си нп/еп/ичес кий /toi/vc/h
-*~Зтило6ый спирт
Уксусная кислота
Формальдегид
¦ Пластмассы
-*~Метилодый спирт
Аммиак
Удобрения
Рис. 298. Продукты, получаемые из природного газа (метана).
тельное значение приобретает также химия титана, хлора, магния,
калия, алюминия.
Вместе с тем химическая технология, особенно в связи с развитием
атомной и реактивной техники, стремится использовать наиболее редкие
и рассеянные элементы земной коры, являющиеся важнейшей основой
техники XX в.
Основой органического синтеза XIX в. была каменноугольная смола,
получаемая при коксовании углей. В XX веке это сырье уступает
свое место простым и легкодоступным газам, получаемым из широкой
гаммы твердых топлив, начиная от торфа, низкосортных бурых углей и
кончая антрацитом и коксом. В больших масштабах используются газы,
получаемые при добыче и переработке нефти. На протяжении XX в. все шире
используются природные ископаемые газы (рис. 298).
Таким образом, если в XIX в. основой химической промышленности
являлась каменноугольная смола, то в первой половине XX в. основной
сырьевой базой промышленности органического синтеза становятся уголь
и нефть и получаемые из них газы: водород, окись углерода, богатейшая
гамма углеводородов и целый ряд других материалов. Азот, водород,
640

кислород, хлор, фтор, окись углерода, метан, ацетилен, этилен1 и
некоторые другие газы являются основной сырьевой базой современной химии.
Следовательно, характерной чертой новейшей химической
технологии являются применение распространенных элементов, ранее
использовавшихся в ничтожных масштабах, и превращение их в основу
современной химической технологии, а также широкое использование
в качестве химического сырья твердого топлива, жидких и газообразных
углеводородов.
Характерной чертой химической технологии является также
использование редких элементов, связанных, в частности, с
требованиями атомной техники. Химия в значительной мере способствует
развитию ядерной техники, давая ей различные материалы — металлы
(уран, литий и др.), тяжелую воду, водород, пластмассы и др.
Следует отметить, что одной из особенностей современной химии
является требование к чистоте производимых продуктов. Примеси,
содержащиеся в исходных веществах, часто отрицательно влияют на свойства
получаемого продукта. Поэтому в последнее время в химической
промышленности все более применяются очень чистые исходные вещества
(мономеры), содержащие не менее 99,8—99,9% основного вещества.
Характерной особенностью современной химической технологии
является то, что на ее вооружение становятся новые методы воздействия;
особенно важным являются применение высоких давлений от нескольких
сот до 1500—2000 и выше атмосфер, глубокого вакуума (до тысячных
долей атмосферы), высоких температур до нескольких тысяч градусов,
применение глубокого холода (низкие температуры, близкие к абсолютному
нулю), а также использование электроразрядов, ультразвука,
радиоактивных излучений и т. д.
Естественно, что повышение технического уровня химического
производства вообще, а следовательно, и быстрое развитие промышленности
органического синтеза в частности обеспечиваются снабжением
химической промышленности современным, высокопроизводительным
оборудованием, соответствующими аппаратами и машинами.
Вначале было освоено производство основной аппаратуры для синтеза
аммиака. Были разработаны и созданы колонны синтеза, сепараторы,
водяные и аммиачные скрубберы для очистки газов от углекислого газа и
окиси углерода, а также центрифуги, вакуум-фильтры, автоклавы для
вулканизации резины, прессы для пластмасс, аппаратура глубокого охлаждения
и т. д. Особое значение начиная с 20-х годов приобрели мощные
установки разделения нефтяных газов, высокоэффективная
ректификационная и адсорбционная аппаратура, компрессоры высокого давления и
реакторы, холодильные установки и др.
Основной тенденцией современной химии является стремление
заранее проектировать молекулярную структуру вещества в соответствии
1 Этилен (СН2—СН2) — бесцветный газ, простейший представитель этиленовых
углеводородов. Впервые этилен был описан голландскими химиками в 1795 г., а в 1863 г.
получен французским химиком М. Бертло. В 1908 г. русский химик Е. И. Орлов
синтезировал этилен из окиси углерода и водорода. Во время первой мировой войны в
лабораторных условиях было организовано производство этилена с целью получения
иприта. Современный промышленный способ получения этилена состоит в его выделении
методом глубокого охлаждения и фракционирования из газов пиролиза или крекинга
нефти, коксования угля и др. В газах коксовых печей, например, содержится до 60%
этилена по объему. Этилен идет для синтеза многих его производных (этиловый спирт,
впервые синтезированный еще в 1855 г., окись этилена, используемая для синтеза
многих других органических веществ и являющаяся одним из важнейших продуктов
в промышленности органического синтеза). Особое значение приобрело получение
из этилена полиэтилена — ценного синтетического материала.
641

с заранее заданными свойствами. Синтез веществ с заранее заданными
свойствами в современной химии ведется не вслепую, а на основании
глубокого изучения законов образования молекул. Поэтому большое
развитие получает целый ряд новых разделов химической науки.
По существу, от случайных поисков и находок химия начиная
с 20-х годов перешла к планомерной замене и вытеснению
естественных дефицитных материалов материалами, по качеству не только не
уступающими, а, наоборот, превосходящими эти естественные материалы.
Например, чилийская природная селитра была вытеснена синтетическими
азотными соединениями. Синтетический каучук по своим качествам не
уступает каучуку естественному. В последние годы некоторые
исследователи работают над поднятием качества не синтетического, а
естественного каучука, чтобы он мог конкурировать с некоторыми специальными
видами синтетических каучуков. Большие успехи достигнуты в области
синтеза искусственного волокна, производство которого насчитывает
каких-нибудь несколько десятков лет.
Начиная с 20-х годов естественные продукты как бы оттесняются
в сторону и на их место приходят не уступающие им по качеству
синтетические продукты. Это совершенно естественный процесс. Дело в том, что
химические методы обработки вещества, внедрение химических процессов
в производство приводят к сильному сокращению времени производства
и к значительному снижению трудовых затрат, а вместе с тем и к
получению продуктов более высокого качества, чем натуральные продукты.
Так, если па выпуск 1 т искусственного вискозного штапельного волокна
требуется 70 человеко-дней, то на производство 1 т хлопчатобумажного волокна
затрачивается 238 человеко-дней. При производстве вискозного шелка трудовые затраты
примерно в 10 раз меньше, чем при производстве натурального шелка. При получении 1 т
этилового спирта (необходимого для производства ряда синтетических продуктов)
из нефтяного сырья затраты труда по сравнению с производством этого спирта из
пищевого сырья уменьшаются в 20—22 раза.
О том, как много сделано в области синтеза новых веществ, говорят
следующие данные. В настоящее время известно 100 тыс. неорганических
химических соединений в природе, число же известных органических
веществ, природных и искусственных, превысило три миллиона и
продолжает быстро расти. Только промышленно освоенные соединения,
полученные на базе нефти, насчитывают 10 тыс. наименований. Наряду с
созданием новых синтетических материалов на протяжении XX в. идет
непрерывный процесс улучшения качества уже существующих,
вырабатываемых промышленностью веществ. Наконец, в настоящее время доказана
принципиальная возможность искусственного получения природных
соединений любой сложности. Недалеко то время, когда в лабораториях
химиков-органиков будут синтезированы различного вида сложные
белковые вещества, являющиеся основой жизни.
Характерной чертой современной техники является то, что она
развивается на базе широчайшего применения электричества. Причем если
раньше паровая машина лишь в какой-то степени давала технологическое
«сырье» для химической промышленности в виде пара и тепла, то
электричество становится важнейшим элементом своеобразного технологического
«сырья» для таких, например, процессов, как электролиз.
Для производства аммиака, синтезированного из полученного электролизом воды
водорода и азота воздуха, нужно израсходовать примерно 12 тыс. квт-ч
электроэнергии. Для изготовления синтетического каучука на основе этилена расходуется около
15 тыс. квт-ч, а для некоторых других видов каучука — 17 тыс. квт-ч и даже больше.
На производство одной тонны ацетатного шелка расходуется 20 тыс. квт-ч, тонны
фосфора — от 14 до 20 тыс. квт-ч и тонны искусственных абразивов — около
642

6—9 тыс. квт-ч — это примерно столько же, сколько и на производство мощного
трактора.
Для развития химической промышленности характерна широчайшая
автоматизация технологических процессов. Комплексная автоматизация
прежде всего необходима именно в химической промышленности,
для которой характерны крупные масштабы производства. Автоматизации
химической промышленности способствует преобладание в ней
непрерывных процессов производства, а также вредных и даже опасных работ.
В последние годы в химической промышленности прежде всего
полностью автоматизированы процессы регулирования температуры,
давления, состава, скорости протекания реакций и т. д., так как для
непрерывных химических процессов (недоступных для непосредственного
наблюдения) особенно важно поддерживать стабильность технологических
режимов. В химическом производстве в основном осуществлена полная
механизация и автоматизация, а за человеком остаются лишь функции
надзора и контроля, а также выполнение профилактического ремонта.
Важнейшими направлениями автоматизации химического
производства являются внедрение новых автоматических устройств, основанных на
использовании электронных математических машин, переход к
комплексной механизации и автоматизации целых химических заводов.
В США наибольшее развитие автоматизация производства получила именно
в нефтяной и химической промышленности. Наряду с автоматизацией управления
отдельных установок, отдельных технологических процессов вводятся в строй
полностью автоматизированные предприятия, как, например, пущенный в 1949 г. в
эксплуатацию нефтеперерабатывающий завод, оборудованный электронной системой
управления производственными процессами, а затем аммиачный завод фирмы «Спенсер Кэмикл»,
отличающийся высокой степенью автоматизации производственных процессов.
Бурное развитие химии привело к тому, что только на протяжении
10—15 лет после окончания второй мировой войны были созданы сотни
новых материалов, заменяющих металл, дерево, шерсть, шелк, стекло
и многое другое.
В нашей стране ускоренными темпами идет развитие производства
синтетических материалов, требующихся для обеспечения технического
прогресса в различных отраслях народного хозяйства. При этом
характерным являются рост производства минеральных удобрений, а также
ядохимикатов и аммиака, увеличение использования нефтяных и природных
газов, нефтепродуктов, коксового газа и продуктов коксования углей
для производства синтетических смол, каучука, спирта, моющих средств,
высококачественных лаков и красителей, пластмасс, искусственного
волокна, электроизоляционных материалов, специальных материалов
для машиностроения, радиотехники и др.
В Советском Союзе, в частности, осуществляется внедрение новых эффективных
методов синтеза, чтобы избежать расходования огромных количественных
пищевых продуктов при производстве изделий технического назначения. Например, расход
огромного количества зерна на производство этилового спирта для получения
синтетического каучука выдвинул задачу замены пищевых продукто в синтетическим спиртом.
Для получения 1 т этилового спирта вместо 4 т зерна или же 10 т картофеля
достаточно израсходовать 2 т сжиженного природного газа. Для производства 1 т
синтетического каучука вместо почти 9 т зерна или 22 т картофеля достаточно
затратить только около 5 т сжиженных газов нефтеперерабатывающих заводов.
Многие экономисты считают, что в ближайшее десятилетие более 50%
мировой химической продукции будет получено из нефтяного сырья. Все
это говорит о больших достижениях органического синтеза.
643

Синтез аммиака
При рассмотрении отраслей химической промышленности,
возникших в XX в., прелюде всего следует остановиться на синтезе аммиака —
одной из ваяшейших отраслей химической технологии.
Аммиак — простейшее химическое соединение азота и водорода.
Окисление аммиака (кислородом воздуха) дает азотную кислоту,
являющуюся ваяшейшим полупродуктом красочной промышленности и
взрывчатых веществ, основой для получения самых разнообразных сортов
азотных удобрений.
После первой мировой войны производство аммиака развивалось
высокими темпами.
В 1912 г. было изготовлено около 700 тыс. in соединений азота. Синтетический
аммиак в то время не производился. Перед второй мировой войной, в 1939 г.,
производство соединений азота составило около 3 млн. /тг, причем из них было получено около
2 млн. т синтетического аммиака. В 1952 г. в капиталистических странах было
произведено уже свыше 5 млн. т соединений азота, а ежегодное производство аммиака
в последнее время составило 5 млн. т. Практически за время начиная с первой
мировой войны возникла новая большая отрасль химической промышленности —
производство синтетического аммиака — основа для развития самых разнообразных
отраслей промышленности как мирного, так и военного назначения.
Если одним из критериев уровня технического развития химической
промышленности в XIX в. являлись такие показатели, как масштаб
и техника производства серной кислоты и соды (характерных продуктов
прошлого века), то в настоящее время таким критерием является
производство синтетического аммиака, а также синтетического каучука и
химической переработки нефти.
Синтез аммиака, как, впрочем, и синтез каучука, первоначально были
порождены потребностями империалистических войн. Эти отрасли
возникли в Германии во время первой мировой войны. В 1915 г. стало ясно, что
запасы чилийской селитры — основного источника связанного азота для
производства взрывчатых веществ — в Германии быстро истощаются.
Необходимо было искать выход. Немецкий ученый Ф. Габер еще в 1905—
1908 гг. доказал, что из азота воздуха и водорода можно получить их
соединение — аммиак. Он решил использовать аммиак для производства
взрывчатых веществ. Для получения связанного азота он разработал
способ связывания азота воздуха с водородом, добываемым из воды.
Полученный аммиак затем легко можно было использовать для изготовления
любых азотосодержащих веществ.
Технологический процесс производства аммиака (его синтез при
высоком давлении) был разработан Ф. Габером и иня^енерами К. Бошем
и А. Митташем в 1913 г. Вскоре после этого в Германии было
налажено его производство в промышленных масштабах (рис. 299).
Несмотря на то что Габер еще до войны получил несколько
кубиков аммиака, химики всех стран были уверены, что осуществить
этот процесс в производственном масштабе не удастся. Дело в том,
что на каяедую тонну получаемого аммиака требовалось примерно
2 тыс. м3 водорода и около 1 тыс. м3 азота, причем водород (как и азот)
нужно было тщательно очищать, ибо сотая и даже тысячная доли
процента содеря^ания таких примесей, как водяной пар, кислород, окись
углерода, сероводород, настолько отрицательно сказывались на
катализаторе, что процесс синтеза аммиака останавливался. Следовательно, перед
химиками стояла исключительно трудная техническая задача очистки
водорода.
Кроме того, чтобы получить, например, 300 т аммиака, необходимо
сжать 1 млн. м3 газа до 200—300 атм, а для этого были нужны мощные
644

компрессоры высокого давления. Но даже не в этом заключалось главное
препятствие. При давлении в сотни атмосфер (и до 1 тыс. атм. в
системах высокого давления) и при температуре 500° С горячий водород в
аппаратах синтеза легко проходил через лучшие углеродистые стали.
Мало того, даже в случае преодоления всех этих трудностей лишь
незначительная часть (менее 10%) годной газовой смеси вступала в
реакцию и давала аммиак, остальная же часть смеси не успевала
вступать в реакцию синтеза.
Вставал вопрос — как я^е использовать не вступившую в реакцию
азотоводородную смесь? И, как всегда бывает, когда требования практики
Путь газа
Газы синтеза
Компрессор
Вые дабления
Катализатор
Теплообменник —)'
-Холодильник

Циркуляционный насос
Контактная
печь
Жидкий
аммиак
Рис. 299. Схема процесса Габера—Боша.
ставят перед наукой и промышленностью какую-либо важную задачу,
весь ход развития техники подготавливает и ее решение.
По существу, техника XIX в. подготовила решение всех
научно-технических вопросов, связанных с процессом синтеза аммиака в отдельности,,
и нужно было лишь объединить усилия ученых и инженеров ряда
отраслей техники, увеличить масштабы лабораторных работ, проведенных
Габером, чтобы решить эту задачу в крупном заводском масштабе.
Техника глубокого охлаждения воздуха и его разделения на составные
части нашла свое техническое решение еще в конце XIX в. Это привело к
появлению компрессоров высокого давления. С изобретением холодильных
машин были найдены способы извлечения азота из атмосферы и отделения
его от кислорода. Металлургическая и газовая техника конца XIX в.
предоставила в распоряжение нового процесса методы газификации топлива
и получения водорода, а также принципы очистки газа. Нужно было лишь
эти процессы модернизировать, приспособить к новым масштабам.
Артиллерийская техника конца XIX в. с применением легированных сталей
для изготовления тяжелых орудий, выдерживающих высокое давление
и действие агрессивных газов при высоких температурах, указала на
возможность изготовления аппаратов высокого давления.
Использование же не вступивших в реакцию азота и водорода стало осуществляться
путем введения в химическую технику нового технологического
принципа — проведения процесса в замкнутой циркуляционной системе, при
котором несреагировавшие водород и азот возвращались в систему.
Полученные тем или иным способом чистые азот и водород
смешивались в определенной пропорции и снимались многоступенчатым
компрессором до требуемого давления (современные процессы синтеза аммиака
осуществляются под давлением от 100 до 1000 атм, обычно — 250—
645

350 атм.). Эта сжатая смесь подавалась в основной аппарат аммиачного
производства—в колонну синтеза аммиака, где она вначале подогревалась до
требуемой температуры, а затем поступала на катализатор, где и
осуществлялся синтез аммиака. Специальным образом приготовленный катализатор
представлял собой окись
железа с примесями окислов
алюминия и калия.
Колонна синтеза аммиака
представляет собой
толстостенную стальную трубу из
легированной стали
диаметром в 1 м и высотой 50 и
более метров (рис. 300). Вес
такого аппарата составляет
около 70 т. Изготовление этой
сложной аппаратуры
возможно только в странах,
имеющих развитое
машиностроение и мощную
металлургическую промышленность.
В настоящее время
созданы аппараты
производительностью в 60—100 т и
более аммиака в сутки.
Процесс синтеза аммиака
протекает обычно при температуре
450—525°С. При этой реакции
выделяется значительное
количество тепла (экзотермическая
реакция), которое используется в
самом же процессе для подогрева
свежих порций газа, вступающих
в колонну синтеза. Вышедшая из
колонны синтеза азотоводородная
смесь, содержащая некоторое
количество аммиака (10—18%),
охлаждается водой. При охлаждении
под давлением аммиак конденси-
Рис. 300. Колонна синтеза аммиака. руется и стекает в специальные
сборники—хранилища, а
оставшаяся азотоводородная смесь специальным циркуляционным насосом высокого
давления подается обратно в систему синтеза, где она присоединяется к свежей азотово-
дородной смеси, идущей на синтез. Таким образом здесь осуществляется наиболее
прогрессивный непрерывный, ведущийся по замкнутому циклу, процесс производства.
На одном из новых аммиачных заводов США в качестве сырья для производства
используется природный газ в количестве 340 тыс.—425 тыс. м3 и воздух^— 1 тыс. т,
из которых в сутки получают 210 т безводного аммиака, 110 т азотной кислоты и
некоторые другие продукты.
Важно отметить, что технология синтеза аммиака определила
развитие синтеза целого ряда других веществ. Со времени осуществления
процесса синтеза аммиака в химическую технику уверенно входит целый ряд
сложнейших химических процессов, протекающих по замкнутому циклу,
с полным использованием исходного сырья и применением катализатора1.
Интересно, что при подборе катализатора для синтеза аммиака в Германии
в свое время было перепробовано до 20 тыс. различных веществ.
1 В частности, в последнее время заводы синтетического аммиака переводятся
на более дешевый источник получения сырья для производства водорода — природные
и попутные нефтяные газы.
646

Следует подчеркнуть, что недеятельный азот атмосферы превращается
в «полный жизни» аммиак благодаря присутствию катализатора. Лишь
при наличии катализатора происходит и легкое соединение аммиака
с кислородом (при нагреве до 800° С), образуя затем азотную кислоту. По
такому же принципу осуществляются синтез метанола, ожижение угля,
синтез полиэтилена, спиртов и ряд других синтезов.
Синтез аммиака имеет принципиальное значение и еще по одной
причине. Аммиак был получен из угля при его коксовании еще в
XIX в., и небольшие масштабы его производства были тесно связаны с
масштабами промышленности коксования. Синтез же аммиака открыл
новые неисчерпаемые возможности, освободив это производство от оков
и дав ему новое содержание. Возможности этого синтеза, в сущности,
не ограничиваются исходным сырьем, и с этой точки зрения они могут
привести к глубочайшим изменениям целый ряд отраслей
промышленности и сельского хозяйства, в первую очередь в области производства
удобрений и повышения урожайности.
Синтез метанола. Катализ
Важным технологическим процессом химической техники XX в.
является синтез метанола, по существу подготовленный ходом развития
синтеза аммиака.
Метанол, или метиловый спирт (СН3ОН), является простейшим
представителем спиртов. Раньше метанол получался при сухой перегонке
дерева.
Впервые синтетический метиловый спирт был получен в 1857 г.
французским химиком М. Бертло путем омыления хлористого метила.
В настоящее время метанол получается синтетически каталитической
гидрогенизацией окиси углерода. Метанол является исходным сырьем
для ряда важнейших синтетических продуктов. Через промежуточный
процесс окисления метанола получают, например, формальдегид, идущий
на производство пластических масс, лекарств и других продуктов. По
уровню развития синтеза метанола можно судить, насколько обеспечены
сырьем важнейшие отрасли синтетической химии.
Впервые синтез метанола из водяного газа был осуществлен в
промышленном масштабе в 1922—1923 гг. в Германии по патенту
французского химика Г. Патара, предложившего вести его под давлением
150—200 атм при температуре 300—600° С.
В настоящее время для получения метанола смесь СО и Н2 под
давлением 200 с лишним атмосфер при температуре 350—400°С пропускают
над катализатором, содержащим азот и цинк.
В синтезе метанола логически завершаются идеи, заложенные в
технологии процесса аммиачного синтеза. Технологическая схема синтеза
метанола и устройство аппаратуры очень близки к производству
синтетического аммиака. Однако в то же время синтез метанола — типично
органический синтез. Он является крупным, принципиальным шагом вперед
в области химической технологии. Дело в том, что из азота и водорода
в условиях описанного выше процесса никакого другого соединения, кроме
аммиака, получить нельзя. Другое дело, когда мы имеем такие газы,
как водород и окись углерода, из которых синтезируется метанол1.
1 Напомним, что в настоящее время специальные процессы позволяют получать
сырье, необходимое для развития тяжелого органического синтеза, определенного
химического состава путем синтеза углеводородов из окиси углерода и водорода,
которые в свою очередь получают из угля, природного газа, нефтяных остатков и других
видов топлива.
647

При соединении в различных соотношениях друг с другом они могут дать
при определенных условиях десятки и даже сотни различных химических
продуктов. В связи с этим особое значение при синтезе метанола
приобретают катализаторы.
Катализом называется увеличение скорости химических реакций
или возбуждение их под воздействием веществ, которые сами в
результате реакции остаются неизменными (катализаторы). Катализатор
ускоряет, а в некоторых случаях своим присутствием направляет течение
реакции.
Явление катализа было открыто почти 150 лет тому назад. В конце
XIX в. и в XX в. применение катализа привело к созданию новых, более
производительных методов химической технологии и способствовало
быстрому развитию многих отраслей химической промышленности. За
последние четверть века благодаря внедрению новых каталитических
методов (крекинга, полимеризации, циклизации и ароматизации)
коренным образом изменилась технология нефтепереработки. На применении
катализа основываются все методы получения моторного топлива из угля.
К 1953 г. в промышленности использовалось более 300 каталитических
процессов.
Применение катализаторов в ряде случаев позволяет снижать температуру,
необходимую для проведения реакции, с использованием катализаторов можно
проводить реакции непрерывно, что имеет большое значение для обеспечения
поточного производства химических продуктов. Применение катализа способствует
увеличению выработки аммиака, синтетического каучука, смол, пластмасс и др.
Катализ необходим для создания ряда новых материалов с заранее заданными
свойствами, требующимися современной технике.
Если при проведении аммиачного синтеза катализатор ускоряет химический
процесс соединения азота с водородом, то в синтезе метанола катализатор используется
не только для ускорения химического процесса, но и для его направления в сторону
получения того или иного химического соединения. Подбор соответствующего
катализатора (изменение состава катализатора) определяет ту гамму соединений, которые
можно получить из водорода и окиси углерода. Для каждой реакции существует свой,
наиболее подходящий катализатор.
Катализ позволяет управлять химическими реакциями, что очень важно для
каталитического синтеза, в частности в химии углеводородов. Подбор катализаторов
для определенной реакции крайне трудная задача, и обычно она решается путем
многочисленных проб. Одновременно в технике повышаются требования к
соблюдению строгих температурных режимов процесса, к строгому соблюдению
рецептуры приготовления катализатора. В этом отношении синтез метанола открывает
новые возможности, и вместе с тем он предъявляет новые требования к химической
технологии.
Однако в процессе синтеза метанола, как и в ряде других видов органического
синтеза, не удается полностью избегнуть побочных, вредных для выхода данного
продукта реакций. Иными словами, в конечном итоге получается не только чистый
продукт, в котором заинтересовано производство, но по существу сложная
органическая смесь, которую надо разделить на составляющие ее химические вещества и
выделить из них в чистом виде главные, наиболее ценные — в данном случае метанол.
В связи с этим возникает новый очень важный процесс химической
технологии—разгонка продуктов реакции на составные части. Процесс разгонки продуктов реакции
требует дорогостоящих инженерных сооружений и является одним из важных
элементов новой органической технологии.
Со времени технического внедрения синтеза метанола в химическую
промышленность процессы разгонки сложных смесей продуктов
органического синтеза становятся новой ветвью современной специальной
химической технологии.
Простейшие спирты (например, метанол), которые можно получать
синтетически, играют важную роль в качестве исходных продуктов
тяжелого (основного) органического синтеза.
648

Синтез жидкого топлива и методы улучшения его свойств
С синтезом метанола тесно связано и решение другой крупнейшей
цроблемы современной химической технологии — синтез жидкого топлива.
Заводы, производящие синтетическую нефть, помимо выработки
жидкого горючего, являются своеобразными комбинатами по производству
самого разнообразного химического
сырья для химической
промышленности в целом. Они дают сырье
для производства моющих средств,
смазок и масел, для производства
пластических масс,
растворителей и т. п.
В последнее время признается
целесообразным создание заводов
синтеза жидкого горючего в
районах, лишенных нефтяных
месторождений, но богатых дешевым
твердым топливом.
Что же представляет собой
новая отрасль техники, связанная
с синтезом жидкого горючего, с
получением искусственного жидкого
топлива из твердого?
Существуют два пути получения
жидкого топлива из твердого. Один из
путей заключается в гидрогенизации
твердого топлива (или продуктов
его полукоксования—смол), т. е. путем
присоединения водорода к твердому
топливу (в присутствии катализаторов).
Присоединение в процессе
разложения топлива при высокой
температуре водорода под давлением к
содержащемуся в твердом топливе углероду
и превращает это твердое топливо в
жидкие углеводороды.
Из смол помимо других продуктов
можно получить 73—79% бензина, при
гидрогенизации углей выход бензина достигает 60%. Для получения тонны
бензина расходуется 2—2,3 т угля, 2000—2900 м3 водорода и др. (не считая
расхода топлива на энергетические нужды).
Другой путь состоит в гидрогенизации газа — окиси углерода. По этому способу
твердое топливо с помощью термохимического процесса вначале превращают в
газообразные продукты — газифицируют. Затем к полученной при газификации, например
угля, окиси углерода при повышенной температуре присоединяется водород, также
полученный в процессе газификации угля. Пропуская смесь окиси углерода и водорода
через специальные трубы с катализатором, получают синтетическое жидкое топливо —
синтетический бензин.
Принципиальная возможность перехода твердого топлива в жидкие
углеводороды нефти была доказана еще в 1869 г. французским химиком
М. Бертло. Однако после его работ сложилось мнение, что практически
провести такой процесс невозможно, так как химические реактивы, с
помощью которых Бертло осуществлял свой опыт по гидрированию твердого
топлива, были слишком дороги и малодоступны. И только позже, в
начале XX в., были найдены новые способы осуществления процессов
гидрогенизации.
В начале XX в. в Петербурге была организована первая в мире хими-
еская лаборатория по систематическому исследованию действия высоких
Рис. 301. Схема получения синтетического
бензина путем гидрогенизации угля.
649

давлений на протекание химических реакций. Исследования этой
лаборатории положили начало химической технологии высоких давлений во
всем мире. В частности, была установлена полная практическая
возможность превращения твердого топлива в жидкие углеводороды нефти,
указаны условия протекания этого процесса, а также созданы
предпосылки для реализации процесса гидрогенизации под давлением. Начиная
с 1903—1904 гг. в результате исследований А. Е. Фаворского и его школы
стало ясно, что при высоком давлении и при повышенной температуре
Катализатор Уголь Реактор Дистилляция бензин
Ластообр фаза Газобая фаза
Рис. 302. Схема получения бензина по способу Бергпуса.
водород присоединяется к углероду твердого топлива с образованием
различных углеводородов. Таким же образом было установлено, что
можно осуществить гидрогенизацию тяжелых нефтепродуктов, получая из них
более легкие углеводороды, содержащие бензиновые фракции.
Практически это было осуществлено в промышленных масштабах
в Германии, поскольку к концу первой мировой войны там резко
выявилась нехватка бензина, получаемого путем прямой перегонки нефти.
Германия не имела естественных источников нефти, поэтому немецкие
инженеры и ученые приложили много сил для реализации в промышленных
масштабах исследований по производству бензина из твердого топлива.
В ходе первой мировой войны и особенно после ее окончания (к 1921 г.)
по методу инженера Ф. Бергиуса, получившего еще в 1913 г. патент на
производство жидкого горючего из угля, в Германии была создана
технологическая схема каталитической гидрогенизации угля при воздействии
на него водорода под высоким давлением и при высокой температуре
(рис. 302).
В 1922—1926 гг. в результате исследований Ф. Фишера и Г. Тропша
в Германии был осуществлен в промышленном масштабе и другой
технологический процесс получения синтетического жидкого топлива из смеси
окиси углерода и водорода под низким давлением. В результате этого
процесса, как и при гидрогенизации твердого топлива, образуется
сложная смесь жидких углеводородов, из которых в конечном счете
(используя разгонку) получается синтетический бензин (рис. 303).
На протяжении XX в. в ряде стран, особенно там, где ограничены
запасы нефти, велись напряя^енные работы по развитию и
усовершенствованию синтеза жидкого топлива. Однако понадобилось почти два
десятилетия, чтобы процесс Бергиуса стал экономически выгоден в крупных
промышленных масштабах.
650

Особое значение производство искусственного топлива получило во
время второй мировой войны. В 1941 г. в одной лишь Германии
действовало 20 заводов искусственного жидкого топлива. В 1941—1943 гг.
ежегодное производство синтетического жидкого топлива в Германии
составляло 600 тыс. т в год. В 1948 г. во всем мире на заводах
гидрогенизации производилось до 6,5 млн. т бензина в год.
Один из процессов получения искусственного жидкого топлива методом
гидрогенизации угля можно представить следующим образом. Водород и угольная пыль,
замешанная в пасту, с прибавлением каменноугольной смолы и катализатора, нагреваются,
Выход охлаж-
Оста той дающей
газа
Уходящий.
«Ь» газ
Пар -^,
Уголь*
Загрязненная \
Газогенератор \ Промыдна
газа
Очистна\
от
H2S
Нонтош
ная |
печь |
кСток
масла
Охлаж- \Аитидиро- \ Холе-
дение и \ банный уголь даль -
отделе-] (абсорбер) i ни*
ни е
тела
Нолонпа
дистилля-
иии
Рис. 303. Схема получения бензина по способу Фишера—Тропша.
а затем поступают в реактор — стальной цилиндр, снабженный мешалкой. Процесс
идет при давлении 250—300 атм и температуре 400—600°, в результате образуется
масло, из которого разгонкой получают бензин и некоторые другие продукты.
Но получение горючего из смеси жидких углеводородов
(естественного или искусственного происхождения) разгонкой есть лишь первая
часть проблемы, поставленной всем ходом развития техники и, в
частности, требованиями авиации и военного дела. Второй частью ее является
получение такого высококачественного жидкого топлива, которое
позволило бы коренным образом улучшить условия работы мотора и увеличить
коэффициент его полезного действия. Для того чтобы решить эту
проблему, в СССР, а также в других странах развернулась работа над
улучшением антидетонационных свойств горючего.
Известно, что пары бензина в смеси с воздухом при сильном сжатии в цилиндрах
карбюраторных двигателей детонируют, т. е. взрываются, до того как через смесь этих
паров с воздухом пропускается электрическая искра. Но для того, чтобы повысить
мощность двигателя, не увеличивая его размеров и веса, необходимо повысить степень
предварительного сжатия (или давления наддува — в авиадвигателях) горючей смеси
в цилиндре двигателя до ее воспламенения искрой. На протяжении XX в. степень
сжатия горючей смеси в двигателях возрастала. Если в 30-х годах степень сжатия
в двигателях составляла 3 : 1, то сейчас она достигла соотношения 8:1. В результате в
современных двигателях на единицу работы в основном расходуется вдвое меньше
бензина, чем 20 лет назад. Двигатели с такой степенью сжатия потребовали нового
бензина, ибо горючее, получаемое из нефти простой перегонкой и крекингом, в силу
его низкого октанового числа неприменимо.
651

Применение двигателей с высокой степенью сжатия потребовало
высокооктанового топлива1.
Что дает применение высокооктанового горючего, можно видеть на следующем
примере: пробег автомобиля при замене бензина с октановым числом 85 бензином
с октановым числом 100 при том же расходе горючего увеличивается на 35°/0,
дальность полета самолета, работающего на топливе с октановым числом 100,
увеличивается на 25°/0 по сравнению с горючим с октановым числом 87 и т. п.
С появлением высокооктановых топлив появилась возможность
изготовления двигателей с высоким коэффициентом полезного действия,
сокращения расхода горючего на километр пути, а также уменьшения веса
мотора при одновременном увеличении его мощности. Особенно большое
значение это имело для авиации. Применение на самолетах двигателей,,
работающих на высокооктановом горючем, привело к увеличению радиуса
действия самолетов, росту скорости, грузоподъемности и маневренности.
Поэтому неудивительно, что уже в 1939 г. авиация имела в своем
распоряжении высокооктановый бензин.
В течение последних 30 лет одним из главных направлений
развития химии является получение высокооктанового горючего, т. е.
создание жидкого горючего, стойкого к детонации. Исследования химиков в
этой области шли в направлении всемерного улучшения качества
получаемых из нефти бензинов при ее переработке и прибавлении к бензину
прямой гонки специальных веществ, так называемых антидетонаторов, а
также по пути создания синтетического топлива с высокими
антидетонационными свойствами.
Высокооктановое топливо, как правило, не является химически индивидуальным
веществом. Оно состоит из обыкновенного бензина и добавок: антидетонатора (этиловой
жидкости) и высокооктановых присадок. Этиловая жидкость (тетраэтилсвинец)
добавляется в небольших количествах к легким моторным топливам, например к бензину,
для повышения их устойчивости к детонации2. Высокооктановые присадки — это
индивидуальные углеводороды (изооктан, изогексая и некоторые другие), получаемые
синтетически, т. е. так же как и тетраэтил свинец.
Кто же является основоположником химии изооктана, неогексана
и других компонентов высокооктанового топлива?
Общую принципиальную схему получения всех этих углеводородов
разработали еще в третьей четверти XIX в. великий русский химик
А. М. Бутлеров и его ученики М. Львов, В. Горяинов, А. Эльтеков и др.
1 Октановое число — это условный показатель детонационной стойкости
горючего (бензина) для карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. При помощи
шкалы октановых чисел сравнивают аятидетояационные свойства жидкого моторного
топлива. Для этого насыщенному углеводороду (парафину) нормального строения —
гептану — было дано октановое число нуль, а углеводороду (парафину)
разветвленной структуры — изооктану — 100. Исходя из этих данных определяют и октановые
числа для всех остальных углеводородов. Бензин с октановым числом 80 детонирует
так же, как смесь, содержащая 80% изооктана и 20% нормального гептана. В
последние годы открыты вещества с более сильными антидетояациояяыми свойствами, чем
изооктан. Соответственно этому октановые числа этих углеводородов будут выше 100.
2 Тетраэтилсвинец — РЬ(С2Н5)4 — металлоргаяическое соединение, бесцветная
ядовитая жидкость. Впервые был получен немецким химиком К. Левигом в 1853г.
В 1920—1921 гг. американскими химиками было выяснено, что незначительная
добавка тетраэтил свинца к бензину подавляет детонацию моторных топлив для
карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Он явился лучшим
антидетонатором моторных топлив. Вскоре тетраэтилсвинец стал продуктом массового заводского
производства. Синтез тетраэтил свинца играет важную роль в современной химической
промышленности. Он получается на основе нефтяного сырья из хлористого этила.
Применяется тетраэтилсвинец в составе этиловой жидкости (60—63%), которая
содержит также некоторые органические соединения. Благодаря применению этого
антидетонатора удалось достигнуть больших успехов в повышении мощности и
экономичности авиационных и автомобильных бензиновых двигателей, а также и увеличить
ресурсы высококачественного моторного топлива.
652

Свои теоретические исследования в области получения этих углеводородов,
ставших сейчас важнейшими компонентами высокооктановых топлив, они
широко публиковали как в русской, так и в иностранной научной
литературе. Ныне, следуя путем, указанным А. М. Бутлеровым, получают
такие углеводороды, как изобутан и изобутилен, смесь которых при
опредеденных условиях образует изооктан, а также неогексан (впервые
полученный В. Горяиновым в 1872 г.) и др., без которых нельзя себе
мыслить современное горючее для двигателей внутреннего сгорания.
Важно отметить в этой связи, что углеводороды, так называемые изопарафияы,
открытые и изученные А. М. Бутлеровым и его учениками, служат горючим не только
для двигателей внутреннего сгорания, не только облагораживают горючее для
двигателей поршневого типа, но они являются прекрасным горючим и для реактивных
двигателей. Это открывает перед техникой новые блестящие возможности. Ведь
современные ракетные двигатели работают главным образом на углеводородах
(и спиртах).
Изооктан, например, как один из представителей этой плеяды
углеводородов, можно получить различными путями, используя в качестве
сырья отходящие газы, получаемые при гидрогенизации угля, или
синтетический изобутиловый спирт и т. д. Но главная масса изооктана, так же
как и других компонентов высокооктанового топлива, получается из
газов крекинга нефти.
Крекинг нефти. Ароматизация нефти
Крекинг нефти—это один из основных процессов современной
химической технологии, при котором тяжелые погоны нефти, т. е. такие
нефтепродукты, как, например, мазут, подвергаясь в определенных условиях
действию высокой температуры, расщепляются, распадаются с выделением
высококачественных бензинов. Помимо этого при крекинге выделяется
значительное количество газообразных продуктов, служащих в настоящее
время ценнейшим сырьем как для органического синтеза вообще, так
и для синтеза компонентов высокооктанового топлива в частности.
Изобретение крекинг-процесса связано с именами русских ученых и инженеров.
Знаменитый русский инженер и изобретатель В. Г. Шухов еще в 1890—1891 гг.
сконструировал оригинальную аппаратуру для крекинг-процесса и запатентовал его. Это
изобретение легло в основу современной схемы так называемого термического
крекинга. Лишь спустя 20 лет американец Вильям Бертон, по существу используя
открытие Шухова, сделал аналогичное изобретение (крекинг при высоком давлении
и температуре), и через несколько лет крекинг-процесс начал быстро развиваться
в СЩА в промышленных масштабах.
Термический крекинг явился первым методом химической переработки
нефти. Первые установки термического крекинга под давлением
подвергались затем значительным усовершенствованиям. Помимо его в практике
нефтепереработки большую роль играет каталитический крекинг с
использованием специальных катализаторов.
Разработка каталитического крекинг-процесса является важным
этапом в развитии химической технологии вообще и в нефтепереработке в
частности. Каталитический крекинг обеспечил более рациональные способы
получения высококачественного авиационного бензина, что сыграло
большую роль в годы второй мировой войны. Первые промышленные
установки каталитического крекинга появились к концу 30-х годов
в результате исследований в США французского инженера Э. Гудри.
Уже в 1937—1938 гг. по методу Гудри были получены первые 20 тыс. т
авиационного бензина.
Внедрение промышленного крекинга заложило в 30-х годах основы
глубокой химизации нефтепромышленности. В переработке нефти было
653

создано новое направление — нефтехимический синтез. Затем в
химическую переработку начали вовлекаться и некоторые жидкие углеводороды,
входящие в состав различных нефтяных фракций, среди которых особо
ценными являются бензол, толуол и др.
На современной нефтеперерабатывающей установке получают
большое число различных ценных продуктов, а также сырье для химической
промышленности (рис. 305). По существу промышленность нефтехими-
Рис. 304. Общий вид установок каталитического крекинга
на нефтеперерабатывающем заводе (СССР).
ческого синтеза в настоящее время стала основой органического синтеза,
обеспечивая исходным сырьем и полупродуктами производство многих
важнейших материалов и, в частности, специальных добавок к
моторному топливу.
Газы крекинга разделяются на отдельные фракции, одна из которых называется
бутая-бутиленовой. При этом из легкого газообразного углеводорода бутана
химическим путем в присутствии некоторых катализаторов получается другой углеводород
той же химической формулы, но другой химической структуры — изобутан (из которого
можно получить технически чистый изобутилен). Эти основные компоненты являются
важным сырьем для современного химического синтеза. При их переработке происходит
сложное химическое взаимодействие, в результате чего при определенных условиях
получается изооктан, аятидетояациояяые свойства которого приняты за 100 единиц
шкалы октановых чисел.
Для использования в этих же целях других фракций крекинг-газов применяется
химический процесс, в результате которого получается другой вид высокооктанового
топлива—неогексан. Для получения его используется промышленный процесс алкили-
рования — взаимодействие углеводорода этилена с парафиновым углеводородом —
654

изобутаном. В этом процессе требуемая фракция крекинг-газа подвергается прежде
всего термическому разложению при температуре 750° С. Полученный газ, богатый
непредельным углеводородом — этиленом, сжимается в компрессоре до 60 атм и
подается в специальную стальную башню, орошаемую ожиженяым изобутаном. В
жидком изобутане этилен растворяется, ненасыщенный этиленом жидкий изобутан
сжимается до 320 атм и направляется в печь для проведения химической реакции.
В результате химической реакции при температуре 500° С получается неогексая,
загрязненный примесями, от которых он очищается в специальных ректификационных
колоннах.
Эти ароматические соединения являются важнейшими среди так
называемых изоциклических соединений, отличающихся наличием в их
молекуле одного или нескольких
замкнутых колец или циклов, состоящих
из углеродных атомов (рис. 306). В
отличие от них бензин, получаемый из
нефти, состоит из смеси парафиновых
углеводородов — органических
соединений, молекулы которых представляют
собой длинные углеродные цепочки,
незамкнутые в кольца (циклы).
С реализацией эффективных методов
крекинга связана проблема широкого
использования попутных газов,
сопровождающих добычу нефти (на каждую тонну
добываемой нефти вместе с ней извлекается
примерно 30—50 м3 углеводородных газов).
Попутные газы содержат большое количество
ценных углеводородов: этана, бутана,
пропана и др. В ходе подготовки газов
нефтедобычи к использованию в химическом
производстве было необходимо выделить из них
возможно более чистые фракции отдельных
углеводородов для их дальнейшей
переработки1, а также разработать наиболее
эффективные способы получения реакционно
способных углеводородов (способных ко многим
химическим превращениям) — этилена,
бутилена, пропилена — этих важнейших видов Владимир Григорьевич Шухов,
сырья и полупродуктов для органического
синтеза.
Так химия, используя природные углеводороды, преобразует их при
помощи определенных химических процессов и получает целую гамму
других углеводородов, играющих исключительную роль в современной
технике.
Особенно важно остановиться при этом на процессе так называемой
ароматизации нефти.
Развитие авиационной техники показало, что при работе
авиационных двигателей на форсированных режимах с наддувом происходит
детонация даже в том случае, если применяется высокооктановое горючее.
Таким образом, развитие техники привело к тому, что все достижения
химии в области получения высокооктанового топлива сводились как бы
на нет. Однако выход был найден. В процессе исследований было
1 Наиболее эффективным способом разделения нефтяных газов в последнее время
становится метод глубокого охлаждения с последующей ректификацией ожиженных
углеводородных газов. Особенно выгодно применение в этом процессе
турбокомпрессоров. Используются адсорбционные способы газоразделеяия и др. Содержащийся
в природном газе углеводород—бутан, уловленный с помощью активированного угля,
является хорошим горючим для автотранспорта (в виде газолина — жидкой смеси
бутана и некоторых других низкокипящих предельных углеводородов).
655

установлено, что, если в высокооктановые парафиновые бензины в
качестве добавок ввести вещества, называемые ароматическими
углеводородами (которые, как известно, входят в состав нефти), в частности толуол,
детонация резко снижается; ароматические соединения — наиболее
устойчивы к детонации.
Первым источником ароматических
углеводородов была каменноугольная
смола, получаемая при сухой перегонке
каменного угля, которая вначале велась
исключительно с целью получения кокса
для металлургического производства
и газа для целей освещения городов.
Получаемая при коксовании угля
каменноугольная смола долгое время
считалась отбросом производства. Большие
изменения в этой области произошли
после того, как в 1842 г. выдающийся
русский химик Н. Н. Зинин открыл
общий метод восстановления
ароматических нитросоединеяий в амино-
соединения. Исследуя нитробензол1, он
нашел способ его превращения в
анилин — химическую основу получения
различных красок. В середине XIX
века на основе этого открытия и
исследований ученых-химиков многих стран были
найдены, а через одно-полтора
десятилетия и осуществлены в
промышленности синтетические методы получения
наиболее распространенных красителей.
Выросла новая мощная отрасль
синтетической химии — аяилино-красочная
промышленность, имеющая в качестве
своей сырьевой базы каменноугольную
смолу. Важнейшие синтетические
красители производятся на основе таких
ароматических углеводородов, как
бензол, толуол, нафталин, антрацен и др.,
получаемых раньше только при
коксовании угля.
Ныне этого недостаточно;
современные методы нефтепереработки
позволяют получить необходимые
ароматические углеводороды из нефти.
Нефтехимический синтез становится
важным источником сырья для
промышленности органических
красителей. Анилино-красочная
промышленность, являющаяся старейшей ветвью
промышленности органического
синтеза, получила яовое развитие в XX в.
Эта отрасль сыграла немалую роль
в развитии синтеза лекарственных
веществ, парфюмерных продуктов, а
затем также и в производстве взрывчатых
веществ.
Начиная с 20-х годов ароматические углеводороды становятся все
более необходимыми в химической технологии. Все больше этих
углеводородов расходуется для получения сильнейших взрывчатых
веществ; в частности, для получения тринитротолуола, или тротила,
используется толуол. Ароматические углеводороды стали нужны для
изготовления ряда полупродуктов, необходимых для получения кау-
Ш Дополнит.обра- ь
битка дистилля-1 у dp он
то8 и dp продцнтоё
Рис. 305. Схема получения продуктов
нефтепереработки:
I — резервуар сырой нефти, 1 — насос,
2, з —теплообменник и смеситель; II — элек-
тродегидратор, 4 — теплообменник; III — ат-
мосферновакуумная трубчатая колонна, 5,
б — конденсатор и стабилизатор, где легкая
углеводородная фракция освобождается от
газообразных углеводородов — пропана и бутана,
идущих на производство синтетического
каучука; IV — трубчатая печь нагрева; V —
основная колонна атмосферной ректификации
(сверху колонны образуется бензиновый
дистиллят, к которому присоединяется легкий бензин
из стабилизатора 6); VI — печь и VII —
колонна вакуумной ректификации, 7 —
барометрический конденсатор и S — эжектор (с их
помощью отсасывается водяной пар и газы из
колонны VII).
1 Нитробензол — продукт обработки бензола (который может быть выделен
из каменноугольной смолы).
656

чука и искусственного волокна, моторного топлива, а также моющих
средств.
На протяжении XX в. потребности в ароматических углеводах
непрерывно возрастали. Так, за период—второй мировой войны было
израсходовано в 20 раз больше толуола, чем во время первой мировой войны.
Вместе с тем коксохимическая промышленность за это время
увеличила производство толуола всего лишь
в 2 раза. Таким образом, образовалось
противоречие — старые способы
получения ароматических углеводородов не
могли удовлетворить возросший спрос
на них. Поэтому во второй четверти
XX в. перед химиками многих стран
мира остро встала задача открыть новые
мощные и дешевые источники
ароматических углеводородов, в частности
толуола и бензола. Решение этой задачи
надолго стало одной из важнейших
проблем синтетической химии.
Уже давно среди сложной смеси
различных углеводородов,
составляющих нефть, были найдены и
ароматические углеводороды, в том числе и
толуол. Однако их было так мало, что
вопрос о выделении из нефти
ароматических углеводородов долгое время
практически даже и не ставился. Но
присутствие ароматических углеводородов
в нефти показало, что в глубинах земли „ „
Николаи Дмитриевич Зелинский,
создаются условия, при которых часть nMlWdJ1 м«*"рлвйл
углеводородов нефти получается в виде
ароматических соединений. Возникла, естественно, мысль: нельзя ли
увеличить их содержание в нефти за счет парафиновых углеводородов,
составляющих нефть.
Первым осуществил эту идею в 1875 — 1878 гг. русский химик
А. А. Летний. Он показал, что при пропускании через накаленные
железные трубы тяжелые нефтяные остатки частично разлагаются на более
легкие продукты (бензин и др.)- Во время исследований ему удалось выделить
из нефти ароматические углеводороды. И когда в годы первой мировой
войны встал вопрос о получении толуола из нефтяного сырья путем
пиролиза1, производство его было быстро освоено.
В это время больших успехов в разработке процесса ароматизации
нефти добился выдающийся русский ученый Н. Д. Зелинский. Он
разработал катализатор и получил ароматические углеводороды из некоторых
бензиновых фракций нефти, содержащих углеводород циклогексан2.
1 Пиролиз — разложение нефтепродуктов при нагревании их до высокой
температуры без доступа воздуха.
2 Циклогексан — органическое соединение, насыщенный циклический
углеводород (при определенных условиях может переходить в бензол). Это соединение
содержится в большинстве сортов нефти (около 1%) и получается синтетически. Сейчас
в нашей стране циклогексан получают химическим путем — посредством
гидрирования бензола, однако в ходе изучения проблемы разделения жидких
многокомпонентных углеводородных систем выясняется, что имеются возможности получать в
достаточном количестве циклогексан путем прямого выделения его из некоторых сортов
нефти. Циклогексан применяется при производстве капрона и нейлона, а также
некоторых пластмасс.
657

Его работы по созданию катализаторов крекинг-процесса, получения
толуола и др., а также исследования его учеников являются
основополагающими в создании новой отрасли химической технологии.
До тех пор, пока потребности в толуоле и бензоле были невелики,
этими методами в дополнение к методам получения этих продуктов из
каменноугольной смолы можно было вполне удовлетвориться. Но с появ-
потребителей, как автотранспорт,
авиация, промышленность
синтетического каучука, получение
ароматических углеводородов
n путем термического
разложения нефтяного сырья оказалось
способом неэффективным,
малопроизводительным. Поэтому в
ряде стран начались
усиленные поиски новых методов
получения ароматических
углеводородов. Долгое время они
были безуспешными.
Однако поиски
нетермической ароматизации нефти
продолжались. Особенно
интенсивно они велись в Советском
Союзе. В 1936 г. одновременно
химическая реакция каталитиче-
циклизации) парафиновых
углеводородов нефти и найдены соответствущие катализаторы для этого
процесса. Была выявлена возможность использования парафинов —
превращение их непосредственно в ароматические углеводороды
(бензол, толуол и др.).
На основе работ советских ученых Б. А. Казанского, Б. Л.
Молдавского, А. Ф. Платэ и др. американские специалисты в крупном
промышленном масштабе организовали производство толуола из нефти.
В годы второй мировой войны в США путем каталитической
ароматизации парафиновых углеводородов было получено из некоторых
фракций нефти около 120 тыс. т толуола. В Германии в 1942—1945 гг.
работало 6 установок по каталитической ароматизации фракций
синтетического бензина (для получения толуола и ароматических добавок
к бензинам с целью повышения их антидетонационных свойств).
В последние годы в СССР и в других странах производство
ароматических углеводородов путем применения каталитических процессов в
переработке нефтепродуктов быстро растетх.
Синтетическое и искусственное волокдо. Пластмассы.
Синтетический каучук
В последние годы искусственные материалы перестали играть роль
заменителей и фальсификатов. Наоборот, они ныне стали чрезвычайно
необходимы во всех областях народного хозяйства и являются сейчас
1 В последнее время благодаря развитию нефтехимии достигнуты значительные
успехи в пиролизе низкооктаяовых бензинов, дистиллятов термического крекинга
и др. с каталитическим облагораживанием продуктов пиролиза, что увеличивает выход
ароматических углеводородов. Огромное значение ныне приобрели каталитические
процессы в кипящем слое катализатора, пиролиз остаточных нефтепродуктов в
кипящем слое теплоносителя.
658
лением и развитием таких массовых
Зтан Пропан бензол Толуол
Ацетилен бутилен
изопрен
Рис. 306. Структурный вид молекул
ациклических углеводородов (слева)
и (справа) циклических
(ароматические углеводороды).
в трех лабораториях была открыта
ской ароматизации (каталитической

незаменимыми материалами. Прежде всего это относится к искусственному
и синтетическому волокну, пластическим массам и синтетическому каучуку.
В 1956 г. во всех странах мира (без СССР) было выработано около 8 млн. т
пластмасс, синтетического каучука и искусственного волокна, в 1959 г.
производилось 20—25 млн. т естественных и синтетических полимерных
материалов.
Первую попытку получить шелк искусственным путем предпринял в
1855 г. француз Одемар на основе нитроцеллюлозы. В 1884 г.
французский инженер Г. Шардоне разработал метод получения
искусственного волокна — нитрошелка, и с 1890 г. было организовано уже довольно
широкое производство искусственного шелка нитратным способом с
образованием нитей с помощью фильер. Особенно эффективным оказалось
в 90-х годах XIX в. производство шелка из вискозы. Впоследствии
этот способ получил наиболее широкое распространение, и ныне вискозный
шелк составляет примерно 85% мирового производства искусственного
волокна. Если в 1900 г. мировое производство вискозного шелка составило
985 т, а в 1930 г. — около 200 тыс. т, то в 1950 г. производство
вискозного шелка достигло почти 1 600 тыс. т.
В 20-х годах было освоено производство ацетатного шелка (из ацетилцел-
люлозы). По внешнему виду ацетатный шелк почти неотличим от
натурального. Он малогигроскопичен и в отличие от вискозного шелка не мнется.
Ацетатный шелк широко применяется в электротехнике как изоляционный
материал. В последнее время найден способ получения ацетатного
волокна чрезвычайно большой прочности (шнур сечением в 1 см2
выдерживает нагрузку в 10 т).
На основе успехов химии на протяжении XX в. в СССР, Англии»
Франции, Италии, США, Японии и других странах была создана мощная
промышленность искусственного волокна.
Накануне первой мировой войны во всем мире производилось всего 11 тыс. т
искусственного волокна, а спустя 25 лет производство искусственного волокна
оттеснило производство натурального шелка. Если в 1927 г. производство вискозного
и ацетатного шелка составляло около 60 тыс. т, то в 1956 г. мировая продукция
искусственных — вискозных и ацетатных — волокон превысила 2 млн. т.
Со второй половины 30-х годов начался новый этап в развитии
производства искусственного волокна. Было налажено получение его
разновидностей не на основе целлюлозы, находящейся в древесине уже в
готовом виде, а на базе достижений тяжелого органического синтеза путем
«уплотнения» молекул органического соединения. Следует подчеркнуть,
что для развития химии синтетических материалов большое значение
имели теоретические работы А. М. Бутлерова, который почти за 100 лет до этого
предсказывал большую будущность процессам получения
высокомолекулярных соединений из низкомолекулярных — реакция полимеризации.
К 40-м годам XX в. было создано стройное учение о полимерах, что
позволило точно сформулировать задачи в области поисков новых полимеризу-
ющихся веществ. Ныне полимеризация играет огромную роль для синтеза
материалов, обладающих новыми свойствами. Что же представляет
собой полимеризация?
Полимеризация — это особый тип химических реакций, сущность
которых заключается в том, что множество молекул низкомолекулярных
веществ (мономеров) в определенных условиях «уплотняются»,
присоединяются друг к другу, образуя из большого числа одинаковых малых
молекул длинные цепные молекулы-гиганты нового соединения — полимера,
имеющего тот же химический состав, что и исходный мономер.
Полимеризацию можно определить как химическое умножение (сложение множества
одинаковых величин). Важные свойства полимеров связаны с особенно-
659

стями молекулярного строения. Молекулы большинства полимеров
представляют собой очень длинные, тонкие и гибкие цепи атомов.
Практическое применение реакции полимеризации, а также ряда
других реакций и способов для синтеза полимерных материалов привело
к созданию большого числа новых синтетических материалов с
широким диапазоном свойств.
Если производство таких искусственных материалов, как вискозное
волокно и целлулоид, изготовляемых путем химической переработки
природных материалов, в основном началось в конце прошлого века, то
производство искусственных материалов, создаваемых из синтетического
сырья, было освоено примерно три десятилетия тому назад. А более или
менее широкое промышленное производство синтетических волокон было
по существу начато всего лишь 15—20 лет назад1. Особенно широкое
распространение получили синтетические полиамидные смолы.
В зависимости от методов обработки нитей из полиамидных смол
различаются такие полимерные материалы, как капрон, нейлон, перлон,
энант и др. В СССР наиболее распространен капрон. В качестве
исходного сырья для производства капрона используется дешевый фенол,
вырабатываемый из каменноугольной смолы. Из 1 т фенола можно
получить около 0,5 т смолы* а из нее изготовить капрон в количестве,
достаточном для изготовления 20—25 тыс. пар чулок. Капрон получают и из
продуктов переработки нефти.
Большое значение в современной технике имеет нейлон, технология
производства которого была разработана в 1936—1938 гг. американским
химиком У. Карозерсом. Почти одновременно с У. Карозерсом над
получением нового волокна работал химик П. Шлак в Германии, где это
волокно стало называться перлоном. Начиная с 1939—1941 гг. в ряде
стран была создана мощная промышленность по производству нейлона.
Если в 1939 г. мировое производство нейлона составило лишь 180 пъ, то в 1953 г.
оно достигло 110 тыс. т. Внешне нейлон напоминает натуральный шелк
и приближается к нему по своему химическому строению. Однако по своей
механической прочности нейлоновое волокно превосходит вискозный шелк примерно в 3 раза,
а натуральный — почти в 2 раза. Из нейлоновой пластмассы (а также из некоторых
других синтетических материалов), например, ряд фирм в Дании в последние годы
изготовляет судовые лопастные винты для судов малого и среднего тоннажа. Такие
винты прочны и не нуждаются в окраске.
Такими же ценными свойствами, как и все полиамидные волокна,
обладает новое синтетическое волокно — энант, схема получения которого
разработана в Советском Союзе коллективом ученых под руководством
А. Н. Несмеянова.
В 1953 г. впервые в мире в СССР в опытно-промышленном масштабе
была осуществлена реакция полимеризации между этиленом и четырех-
хлористым углеродом и получен исходный продукт для промышленного
производства волокна энант. По основным физико-механическим
свойствам энант не только не уступает другим известным полиамидным
волокнам, но и превосходит во многом капрон и нейлон. В последнее время
в нашей стране ведется дальнейшая разработка технологии получения
волокна энант.
Особенно быстрое развитие производство синтетических волокон
получило в последее время. Если в 1940 г. было известно 3—4 типа искус-
1 Если природное (натуральное) волокно с начала и до конца создано самой
природой, а искусственное волокно наполовину сделано руками человека, то
синтетическое — создано человеком (на химических заводах). При синтезе из более
простых веществ получают более сложные — высокомолекулярные соединения, тогда
как искусственные материалы образуются за счет разрушения значительно более
сложных молекул (например, молекул клетчатки при получении метилового спирта
путем сухой перегонки древесины).
660

ственных волокон, то в настоящее время в производстве используется более
20 различных типов их разновидностей1.
С 1947 по 1957 г. мировое производство синтетических волокон возросло с
80—90 тыс. т до 250 тыс. т. В 1956 г. мировое (без СССР) производство-
искусственных и синтетических волокон достигло 2,5 млн. т, причем
производство искусственных волокон в США в 1957 г. составило 800 тыс. т. В
Советском Союзе выпуск искусственных волокон (начатый в 1931 г.) с 1940 по 1956 г. вырос
ЦриготобленоЁ
смолы
Рис. 307. Схема получения фенопластов.
в 12 раз. Объем производства химических волокон в СССР составил в 1959 г. почти
180 тыс. т, причем темпы производства искусственного волокна в нашей стране все
время растут. Только за пять лет, с 1955 по 1960 г., производство синтетических волокон
увеличилось в 2 раза.
С конца 50-х годов характерной чертой в создании новых типов
оборудования для производства различных химических волокон является
замена многообразных периодически действующих аппаратов непрерывно
действующими машинами и аппаратами, хотя такого рода переход
наталкивается на большие трудности из-за сложности технологии и
необходимости высокой точности контрольно-измерительной аппаратуры.
Наряду с искусственными и синтетическими волокнами следует
отметить развитие производства таких синтетических высокомолекулярных
соединений, как всевозможные синтетические смолы, из которых можно
изготовить небьющееся органическое стекло и различные пластические массы.
Пластмассы применяются во многих отраслях народного хозяйства и
особенно широко в ряде отраслей машиностроения (в частности, в авиа-
и автопромышленности)2.
Начало производства пластмасс относится ко второй половине XIX в.
Первым искусственно полученным материалом был целлулоид, вошедший
в обиход с 70-х годов3 прошлого века. Одним из самых старых и самых
распространенных видов пластмасс являются фенопласты, широкое
промышленное производство которых благодаря исследованиям
бельгийского ученого Л. Бакеланда началось с конца 900-х годов.
1 Из других многочисленных синтетических волокон можно было бы упомянуть
полиакрилонитрильяое волокно орлон (производство которого началось после второй
мировой войны), или нитрон (под этим именем оно известно в СССР), териленовое
волокно из полиэфирной смолы (запатентованное в Англии еще в начале второй
мировой войны и известное в СССР как лавсан), полихлорвинильные волокна (ровил,
фибравил и др.)» винилоновые волокна и т. п.
2 Следует учитывать, что применение этих материалов в промышленности
началось только в годы после второй мировой войны, а широкое внедрение их в
машиностроение в качестве конструкционных материалов — в сущности всего лишь неск олько
лет тому назад.
3 Целлулоид был получен к 1870 г. в США Дж. Хайаттом, путем растворения
в камфорном спирте нитроцеллюлозы.
661

Получение синтетических смол явилось толчком к значительному
развитию производства пластмасс Вскоре были получены первые
синтетические пластмассы — бакелиты, названные по имени бельгийского
исследователя. Бакелиты изготовлялись из формальдегида (или же
формалина) и фенола (известного как карболовая кислота).
В России производство бакелитов было освоено в 1912—1913 гг. В это
же время Г. С. Петров — организатор промышленности пластмасс
Рис. 308. Внутренний вид цеха с фенол-форма л ьдегидными установками.
в нашей стране — предложил оригинальный способ производства
фенопласта, широко известного под названием карболита, крупным
потребителем которого ныне является электротехническая промышленность.
Для производства фенопласта фенол и формальдегид в варочных
котлах при температуре кипящей воды химически связывают, и в результате
получается так называемая феноло-формальдегидная смола (рис. 307).
К ней добавляются красители, а также наполнители: слюда, кварц,
древесная мука, графит, ткань. Затем горячим прессованием материалу
придают требуемую форму. Изделия из фенопласта почти в 5 раз легче
металла, прочны, водонепроницаемы, не проводят электрического тока.
Особенное развитие промышленность пластмасс получила после
второй мировой войны. В эти годы были созданы новые виды пластмасс,
а также значительно улучшена технология их производства.
Если в 1929 г. в мире было выработано лишь 50 тыс. т пластмасс, а в 1947 г.—
870 тыс. т пластмасс, то в 1957 г. их производство превысило 4 млн. т. За 15 лет —
с 1940 по 1954 г.— производство пластмасс увеличилось почти в 11 раз, а за 1950—
1959 гг.— утроилось. В СССР выпуск пластмасс с 1940 по 1956 г. возрос в 8,5 раза.
В народном хозяйстве СССР в 1958 г. применялось более 2 тыс. видов изделий из
различных пластических масс. Большое развитие промышленность пластмасс получила
в США, ФРГ, Англии и некоторых других странах. В 1957 г. в США было произведено
1876 тыс. т синтетических смол и пластмасс. Американские специалисты предполагают,
что менее чем через 15—20 лет производство пластмасс составит 1/3 выпуска
химической продукции США.. В Англии в 1957 г. было произведено 400 тыс. т пластмасс.
Пластмассы чрезвычайно разнообразны, однако с точки зрения
технологии почти все они подразделяются на две категории: термореактивные,
662

которые, затвердевая после первого нагрева, навсегда теряют свою
пластичность, и термопластические, которые в результате горячей обработки не
теряют пластичности и после охлаждения вновь могут размягчаться при
вторичном нагреве.
К первым относятся, например, полиэтилен, ко вторым —
фенопласты и др. Вообще надо подчеркнуть, что искусственные органические
материалы боятся сильного нагрева (100—200°).
Недостатки термопластической массы — ее восприимчивость к
измерениям температуры—устраняются в результате образования силиконов —
кремнииорганических полимерных соединений, цепи которых составлены
Молекулы пластмасс
Остаток фенола ^^ Метиленобая группа ^^
термопластической бооороа
Рис. 309. Структура молекул термореактивиых
и термопластических пластмасс.
из атомов кремния и кислорода. Хотя кремнийорганические соединения
были известны и в прошлом веке, однако практическое применение они
получили лишь в результате исследований советского ученого К. А.
Андрианова во второй половине 30-х годов и немецкого химика Р. Мюллера
в 1940 г.
За последние годы материалы на основе кремнииорганических
соединений (масла, клеи, пластмассы, эмали, лаки, каучук) нашли широкое
применение во многих странах мира. В настоящее время силиконы
превратились в новую и перспективную отрасль химической промышленности.
Как уже говорилось, использование кремнииорганических
соединений, отличающихся высокой термической устойчивостью, дает большой
эффект при изготовлении изоляции для электрических машин и
аппаратов. Сейчас на основе кремнииорганических смол созданы различные
электроизоляционные жароустойчивые материалы, выдерживающие
температуру до 200—300° С и даже (в течение ограниченного периода времени)
до 350-400°.
В последние годы разрабатываются новые высокополимеры типа
кремнииорганических соединений, в состав молекул которых входят
также атомы некоторых металлов. Полученные при этом жаростойкие
эмали могут выдерживать температуру до 500—550° С. Наконец, следует
добавить, что соединения водорода с углеродом, с кремнием, с металлами
(например, с бором) являются новейшими видами топлива для ракетных
двигателей1. Ныне созданы и новые антидетонаторы, более эффективные
чем ранее упоминавшийся тетраэтилсвинец.
1 Исходные материалы, сырье для производства силикатных продуктов имеются
в большом количестве в виде самых распространенных элементов — кремния и
кислорода, а органические компоненты могут быть получены из угля, нефти, древесины,
причем реакция получения кремнииорганических соединений не очень сложна.
663

Особый интерес представляют некоторые другие новые виды пластмасс
и полупродукты из них. Это прежде всего пластические массы, упроченные
стеклянным волокном. Сырьем для производства стекловолокна являются
песок, мел, сода. Вытянутые тончайшие нити из стекла благодаря
определенной ориентации молекул в процессе вытягивания волокон очень прочны
и гибки. Прочность на растяжение стеклянных волокон не уступает
прочности стали. В сочетании с теплостойкими лаками из стекловолокна
можно изготовить изолированный провод в 10 раз тоньше
человеческого волоса.
В 1956 г. мировой выпуск стекловолокна составил свыше 500 тыс. т.
В США в настоящее время номенклатура стекловолокнистых материалов
достигла 4 тыс. наименований.
Чрезвычайно перспективны комбинации стекловолокна с
пластмассами. В последние годы такие армированные пластмассы все шире
используются в технике. Обычно они называются слоистыми пластиками
и стеклопластиками. Стекловолокно придает изделиям из пластмассы
целый ряд ценных качеств и воспринимает основную нагрузку.
Стеклопластики легко поддаются формовке, обладают повышенной прочностью,
заменяют в ряде случаев сталь, алюминий.
Одной из первых стала применять стеклопластики автомобильная
промышленность. Полиэфирные пластмассы, армированные стекловолокном, явились хорошим
материалом для изготовления кузова автомобиля. Применение пластмасс позволило
значительно уменьшить его вес1. Уменьшение веса кузова привело к упрощению
автомобильных рессор, уменьшению расхода горючего и т. п. Пластмассы используются
также для изготовления жес ких креплений и рам автомобилей. Пластмассы
в последние годы все шире внедряются в авиационную промышленность. В США
несколько лет назад начали вестись опыты над самолетами, у которых несущие
поверхности полностью сделаны из усиленной стеклянным волокном полиэфирной
смолы. В последние годы из пластмасс изготовляется часть внутреннего оборудования
самолетов. Можно считать, что число деталей из пластмасс, органического стекла и
искусственной резины в самолете превышает 100 тыс. шт. На самолете «ТУ-104»
используется до 120 тыс. различных деталей из пластмассы и резины.
На ряде предприятий в США несколько лет назад было освоено производство труб
из таких пластмасс.
В электропромышленности этот материал используется в качестве изоляторов.
В настоящее время большинство электрических машин, работающих с большой
перегрузкой, изготовляются со стекловолокнистой изоляцией. В строительстве эти
пластмассы применяются для разрезных и неразрезяых плит, оконных рам, опор, труб и их
арматуры, а также для укрепления бетона, в том числе напряженно-армированного,
взамен более тяжелой стальной арматуры 2.
На Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 г. вторым после алюминия
по значимости и новизне материалом были признаны пластмассы и
технические ткани из нейлона.
При строительстве двух павильонов — Франции и США — для заполнения
каркасов наружных стен было использовано 17 тыс. м2 органического стекла, а в качестве
кровли применена пластиковая ткань из иейлона общей площадью в 19 тыс. м2. Во
многих павильонах пластмассовыми материалами были покрыты десятки тысяч квадратных
метров полов, облицованы панели, лестничные марши и т. п.
В последнее время большое значение приобрели такие синтетические
вещества, как полиэтилен и полипропилен. Исследования по созданию
1 Кузов из пластмассы, в которую входит 40% стекловолокна, 45% полиэфирной
смолы, по прочности не уступает стальному кузову, а весит на 25—50% меньше.
2 На некоторых воздушных электролиниях в США установлены опоры из
стекловолокна. Эти опоры прочней, устойчивей (к влаге и гниению) и выгодней деревянных
(они в пять раз легче), их прочность приближается к прочности лучших сортов стали.
При испытании столба такой опоры током большой силы и высокого напряжения
видимых изменений в материале не признано, тогда как сосновый столб был расколот
на три части. Однако такие опоры стоят сейчас еще несколько дороже деревянных опор.
664

полиэтилена начались еще в в 30-х годах в Англии, где в это время
проводились лабораторные опыты полимеризации этилена при
повышенном давлении и температуре. Подобные работы велись и в СССР,
причем в нашей стране уже тогда удалось получить первые образцы этого
ценного материала. Однако признание его пришло позднее, по мере
совершенствования технологии производства и выяснения возможностей его
применения в различных
областях техники.
Первые партии
полиэтилена были изготовлены в
Англии в начале второй
мировой войны для нужд
главным образом радиолокации,
где он стал незаменимым
изоляционным материалом.
В 1953—1955 гг. в Европе и
США был разработан способ
производства полиэтилена без
применения высокого
давления с помощью сложных
катализаторов (металлоор-
ганическое соединение),
В 1953 г. в ФРГ, а вскоре
же и в США был
запатентован процесс производства
полиэтилена при нормальном
давлении и небольшом
повышении температуры.
К 1959 г. в СССР был
также разработан способ
получения полиэтилена при
средних давлениях с
дешевым катализатором. Ныне
проблема синтеза
полиэтилена решена.
Полиэтилен обладает
целым комплексом ценных
качеств, выделяясь своими
замечательными
диэлектрическими свойствами. В
послевоенные годы производство
полиэтилена развивалось
бурными темпами. Если в 1939 г.
было изготовлено всего 100 т полиэтилена, то в 1956 г. производство
полиэтилена превысило 300 тыс. т.
Наряду с созданием прогрессивных способов получения полиэтилена
в 1954—1956 гг. был разработан способ полимеризации нового ценного
синтетического материала — пропилена и получения из него прочного
синтетического волокна, изделия из которого легче воды.
К началу 1957 г. за рубежом были достигнуты большие успехи в
области производства пластмасс путем полимеризации этилена,
пропилена, бутилена (сырьем здесь служат газы крекинга нефти). Особенно
важен метод полимеризации пропилена, разработанный в Италии
химиком Дж. Натта. Полученная на основе пропилена новая пластмасса —
полипропилен — обладает рядом ценных свойств и во многом лучше
Рис. 810. Отделение производства пленки
в цехе полиэтилена на Уфимском заводе
синтетического спирта (1960 г.).
Здесь полиэтилен получают из газов
нефтепереработки.
665

полиэтилена—одного из наиболее ценных современных универсальных
пластических материалов. В последнее время в Италии, США, ФРГ
ведутся работы по освоению промышленного производства
полипропилена. Высокое качество нового продукта, а также доступность и дешевизна
сырья дают все основания считать, что в ближайшее время будет
возможно самое широкое промышленное производство полипропилена.
Наконец, в последние годы все большее развитие получают работы по
радиационной химии, являющейся новой областью химической науки,
связанной с открытием ядерных
изучений. При производстве пластических
материалов используется, в частности,
последующая обработка пластмасс с
применением гамма-лучей для
улучшения механических свойств и повышения
точки плавления материалов. Но
самым важным является то, что
проведение химических реакций под действием
ядерных излучений позволяет создать
новые направления реакций и приемы
управления ими.
Следует подчеркнуть, что наряду
с созданием новых полимерных веществ
большие возможности кроются в
улучшении уже вырабатываемых
полимерных веществ (зачастую при этом
материал коренным образом меняет свои
свойства). Так, за последние несколько
лет в результате работ по модификации
целлюлозных волокон это волокно
приобрело новые ценные свойства: ма-
Сергей Васильевич Лебедев. лую сминаемость, стойкость к
атмосферным воздействиям и т. п. И в
итоге целлюлозный корд начинает успешно конкурировать с кордом
из нейлонового волокна.
Говоря о современной химической технологии, необходимо
остановиться на проблеме синтетического каучука. Создание синтетического
каучука было исторически одной из первых, а практически одной из
важнейших задач тяжелого органического синтеза в первой
половине XX в.
С начала XX в. в Западной Европе и Америке много крупнейших
ученых-химиков работало над проблемой синтетического каучука. Эта
проблема была решена в результате исследований русских ученых
И. Л. Кондакова и С. В. Лебедева. Особенное значение в решении этой
проблемы приобрели их исследования по реакции полимеризации.
Исследования Бутлерова по полимеризации изобутилена заложили
принципиальную основу современных процессов синтеза каучукоподоб-
ных веществ. Идя по стопам Бутлерова, И. Л. Кондаков в 1900 г. наблюдал
случай превращения углеводорода диметилбутадиена в белую губчатую
каучукоподобную массу. Этими исследованиями была доказана
возможность получения синтетического каучука из простейших углеводородов.
Во время войны 1914—1918 гг. в Германии, отрезанной от источников
натурального каучука, было начато изготовление в полупромышленном
масштабе так называемого «метил-каучука» (на основе
диметилбутадиена). Однако наладить производство каучука так и не удалось. Этот
синтетический каучук оказался очень дорогим, а его качество невысоким.
666

Задача получения синтетического каучука высокого качества в
промышленных масштабах была решена советскими химиками под
руководством академика С. В. Лебедева.
Незадолго до первой мировой войны С. В. Лебедев показал
возможность получения дивинилового (бутадиенового) каучука — полимера,
который по своим свойствам приближался к натуральному каучуку.
Продолжая свои исследования, он в 1928 г. представил 2 кг
синтетического каучука жюри организованного в СССР международного
конкурса на лучший способ получения синтетического каучука.
\ Полимер бутадиена - С К
Рис. 311. Схема двух основных технологических процессов
получения синтетического каучука, принятых в СССР:
вверху — получение бутадиена из бутана газов крекинга нефти,
внизу — путем разложения спирта в контактных печах с катализатором.
Лебедев разработал способ получения натрий-бутадиенового каучука
из этилового спирта (каталитического превращения этого спирта в
исходное сырье — дивинил, очистки дивинила и последующей его
полимеризации с помощью металлического натрия). Способ Лебедева был признан
лучшим, и вскоре в Советском Союзе был построен завод по производству
высококачественного синтетического каучука.
В 1932 г. в СССР впервые в мире было создано крупное
промышленное производство синтетического каучука И только значительно
позднее промышленность синтетического каучука была организована в
Германии (1938 г.) и США (1942 г.).
При производстве синтетического каучука с помощью
каталитических способов была решена задача получения спирта из непищевого сырья,
с тем чтобы затем этот спирт переработать в бутадиен и синтетический
каучук. Вскоре был найден и прямой путь получения бутадиена из
бутана и бутилена нефтяных газов (т. е. минуя стадию получения этилового
спирта)1 (рис. 311). Большинство синтетических каучуков в настоящее
время состоит из бутадиеновых звеньев или из продуктов совместной
полимеризации бутадиена с другими веществами (буна-каучуки).
1 Помимо указанного выше способа получения бутадиена из спирта с
катализатором Лебедева в советской промышленности применяется в настоящее время и другой
технологический процесс получения этого сырья для синтетического каучука: бутадиен
получают из бутана, содержащегося в газах крекинга нефти, последовательным
превращением бутана в бутилен, а затем и в бутадиен в результате отщепления водорода
(дегидрирование) от бутана, а потом от бутилена. В США большая часть бутадиена
для синтетического каучука получается из газов крекинга нефти.
667

По пути, проложенному Лебедевым, прошло много других ученых как
в Советском Союзе, так и за границей. Начиная с 30-х годов в различных
странах мира было разработано большое количество промышленных
процессов синтеза самых разнообразных видов и качеств синтетических каучу-
ков из самого различного сырья, начиная от нефтяных газов и
кончая ацетиленом. Так, в 1931 г. был разработан способ получения хлоро-
пренового (неопренового) каучука, который производился из поваренной
Рис. 312. Группа химических реакторов
на Сумгаитском заводе синтетического
каучука (1959 г.).
соли, известняка, кокса. В настоящее время путем переработки ацетилена
совместно с хлористым водородом (получаемым из каменной соли) получают
хлоропрен, а из него—дешевый хлоропреновый каучук. К 1938—1939 гг.
в Германии промышленным путем были получены буна-каучуки (прежде
всего буна-каучук S). Вскоре же было освоено производство буна-
каучука в США (каучук «GR-S») (рис. 313). Эти каучуки производятся на
основе бутадиена (рис. 314). В последние годы в СССР и США получен
изопреновыи каучук, полностью воспроизводящий натуральный каучук
по химическому строению и свойствам.
С конца 20-х годов разработан синтез более 25 тыс. типов каучуков
с различными свойствами. Только в США в 1957 г. было изготовлено
668

1136 тыс. т синтетического каучука. В 1957 г. мировое (без СССР)
производство синтетического каучука составило почти 2 млн. иг1.
Уголь ^ Стирол
РастВор
Антиоксидант соли
Растбор серноа
кислоты
Полимеризаци-
онный абтоклаб
'Шгуляциошя
йаина
Рис. 313. Схема технологического процесса получения каучука
типа «Буна-S» в США в годы второй мировой войны:
i—2 — получение стирола из продуктов перегонки угля,
3—4 — получение дивинила при переработке нефти,
S __ реакция полимеризации, 6 — введение в полученный латекс
антиоксиданта для приостановки процесса полимеризации,
7 — образование мелких хлопьев каучука, 8 — удаление избытка влаги,
9 — сушка и получение готового каучука.
Таким образом, начиная с 30-х годов эта новая, бурно
развивающаяся отрасль промышленности органического синтеза, зародившаяся
Стирол (доздрат)
(^Эмульгатор Йнтидатор
Углеводород
бон с
латексом
Стирол бутадиен
Сушилка
лаландр
бан загрязн воды
Рис. 314. Схема синтеза бутадиея-стирольяого каучука («Буяа-S»).
в нашей стране, приобрела огромное значение и ныне играет большую
роль в экономике многих стран мира.
1 Напомним, что для изготовления автомобиля кроме шин и камер нужно более
800 различных резиновых изделий; при производстве грузовой машины расходуется
примерно 250 кг каучука, для производства самолета необходимо 600 кг каучука,
а при строительстве большого корабля расходуются десятки топя каучука.
Возможности химии позволили создать шины высокой прочности, и если шины в 1910 г. в США
рассчитывались на 8 тыс. миль пути, то в 1956 г.— уже на 30 тыс. миль.
669

Химия ацетилена
Характеристика важнейших сдвигов в области современной
химической технологии была бы неполной без рассмотрения химии ацетилена.
Ацетилен (С2Н2) получают из карбида кальция или при помощи
электрического и различных видов высокотемпературного разложения
углеводородов нефтепродуктов.
Свое наиболее законченное выражение химия первой половины XX в.
находит в многостороннем развитии химии ацетилена — простейшего
непредельного углеводорода с тройной связью, служащего исходным
Рис. 315. Схема установки для получения
ацетилена из карбида кальция.
продуктом целого ряда синтетических производств. В последнее время
ацетилен в подавляющем количестве идет на нужды органического синтеза.
Электрическая энергия, уголь и широко распространенный в природе
кальций (в виде, например, известняка) — это все, что необходимо для могучего
ацетиленового «дерева», богатого самыми необычайными «плодами»,
начиная от синтетического каучука и этилового спирта и кончая
органическими кислотами, растворителями, красителями и лекарственными
препаратами.
Ацетилен был открыт еще в 1836 г., а в 1863 г. был синтезирован
М. Бертло. Однако доступным техническим продуктом ацетилен стал лишь
после того, как в первой половине 900-х годов прошлого века химики
Муассан во Франции и Вильсон в Америке нашли способ приготовления
карбида кальция из известняка и угля1. С 1906 г. ацетилен начинают
применять для автогенной (газовой) сварки и резки металлов. После
первой мировой войны ацетилен становится основным сырьем химической
промышленности. До настоящего времени для получения ацетилена
используется карбид кальция, полученный из смеси кокса и известняка,
нагреваемой в электропечи до 2000—3000° (рис. 315). Причем,для
получения карбида кальция расходуют большое количество извести, кокса,
электроэнергии.
1 Свойства карбида кальция были открыты довольно необычным путем. При
первоначальных опытах в дуговой электрической печи в 1892 г. наряду со многими
другими веществами нагревали каменноугольный кокс с известью. Получившееся
при сплавлении их новое тело, казалось, не имело никакой ценности, и его
выбросили на фабричный двор. Вскоре после этого пошел дождь, и рабочие заметили, что
образовавшийся порошок унаследовал чувствительность извести к воде, но вода не
вызвала гашения, а выделяла газ неприятного запаха, обладавший способностью
прекрасно гореть. Этот газ был ацетилен (неочищенный).
670

В последнее время ацетилен получают также из углеводорода метана
с помощью электрокрекинга. В этом случае для получения ацетилена
необходим лишь метан и постоянный ток высокого напряжения. В реакторе
при продувке метана через пламя вольтовой дуги происходит его
воспламенение, и при температуре 1600° образуется смесь сажи, ацетилена
и водорода. После охлаждения и сжатия при помощи компрессора
ацетилен отделяют от примесей.
К 1959 г. в США производство ацетилена из углеводородного
сырья достигло 120 тыс. т, что эквивалентно переработке полумиллиона
тонн карбида кальция.
Промышленность синтетического каучука и пластических масс
является главным потребителем ацетилена (в частности, получающейся
из него уксусной кислоты). Большой интерес представляет простой способ
получения бензола на базе ацетилена и активированного угля.
Наряду с этиленом, пропиленом, бутиленом ацетилен является
ведущим видом исходного сырья, на котором базируется значительная часть
современной химии синтетических материалов. В настоящее время
существует целая область науки — химия ацетилена.
Итак, на протяжении первой половины XX в. возникли и получили
широкое развитие такие новые отрасли современной химической
технологии, как нефтехимия и тяжелый органический синтез, являющиеся
характерной чертой современной химической промышленности. При этом
надо иметь в виду, что возможности органического синтеза практически
неисчерпаемы.
В последние годы методы органического синтеза приобретают все
возрастающее значение для получения разнообразных ценных соединений,
для производства из химического сырья важнейших материалов. «Можно
думать,— писал лауреат Нобелевской премии академик Н. Н. Семенов,—
что через 15—20 лет мировое производство полимерных материалов
приобретет масштабы выплавки металлов. При выработке таких материалов
химическая и нефтяная промышленность будет играть ту же роль, какую
играет горнорудная и металлургическая промышленность в производстве
металлов. Двадцатый век делается веком атомной энергии и полимерных
материалов».
Таковы наиболее характерные изменения, происшедшие в
химической технологии и промышленности в XX в.

ГЛАВА XXXIV
РАЗВИТИЕ ЯДЕРНОЙ ТЕХНИКИ
К Общие сведения. Из истории развития
современной ядерной физики. Атомная
и водородная бомбы. Термоядерная реакция
ажнейшей отраслью современной техники является атомная,
точнее, ядерная, техника — техника использования ядерных
процессов. Хотя атомная техника, в сущности, делает лишь первые шаги,
однако совершенно ясно, что она открывает исключительные возможности
для развития всех отраслей техники. Использование энергии ядерных
превращений приводит к коренным изменениям во всех областях техники.
В условиях капитализма научные открытия в области атомной
техники ставятся главным образом на службу развертывания новой мировой
войны. В СССР атомная техника лишь в некоторой степени
вынужденно используется для обеспечения обороны страны от поползновений
империалистов, а в основном она используется в интересах развития
народного хозяйства, повышения благосостояния трудящихся.
Как известно, между частицами, из которых состоят атомпые ядра, т. е. между
нуклонами, действуют так называемые ядерные силы, отличающиеся огромной
величиной. При распаде атомных ядер в одних случаях или при возникновении (синтезе)
ядер — в других образуются новые элементы и выделяется огромное количество
энергии. Внутриядерные реакции, лежащие в основе атомной техники, несходны с
химическими реакциями, с которыми до сих пор имела дело техника. В отличие от химических
при ядерных реакциях происходят изменения в ядре—одни элементы превращаются
в другие с выделением колоссальной энергии. В несколько раз больше выделяется
энергии в ядерных процессах другого рода — при слиянии легких ядер с
образованием более тяжелого ядра (синтез легких элементов).
Следовательно, ядерные реакции являются источником колоссальной энергии,
которая может быть использована или в качестве ядерного оружия или для
мирных целей
Атомная техника является результатом всего предшествующего
развития науки и техники. История открытий, которые непосредственно
подготовили ее возникновение, восходит к концу XIX в. Огромную роль
в раскрытии тайн атома сыграли исследования А. Беккереля, Пьера
и Марии Кюри, Э. Резерфорда и др.
В 1932 г. английский физик Дж. Чедвик показал, что при
бомбардировке бериллия альфа-частицами обнаруживаются новые элементарные
частицы (нейтроны), которые, как указывал в то время советский
физик Д. Иваненко, вместе с протонами (ядрами атомов водорода)
составляют атомное ядро (до этого предполагали, что атом состоит
лишь из протонов и электронов)1. Этот процесс был первым источником
1 Напомним, что атом простейшего элемента — водорода имеет один протон
и один электрон, вращающийся по орбите вокруг протона. Число электронов в атоме
672

нейтронов, которым в дальнейшем было суждено сыграть весьма крупную
роль в атомной технике.
В том же году английскими учеными Дж. Кокрофтом, Э. Уолтоном
была осуществлена первая ядерная реакция посредством искусственно
ускоренных протонов. В начале 1934 г. супруги Фредерик и Ирен Жолио-
Кюри доложили Французской академии наук об открытии искусственной
радиоактивности при бомбардировке пластины алюминия
альфа-частицами, испускаемыми радиоактивным препаратом. Атомы алюминия при этом
превращались в атомы фосфора, но не
обычные, а радиоактивные, которые в
свою очередь превращались в
устойчивый изотоп кремния. Одновременно с
супругами Жолио-Кюри итальянский
ученый Э. Ферми наблюдал искусственную
радиоактивность, вызванную
бомбардировкой нейтронами ряда элементов.
После первых опытов искусственные
радиоактивные изотопы были обнаружены у
все большего числа химических
элементов, ив результате к 1940 г. было
открыто более 200 искусственных
радиоактивных изотопов. В настоящее время
известно до 1400 изотопов всех элементов
периодической системы Д. И. Менделеева.
После открытия искусственной
радиоактивности началось интенсивное
изучение элементарных частиц и ядерных
сил. В 30-е годы были заложены
принципиальные основы новой отрасли тех- Фредерик Жолио-Кюри.
ники и фактически начался переход к
современному периоду искусственного воздействия на атомные ядра.
Важнейшим моментом в этом явилась реализация ядерных цепных
реакций.
В 1939 г. немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрасманом было
сообщено об открытии нового явления — деления атомных ядер урана под
действием медленных нейтронов. Вскоре было установлено, что это явление
происходит по закону цепной реакции. Нейтроны, попадая в ядра урана
с атомным весом 235, не только разрушали их, но при определенных
условиях вызывали появление новых нейтронов, которые в свою очередь
разрушали последующие ядра урана, и таким образом обеспечивалось
проведение цепной реакции, идущей с выделением энергии. В декабре
1942 г. в Чикагском университете Э. Ферми впервые удалось осуществить
ядерную цепную реакцию в первом ядерном реакторе с графитовым
замедлителем нейтронов и естественным ураном-235.
Ядерная физика все теснее связывалась с вырастающей из нее
ядерной (атомной) техникой и промышленностью. В сущности ядерная
техника — это результат промышленного использования достижений
ядерной физики.
Первое практическое использование вновь открытой
неконтролируемой ядерной реакции было осуществлено в США в виде атомной
всегда равно числу протонов, и поэтому заряд атома равен нулю. Следующий по
сложности элемент — гелий — имеет не только два протона в ядре, но еще и два нейтрона
(лишенных всякого заряда), а в оболочке имеет два электрона. Протон и нейтрон
называются ядерными частицами (нуклонами). Сумма протонов и нейтронов, или число
нуклонов в ядре, определяет атомный вес (массовое число) элемента.
673

бомбы, созданной в 1945 г. Впервые атомная бомба была взорвана в
опытном порядке в июле 1945 г. в штате Ныо-Мексико. В августе 1945 г.
атомные бомбы без всякой военной необходимости были сброшены на
Хиросиму и Нагасаки в Японии. Мир был потрясен варварской,
бессмысленной бомбардировкой. Милитаристская Япония была уже сломлена, и ничто
не могло оправдать уничтожения сотен тысяч мирных людей1.
В 1949 г. был произведен первый атомный взрыв в СССР.
Вначале в качестве ядерного горючего в атомных бомбах
использовался уран-235, который являлся единственным известным тогда видом
делящегося материала в земной коре. Технология его производства была
крайне сложна, ибо в общей массе естественного урана этот изотоп
урана составляет лишь 0,72%, а остальное приходится на уран с атомным
весом 238 (99,2%) и отчасти—234. Вначале при производстве урана-235
для первых атомных бомб уран-238 являлся как бы «шлаком», отходом
и почти не применялся2.
С 1949 г. агрессивные империалистические круги США подняли
шумиху вокруг «сверхмощной» водородной бомбы, о чем в январе 1950 г.
сообщил президент США. Через полтора года на атолле Эниветок в
Тихом океане был проведен взрыв установки с водородной бомбой.
В 1954 г. на о. Бикини было взорвано аналогичное устройство еще
большей мощности. Однако эти установки были непригодны для
военных целей.
После создания советской атомной бомбы советские ученые,
продолжая работать над укреплением обороны страны, разработали новое
термоядерное оружие. В августе 1953 г. в советской печати появились
сообщения, что в Советском Союзе создана водородная бомба и произведен
испытательный взрыв ее. Создание водородной бомбы явилось ответом
Советского Союза на политику угроз применения ядерного оружия,
проводимую империалистическими державами, и прежде всего США. В 1955 г.
в Советском Союзе был проведен самый мощный в то время взрыв
водородной бомбы.
И только в 1956 г. американские ученые сумели создать термоядерный
заряд, пригодный для военных целей. Эта бомба была сброшена с
самолета, летевшего на высоте 15 км.
Современные водородные бомбы по силе взрыва соответствуют
15—20 млн. т (а возможно, и более) тротила. Сейчас в Советском Союзе
разработаны термоядерные бомбы мощностью от 50 млн. до 100 млн. т
тротила.
Большую роль в развитии атомной техники в Советском Союзе
сыграл выдающийся советский ученый академик И. В. Курчатов. Он был
главным научным руководителем по созданию в нашей стране атомной
промышленности.
Исследования последних лет привели к поискам новых путей
использования ядерной энергии в мирных целях. Если первая половина нашего
века завершилась техническим решением проблемы использования
энергии деления ядер редких тяжелых элементов (урана, тория, плутония),
1 Каждая из двух бомб обладала взрывной силой в 20 тыс. т тротила. От
взрывов и пожаров погибло более 30 тыс. человек, кроме того 200—250 тыс. мирных
жителей было ранено и поражено радиацией (жители этих городов до сих пор
умирают от лучевой болезни). Современные атомные бомбы по силе взрыва
эквивалентны 500 тыс. т тротила.
2 Теперь, как будет видно ниже, он также превратился в источник ядерного
горючего (плутояий-239) и в последние годы используется для изготовления
водородных урановых бомб.
674

то вторая половина века ознаменовалась разработкой проблемы
получения термоядерной энергии.
В печати публикуется все больше материалов, указывающих на
возможность создания реактора с управляемой термоядерной реакцией —
реакцией слияния легких ядер.
Однако единственно продемонстрированная до сих пор такого рода
реакция синтеза ядер гелия из ядер изотопов водорода реализована
пока лишь в водородной бомбе,
в которой осуществляется быстро
протекающая неуправляемая
термоядерная реакция в виде взрыва.
Что же положено в основу
термоядерной реакции, используемой в
водородной бомбе?
В самой общей форме можно
сказать, что в водородной бомбе
воспроизводятся явления, самопроизвольно
происходящие на Солнце и звездах.
Водород в их недрах постоянно
находится под воздействием огромных
температур, в условиях которых
осуществляется превращение его в другой
элемент—гелий — с выделением
огромного количества энергии. О
выделяющейся при такого рода термоядерных
реакциях энергии можно судить по
следующим цифрам: при синтезе 1 кг
тяжелого водорода (дейтерия1) выделяется
такая же энергия, как и при
сжигании 8—12 т каменного угля.
При быстро протекающей реакции ИгоРь Васильевич Курчатов,
синтеза ядер гелия выделяется
колоссальная энергия, причем о разрушительных возможностях водородной
бомбы говорит следующее: только одна мощная водородная бомба
обладает в несколько раз большей взрывной силой, чем все взрывчатые
вещества, использованные в течение второй мировой войны.
Задача науки состоит в создании управляемых термоядерных
реакций, пригодных для целей энергетики.
Вопрос о создании управляемых термоядерных реакций и об
использовании этого спокойно протекающего процесса для выработки
электроэнергии привлекает в последнее время все большее внимание. В ряде
стран, и прежде всего в Советском Союзе, ведется интенсивная
исследовательская работа в этом направлении, ибо решение этого вопроса открывает
человечеству неограниченные ресурсы энергии.
Исследования в этой области были начаты приблизительно в
начале 50-х годов одновременно в СССР, США, Англии. В 1950 г.
советскими учеными А. Сахаровым и И. Таммом была разработана модель
термоядерного реактора с использованием магнитных сил для образования
термоизоляции (изоляция раскаленной газовой плазмы от стенок
контейнера). Через несколько лет стало известно о работах по использованию
1 Как известно, существуют две такие редкие разновидности водорода, как
дейтерий — изотоп водорода с массовым числом 2, встречающийся в природе, и
тритий — изотоп водорода с массовым числом 3, являющийся радиоактивным веществом,,
которое можно получить, бомбардируя нейтронами литий.
675

мощных импульсных разрядов через газ в целях исследования
возможности создания условий для осуществления ядерного синтеза, проведенных
под руководством академиков Л. Арцимовича и М. Леонтовича. Академик
И. Курчатов в 1956 г. в своей лекции в Харуэлле (Англия) рассказывал
об исследованиях по пропусканию кратковременного электроразряда
через небольшое количество газообразного дейтерия, который, сжимаясь,
развивал температуру свыше 1 млн. градусов.
Многие специалисты считают, что наиболее перспективны ядерные реакторы на
чистом дейтерии, которые пригодны главным образом для стационарных
электростанций большой мощности.
Обычный газообразный дейтерий, заключенный в сосуде, при температуре
100 тыс. градусов (и 1,5 тыс. атм) полностью ионизируется—атомы распадаются на
Рис. 316. Экспериментальная установка «Огра» Института атомной энергии
АН СССР. Камера «Огры» с отодвинутыми соленоидами:
1 — соленоиды, 2 — вакуумная камера, з — инжектор,
4 —высоковольтное питание источника инжектора.
положительные ядра и электроны, а вещество переходит как бы в «четвертое
состояние» и называется плазмой. При температуре 100 млн. градусов скорость ядер дейтерия
достигает огромной величины, и все ядра дейтерия за доли секунды вступают в реакцию
друг с другом, причем в литре плазмы выделяется энергия мощностью в 100 млн. кет,
что равно суммарной мощности почти 50 крупнейших современных ГЭС, подобных
Волжской гидроэлектростанции. Осуществление возможности нагрева дейтерия до
300—400 млн. градусов или же смеси дейтерия с тритием до 50—100 млн. градусов
сыграет решающую роль в создании термоядерного реактора.
Для изучения проблем управляемого ядерного синтеза в последнее
время созданы новые физические установки, сложные аппараты. К началу
1958 г. интересные научные данные были получены в Англии, где в 1957 г.
была создана термоядерная экспериментальная установка «ЗЕТА».
Работавшие на ней английские ученые под руководством Дж. Кокрофта
получили температуру до 5 млн. градусов и смогли удержать при этом
дейтерий от соприкосновения со стенками в течение нескольких
тысячных долей секунды. В установке «ЗЕТА» столб, или шнур, разряда с
протекающим по нему током удерживался в устойчивом состоянии внешним
676

магнитным полем от катушек, намотанных на камеру. Исследования
этих разрядов велись и в нашей стране, например, на установке
«Альфа» с тороидальной камерой.
Для борьбы с неустойчивостью такого шнура в электромагнитном
поле, т. е. с тем, чтобы частицы плазмы не касались стенок и вся
сообщаемая ей энергия целиком шла на ее нагрев, в СССР, США, Англии были
сконструированы специальные экспериментальные установки. Самой
крупной советской установкой такого рода является адиабатическая установка
«Огра» (1958 г.) с камерой длиной в 20 м (рис. 316).
Она представляет собой трубу (цилиндр) с обмоткой, причем на ее
концах имеются дополнительные обмотки для создания более сильного
магнитного поля — так называемых магнитных пробок,
закупоривающих содержащуюся в трубе плазму. В этой установке ток через плазму
не пропускается, а нагревание ее до огромных температур осуществляется
за счет сжатия ионов газа путем переменного увеличения магнитного
поля в спиральной обмотке трубы.
Аналогичные исследования ведутся также в США. В частности,
среди этих работ известен так называемый <шроект Шервуд», над
которым в 1957 г. работало до 250 ученых. В целом исследования по
управляемым термоядерным реакциям являются в настоящее время чисто
экспериментальными, а энергия, которую получают во время
экспериментов, в колоссальное число раз меньше той энергии, которая
затрачивается на поддержание режима работы опытных установок1.
В заключение следует отметить, что в будущем будет возможно
прямое получение электроэнергии на термоядерном реакторе путем,
например, преобразования кинетической энергии заряженных частиц
непосредственно в электрическую.
Использование атомной энергии в мирных целях
и создание атомных электростанций
Одним из основных направлений использования энергии ядерных
превращений в мирных целях является производство электроэнергии
на атомных электростанциях.
Военная направленность работ в области атомной техники в США
не могла не вызвать протеста в стране. Поэтому руководители
американского правительства были вынуждены не раз делать заявления о
желании использовать атомную технику в мирных целях. Однако в целом
использование атомной энергии в мирных целях в США не получило
большого развития.
В США ассигнуются огромные средства на создание атомного
оружия, раздувается шумиха вокруг создания разного рода «чистых» атомных
бомб, дающих якобы быстро рассеивающуюся, кратковременную
радиацию, и т. д. За период 1956—1960 гг. затраты на производство
ядерного оружия в США возросли на 66%.
Первая в мире атомная электростанция на 5 тыс. кет была введена
в строй в Советском Союзе 27 июня 1954 г. Пуск атомной электростанции
явился крупной победой советской научно-технической мысли. Лишь
после строительства атомной электростанции в СССР были сделаны
1 Следует отметить, что совсем недавно установлена возможность ядерного
синтеза при обычных температурах, когда в реакции участвуют такие «элементарные»
частицы, как отрицательные мю-мезоны. Однако считается, что для промышленного
применения здесь не имеется обнадеживающих перспектив.
677

штанная
защита
Уранодые
'стержня
*)
Кадмиедый
стержень

Отражатель
Бетонная защит\
.: °. \ ?- • •"©.•••¦о \**J?ri

Регулирующий
стержень
И паросилобой
устанодне
первые практические шаги в деле мирного использования атомной
энергии и в США.
Современная атомная техника базируется в основном на
использовании цепной реакции деления тяжелых ядер урана медленными
нейтронами. В настоящее время
управляемые цепные реакции
осуществляются на изотопах
урана-235, урана-233
(искусственно получаемого из то-
рия-232), плутония-239
(искусственно получаемого из урана-238),
а так же плутония-241. Очень
важной задачей является
выделение из природного урана его
изотопа—урана-235.
С первых же шагов
развития атомной техники решающее
значение имело использование
урана-235, получение которого
в чистом виде было, однако,
технически затруднено, ибо уран-
238 и уран-235 химически
неотделимы. Впервые эти
природные изотопы урана были
разделены американскими учеными в
1940 г. В результате был
выделен, правда, в ничтожном
количестве, уран-235. В
дальнейшем в научных исследованиях
стал применяться обогащенный
естественный уран. Для его
получения была использована
возможность превращения ура-
на-238 в плутоний-239 и
превращения тория-232 в изотоп
урана-233. Начатые еще в 1940—
1941 гг. в Англии и США
работы по изучению и освоению
новых методов выделения
изотопа урана-235 из природного
урана в послевоенные годы
получили промышленный размах.
Для этого были созданы мощные
предприятия и разработаны
новые технологические
процессы (диффузионный,
электромагнитный и др.) разделения
этих очень близких друг к
другу по своему атомному весу
изотопов. Из физических
методов разделения изотопов урана
наиболее дешевым оказался диф-
Дтражатель,
Яасос-
»)
Конденсат
Бетонная
защита
Б л они из
урана 238
(Тория 232)
Дктабная
Зона и разбег
оителъ
Рис. 317. Схемы атомных реакторов:
а — гетерогенный реактор на медленных нейтронах,
б — гомогенный реактор на медленных нейтронах,
в — реактор, воспроизводящий ядерное горючее
(бридер). (Стрелками показаны пути нейтронов.)
фузионный метод. Диффузионное разделение изотопов урана производится
в СССР, США, Англии на специальных заводах с полностью
автоматизированным процессом производства.
678

Важнейшим устройством, используемым в атомной технике как для
выработки электроэнергии, так и для получения радиоактивных изотопов,
а также для производства вторичного ядерного горючего, является
атомный реактор — сердце современной атомной установки. Атомные реакторы
подразделяются на две основные группы: реакторы, работающие на
медленных нейтронах, и реакторы, работающие на быстрых нейтронах.
Возможен также реактор, работающий на промежуточных (средних)
нейтронах. Большая часть современных реакторов работает на медленных
нейтронах (рис. 317).
Атомные реакторы на медленных нейтронах строятся двух типов. Один из них
представляет гетерогенный котел, в котором атомное горючее в виде стержней
природного урана или урана, обогащенного изотопом урана-235, помещается в замедлитель
(графит, тяжелая вода), который замедляет быстрые нейтроны (до медленных, тепловых)
и обеспечивает нормальное протекание реакции1. Другой тип реакторов — гомогенный,
где горючее в виде тонкого порошка находится в взвешенном состоянии в жидком
замедлителе (обычно соль урана, равномерно распределенная в тяжелой воде). За последние
годы происходили испытания реакторов с использованием сплава, содержащего
делящееся вещество, как, например, расплавленный висмут, содержащий торий и
небольшое количество ураяа-233.
В реакторах, работающих на быстрых нейтронах, замедлитель отсутствует,
а теплоносителем является обычно жидкий металл. Цепная реакция поддерживается
непосредственно быстрыми нейтронами; в таком реакторе приходится применять
почти чистый изотоп урана-235 или же работать на искусственно полученном
вторичном ядерном горючем, т. е. плутояии-239 и уране-2332.
В настоящее время важнейшими проблемами атомной энергетики
является рациональное использование урана, а также тория в качестве
атомного сырья. В связи с этим большой интерес приобретает создание
атомных реакторов на быстрых нейтронах, способных воспроизводить
ядерное топливо — превращать уран-238 в ядерно-активный материал —
плутоний-239. Поэтому в развитии атомных реакторов наибольшее
значение получили работы по созданию так называемых бридерных
реакторов, или реакторов-размножителей. В 1951 г. в США был построен
первый опытный бридерный реактор, а с 1953 г. были начаты работы по
созданию крупного реактора такого типа.
Если в вышеуказанных реакторах процесс протекает лишь с
расходованием ядерного топлива и, следовательно, через некоторое время
в реактор нужно загружать новую порцию ядерного топлива, то в
реакторах-размножителях процесс протекает с воспроизводством ядерного
топлива. Этот реактор обеспечивает получение не только
электроэнергии, но и «вторичного» ядерного топлива — плутония-239 (из изотопа
урана-238) и урана-233 (из тория-232).
В реакторе на быстрых нейтронах в отличие от других реакторов
может происходить расширенное воспроизводство горючего в цикле
уран-238 — плутоний-239 (в результате реакции с нейтронами здесь
происходит цепь ядерных превращений и из ядерно-неактивного урана-238
получается ядерное горючее—плутоний-239). При этом на каждый грамм
1 Надо отметить, что первые исследовательские реакторы с графитовым или
тяжеловодным замедлителем и естественным ураном были дорогими, громоздкими и
сложными устройствами. Принципиально новым шагом явилось создание водо-водяных
исследовательских реакторов, в которых замедлителем и отражателем нейтронов,
а также теплоносителем и частично защитой служит обычная вода. Работы советских
ученых позволили освоить в 1954—1959 гг. серийное производство исследовательских
водо-водяных реакторов мощностью свыше 100 кет. В конце 1960 г. реактор такого
рода мощностью в 10 тыс. кет построен в Ленинграде.
2 Напомним, что активная зона реактора окружается слоем вещества,
отражающего нейтроны, и защитными слоями веществ (бетона, свинца и др.), предохраняющих
работающих при реакторе людей от вредных радиоактивных излучений; нейтронное
679

*—-——--*———-* /-"S I л
израсходованного плутония в зоне воспроизводства получается более
одного грамма плутония-239. Считается, что коэффициент
воспроизводства в реакторах на быстрых нейтронах может достигнуть величины 1,5
и выше.
В целом, однако, задача создания реакторов на быстрых нейтронах
очень сложна, и над ее решением упорно работают ученые в СССР, а
также в США, Англии и Франции.
Большой вклад в эту область ядерной техники внесли советские
специалисты. На основе больших теоретических исследований были построены
реакторы на быстрых нейтронах типа
«БР-1», «БР-2», «БР-5». Определив
коэффициент воспроизводства и
другие физические характеристики,
советские ученые спроектировали
реакторы на быстрых нейтронах с
электрической мощностью в 50 и 250 тыс.
кет. Использование атомных
реакторов на быстрых нейтронах создает
перспективу в будущем увеличить
энергетические ресурсы нашей
планеты за счет использования всего урана
и тория.
Атотомные электростанции в
зависимости от системы теп л опере дачи могут иметь
одно-, двух- и трехконтурные схемы.
Если, например, теплоноситель — жидкий
металл, то он в особом теплообменнике
отдает тепло другому теплоносителю—газу
или воде, которые используются в виде
пара или горячих газов в турбинах. Такая
схема с промежуточным теплообменником
называется двухконтурной. Ее применение
позволяет ограничиться установкой
биологической защиты лишь для реактора и
теплообменника и исключает ее
необходимость для всего теплосилового
оборудования. Именно по такой схеме работает
энергетическая установка атомной
электростанции АН СССР.
Реактор первой советской
атомной электростанции (рис. 318, 319)
работает на обогащенном
естественном уране, причем содержание
изотопа урана-235 доведено до 5%. Этот
реактор находится в стальном баке
диаметром 3 м и высотой 4,6 м. Реактор заполнен графитом, а в
центральной его части имеется 128 рабочих каналов, в которые опускаются
стержни урановых тепловыделяющих элементов. Эти стержни окружены
длинными графитовыми цилиндрами и образуют активную зону
диаметром 150 см и высотой 170 см.
Реактор начинает работать лишь после того, когда в него спущено
свыше 60 стержней. Общая загрузка урана в реактор составляет 550 кг,
Рис. 318. Принципиальная схема
первой советской атомной электростанции:
1 — ядерный реактор, 2 — теплообменник,
3 — фильтр, 4 — паротурбоагрегат,
5 — конденсатор, 6 — насосы.
и гамма-излучения особенно вредно отражаются на живом организме. Для
регулирования работы реактора применяются устройства из веществ, легко захватывающих
нейтроны,— кадмиевые стержни или стержни из бора и гафния—для изменения величины
потока нейтронов. В качестве охлаждающей среды или теплоносителя могут быть
использованы жидкости (вода), газы (гелий, углекислый газ), жидкие
(расплавленные) металлы (натрий, свинец, калий и др.).
680

причем в сутки расходуется до 30 а урана, что эквивалентно 100 т угля.
Регулировка реактора осуществляется при помощи стержней из карбида
бора, активно поглощающего нейтроны. Вместо жидкого металла на
атомной электростанции применяется циркулирующая в первичном
контуре некипящая вода, имеющая давление 100 атм и t° 280—290°.
Рис. 319. Главный зал первой советской атомной электростанции:
слева — верхняя крышка ядерного реактора.
В результате этого обеспечивается высокая температура воды, а в
теплообменнике образуется перегретый пар давлением 12—13 атм и
температурой 260—270°. Этот пар и поступает в турбину электростанции.
Полный КПД электростанции составляет 17—19%. За первые два года
эксплуатации — по июнь 1956 г.—атомная электростанция израсходовала
несколько килограммов урана, тогда как тепловая электростанция такой же
мощности сожгла бы за то же время более 75 тыс. т угля.
Следует подчеркнуть, что одной из наиболее важных задач, стоящих перед
специалистами, работающими в области атомной техники, является совершенствование методов
очистки и переработки тепловыделяющих элементов реакторов. Дело в том, что в
течение определенного периода работы ядерного реактора свойства топлива ухудшаются.
В нем накапливаются продукты деления («шлаки»), многие из которых образуются
в больших количествах и способны захватывать нейтроны, уменьшая тем самым их
число и препятствуя протеканию самоподдерживающейся цепной реакции. В итоге
получается как бы «отравление», или «шлакование», реактора этими «осколками»
деления. Поэтому реактор периодически приходится загружать новыми делящимися
веществами, т. е. заменять тепловыделяющие элементы. Эти элементы на специальных
химических заводах подвергаются переработке в целях удаления «осколков» деления
и выделения накопившихся плутония и урана. Это составляет обычно большую
долю расходов по эксплуатации реактора, и ясно, что улучшение очистки и переработки
тепловыделяющих элементов приведет к значительному удешевлению электроэнергии,
получаемой на атомных электростанциях (рис. 320).
681

Данные технико-экономического анализа показали, что имеются
реальные возможности строительства промышленных атомных
электростанций.
При выяснении экономичности работы электростанций на ядерном
горючем учитывается, что при расщеплении 1 кг изотопа урана-235
выделяется до 20 млрд. ккал топлива, тогда как при сжигании 1 кг каменного
Рудник Одогатительная Химический Металлургический
фаорипа забод забод
Рис. 320. Схема комплексного использования ядерного горючего.
угля можно получить около 7 тыс. ккал. Атомная электростанция работает
без дыма, без загрязнения воздуха, не требует подвозки топлива, вывозки
шлака и т. п. Наиболее выгодно производство электроэнергии на крупных
атомных электростанциях.
В Советском Союзе, а также в других странах в последние годы
работают над созданием промышленных электростанций на атомной энергии
мощностью в несколько сот тысяч киловатт.
Опыт работы первой советской атомной электростанции позволил
перейти к новому этапу в развитии атомной энергетики —
строительству крупных промышленных атомных электростанций (мощностью
до 400—600 тыс. кет) с использованием делящегося урана.
В сентябре 1958 г. в Советском Союзе вступила в строй первая
очередь атомной электростанции мощностью 100 тыс. кет.
В настоящее время в нашей стране строится атомная электростанция
в Воронежской области мощностью в 210 тыс. кет с двумя реакторами
водо-водяного типа. На этой электростанции в качестве горючего будет
применяться обогащенный уран. Общий вес урановых тепловыделяющих
элементов в реакторе составляет 44 иг. Этого количества урана достаточно
для полуторагодовой непрерывной работы установки.
Вес реактора без воды — 420 т. Активная зона реактора будет
заключена в высокопрочный стальной корпус диаметром 3,8 м и высотой
около 12 м. КПД станции составляет 26,3%, что примерно равно КПД
обычных тепловых электростанций. Следует отметить, что в дальнейшем
атомные котлы этих станций будут работать в кипящем режиме. В целях
освоения кипящих реакторов водяного типа в Советском Союзе
сооружается реактор на быстрых нейтронах с коэффициентом воспро-
682

изводства топлива более 1 и мощностью до 50 тыс. кет. На Урале
строится высокоэкономичная атомная электростанция мощностью
в 100 тыс. кет. На этой электростанции перегретый пар намечено
получать в самом атомном реакторе, из которого он будет поступать прямо
в турбину.
Для изучения работы реакторов на быстрых нейтронах в Советском
Союзе в 1955 г. был построен первый реактор такого типа на атомной
Рис. 321. Атомный ледокол «Ленин» во льдах Арктики.
электростанции в г. Обнинске. В июле 1958 г. в СССР был создан
и ныне успешно работает экспериментальный реактор на быстрых
нейтронах мощностью в 5 тыс. кет. Этот реактор имеет тепловыделяющие
элементы из плутония с натриевым охлаждением.
Изучение работы этого реактора играет большую роль при разработке
проектов реакторов на быстрых нейтронах для промышленных атомных
электростанций. Программа КПСС предусматривает по мере
удешевления производства атомной энергии дальнейшее строительство атомных
электростанций, особенно в районах с недостатком других источников
энергии.
В СССР с 1956—1960 гг. все шире развертываются работы по
созданию атомных энергосиловых установок для транспортных целей. В декабре
1957 г. был спущен на воду первый в мире ледокол «Ленин» с атомным
двигателем (рис. 321). Суточный расход «горючего» (урана) на ледоколе
исчисляется граммами или десятками граммов, а мощность его главных
двигателей достигает 44 тыс. л. с. Вес приготовленной к работе атомной
энергоустановки с эффективным малогабаритным защитным устройством
составляет 3017 т. Корабль оснащен тремя взаимно заменяющими друг
друга атомными реакторами. Управление установкой силовой части
ледокола осуществляется дистанционно, при помощи автоматики и
телемеханики (рис. 322). Корабль имеет возможность в течение года совершать
плавание без захода в порт.
683

В США в 1960 г. было спущено на воду атомное товаро-пассажирское
судно «Саванна» водоизмещением 21 тыс. т.
В США основное внимание уделяется разработке реакторов для
военных нужд. В частности, в первой половине 50-х годов в Америке был
разработан ядерный реактор для подводных лодок, и 17 января 1955 г.
Рис. 322. У пульта управления
атомного ледокола «Ленин».
на воду была спущена первая экспериментальная подводная лодка
«Наутилус» (рис. 323). В это же время была построена еще одна подводная лодка
с ядерным реактором —«Морской волк», а также другие подводные лодки.
Водоизмещение «Наутилуса» составляет 3180 т, длина — 92 м, мощность
атомной силовой установки равна 13,4 тыс. л. с. Подводная лодка
развивает скорость в 20 узлов. Автономность плавания «Наутилуса»
превышает 25 тыс. миль. Летом 1958 г. «Наутилус» прошел подо льдами
Северного Ледовитого океана к Северному полюсу.
В 1957 г. строилось или намечалось строительство 13 американских
атомных подводных лодок, а через два года сообщалось, что
Военно-морское министерство США наметило программу строительства 75 атомных
подводных лодок.
684

По примеру США атомные подводные лодки строятся в Англии
и Франции. В 1959—1960 гг. была построена первая английская атомная
лодка «Дредноут» водоизмещением в 3500 т с американской атомной
силовой установкой. Сообщалось о разработке конструкции французской
атомной подводной лодки водоизмещением 4000 т.
Советские ученые и инженеры создали первоклассные атомные
подводные лодки, вооруженные мощными ракетами.
В настоящее время в ряде стран ведутся работы по созданию
атомных силовых установок для самолетов. В 1956 г. в США был проде-
Рис. 323. Американская атомная подводная лодка «Наутилус»
монстрирован проект 14-осного атомного локомотива, в одной части
которого располагался гомогенный реактор, а в другой—радиаторы
охлаждения. Вес локомотива с атомной паротурбинной силовой установкой
достигает 350 га, длина — 52 м.
Особый интерес представляет создание атомных авиационных
двигателей. Лишь с применением ядерного горючего будет возможно
удовлетворительно решить проблему дальних полетов со сверхзвуковыми
скоростями. Со второй половины 50-х годов из чисто военных соображений
в США началась интенсивная работа по созданию авиационных атомных
двигателей, и в 1957 г. была создана и испытана первая атомная
авиационная силовая установка.
Несмотря на упорное сопротивление энергетических монополий, со
второй половины 50-х годов атомная электроэнергетика стала пробивать
себе дорогу и в США1.
В конце 1957 г. в Соединенных Штатах в Шиппингпорте была
сооружена первая промышленная атомная электростанция мощностью
в 60 тыс. кет (с последующим расширением до 100 тыс. кет) с реактором
1 В 1955 г. во всех странах мира работало 18 атомных электростанций общей
мощностью 200 тыс. кет. Предполагается, что в 70-х годах их общая мощность
достигнет 15 млн. кет.
685

на тепловых нейтронах. В 1959 г. в районе Чикаго была введена в
эксплуатацию крупнейшая в США Дрезденская атомная электростанция
мощностью в 180 тыс. кет с реактором на кипящей воде. В это же время была
построена атомная электростанция им. Ферми недалеко от Детройта.
На этой электростанции действует крупный реактор на быстрых нейтронах
с воспроизводством ядерного топлива. В качестве теплоносителя в
реакторе используется жидкий гелий.
Кроме этих электростанций в США строится еще свыше десяти
атомных электростанций.
В Англии первая атомная электростанция мощностью в 46 тыс. кет
была введена в эксплуатацию в октябре 1956 г. Во второй половине
50-х годов в Англии было начато строительство нескольких крупных
атомных электростанций общей мощностью в 650 тыс. кет. В 1960 г. в стране
действовали 2 и строилось 6 атомных электростанций.
Атомные электростанции сооружаются в Канаде, Италии,
Чехословакии, ГДР, Швеции, Японии. Во Франции в 1956—1959 гг. в атомном
центре в Маркуле были введены в строй три атомных реактора общей
электрической мощностью в 60 тыс. кет; начали строиться мощные
атомные электростанции. В ГДР в 1962 г. будет сооружена атомная
электростанция мощностью 70 тыс. кет.
Еще в 1955 г. в Женеве на впервые созванной конференции по мирному
использованию атомной энергии указывалось, что в СССР, США, Англии, Франции, Норвегии
и Швеции работало 50 атомных реакторов, используемых отчасти для выработки
электроэнергии, а главное для исследовательских работ, а также для производства
различных видов ядерного горючего и расщепляющихся материалов. В этих, а также в
некоторых других странах было запланировано, строилось или находилось в стадии
проектирования 80—90 реакторов, которые должны были быть использованы для производства
электроэнергии и атомного горючего или для исследовательской работы
Суммарная мощность действующих и сооружаемых атомных
электростанций сейчас составляет в Великобритании 2183 тыс. кет, США—
1128 тыс. кет, Франции—769 тыс. кет, Италии—510 тыс. кет,
Канаде—220 тыс. кет, Японии—163 тыс. кет.
Сейчас во многих странах работают экспериментальные атомные
реакторы для исследовательских целей. Большим опытом в этой области
обладает Канада, где первый ядерный реактор был введен в строй в 1945 г.
Созданные в Канаде реакторы были предназначены для поставки
расщепляющихся материалов в США, а также для производства радиоактивных
изотопов.
Работы в области мирного использования атомной энергии, несмотря
на все трудности и препятствия, непрерывно развиваются. Особенно
бурными темпами развивается атомная техника в Советском Союзе и в
других социалистических странах. Программа КПСС предусматривает
значительное расширение применения атомной энергии в мирных целях
в народном хозяйстве, медицине, науке.
Ускорители заряженных (атомных) частиц
Развитие ядерной физики сопровождается созданием особых
установок —«ядерной артиллерии»,— позволяющих получать «элементарные»
частицы — электроны, протоны, ионы и т. д.—с высокими энергиями
(в миллиарды электроновольт и выше). Создание различных
ускорителей заряженных частиц имеет важное значение, позволяя глубже изучить
природу и взаимное превращение таких частиц. Кроме того, ускорители
дают возможность получать новые радиоактивные изотопы различных
686

элементов. Так, один из последних химических элементов с атомным
номером 102 (радиоактивный «Нобелиум») был получен в 1957 г. на
циклотроне в результате бомбардировки элемента с порядковым номером 96
ионами углерода1.
В ускорителях обеспечивается ускорение заряженных частиц до
огромной величины, поскольку первым шагом любого ядерного
эксперимента является преодоление внутренних сил, связывающих части атома
в одно целое, и раскрытие тем самым всех деталей строения ядра. Передача
энергии частицам происходит благодаря взаимодействию электрического
поля с зарядами частицы, т. е. в ускорителях используются электрические
70/0-
III! Mill __| I И I III 1
I?
i i i i 11
-Резерфорд Впервые осуществил искусственную ядерную реакции!
7030 ^Ъ-Генератор Ван-де-Граафа1
1932~§-0,7мэВ Линейный усноритель Нанрофта и Уортонй
-ШмзВ Циклотрон Лоренсй
-ЗОмзВ Бетатрон Д. Перста
ШмзВ Бетатрон
-200 и ШмзВ Фазотрон. Синротрон
- -ЩмзВ Фазотрон
\330мз6 дет а трон
2Шмзб Синхрофазотрон
6200 мзВ /{осмотрен В БрукхзВене
^====^^тЦ0и00мз6 Синхрофазотрон В Цубне
=-—о—
Строятся ускорители более 50000~60000 мзб
Рис. 324. Рост мощности ускорителей.
и магнитные свойства заряженных частиц. Именно это является основным
физическим принципом, на котором основано действие ускорителей.
Двигаясь в ускоряющем поле, частицы приобретают определенную
энергию. Энергия, которую приобретают частицы в ускорителях,
измеряется электроновольтами2.
В современной технике существуют различные типы ускорителей
заряженных частиц. Мощные ускорители представляют собой крупные
инженерные сооружения, в которых используются новейшие достижения
радиоэлектроники и электротехники.
На протяжении последних 30 лет в связи с потребностями
атомной техники происходил быстрый рост мощности ускорителей (рис. 324).
Если в 20-х годах были созданы высоковольтные установки, в которых
заряженные частицы ускорялись лишь за счет разности потенциалов
электрического поля, то к 1930 г. удалось построить установки в 1—2 млн.
вольт. В 1930 г. появился электростатический линейный ускоритель,
удачно сочетавший электростатическую машину с вакуумной трубкой.
Получение протонов и электронов более высоких энергий стало
возможным в результате применения резонансного метода ускорения в цикло-
1 В 1961 г. американскими учеными искусственно при бомбардировке пучком
тяжелых ионов калифорния был получен 103-й химический элемент.
2 Один электроновольт (эв) означает такое количество энергии, которое
приобретает электрон, когда он ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов
в 1 вольт. Чтобы получить представление об энергии частиц, полученной в
ускорителях, достаточно указать, что при химической реакции горения, когда соединяется
1 атом углерода с 1 атомом кислорода, выделяется энергия в 4,2 электроновольт.
Энергия же связи протонов и нейтронов в ядре составляет 7—8 млн. электроновольт.
687

тронах, появившихся в начале 30-х годов. Циклотрон является простейшим
резонансным циклическим ускорителем1, в котором ускоряемая частица
движется в вакуумной камере по плоской спирали или по кольцевым
орбитам. Энергия частиц при этом возрастает вследствие многократного
прохождения ими промежутков, к которым приложено переменное
напряжение, причем частицы, вращаясь по окружности, проходят эти
промежутки в одной и той же фазе этого переменного напряжения («резонанс»).
Если в 30-х годах в циклотроне частицы разгонялись до энергии в несколько
миллионов эв, то в настоящее время мощность циклотронов возросла
до 20—22 млн. эв.
Следует также отметить, что почти все современные мощные
ускорительные установки основаны на так называемом «принципе авто-
фазировки» (автоматической устойчивости фазы частицы), открытом в
1944—1945 гг. почти одновременно советским ученым В. Векслером и
американским ученым Э. Мак-Милланом. Это явление легло в основу
конструирования ускорителей с переменной частотой — фазотронов и
•синхрофазотронов.
После второй мировой войны начали получать распространение
мощные типы циклических резонансных ускорителей, в частности
синхроциклотрон (фазотрон) и синхрофазотрон. В отличие от непрерывного
ускорения, как в циклотроне, здесь ускорение носит импульсный
характер. И фазотрон, и синхрофазотрон являются резонансными
ускорителями, ибо движение частиц в них происходит в резонанс (синхронно)
с изменением ускоряющего поля.
Широкое практическое применение получили индукционные
ускорители электронов (бета-частиц) — бетатроны. Бетатрон построен по
принципу трансформатора. Ускорение частиц здесь производится
электродвижущей силой, создаваемой переменным магнитным полем
электромагнита. Попадая на мишень из тяжелого металла, ускоренные электроны
теряют свою энергию, и в результате возникает бетатронное
гамма-излучение с высокой проникающей способностью, что используется, например,
для дефектоскопии металлов.
В начале 1958 г. во всем мире работало уже более 10
синхроциклотронов. Самым крупным ускорителем, дающим протоны с энергией 680 млн.
электроновольт, является синхроциклотрон в Объединенном институте
ядерных исследований в г. Дубне в Советском Союзе. Самым большим
синхроциклотроном в США является ускоритель Чикагского
университета, дающий энергию протонов в 450 млн. электроновольт.
Одним из крупнейших ускорителей протонов является
синхрофазотрон в США в Калифорнийском университете. Исследования,
проведенные с помощью этого синхрофазотрона (беватрона) профессором
Э. Сегре и другими, привели в 1955 г. к открытию новой «элементарной»
частицы атомного ядра — антипротона (отрицательно заряженный протон)
(рис. 325). Здесь же в следующем году был обнаружен антинейтрон.
В Объединенном институте ядерных исследований в г. Дубне весной
1957 г. был пущен крупнейший в мире синхрофазотрон, дающий пучок
протонов с энергией в 10 млрд. электроновольт. Вес кольцевого
электромагнита этой установки составляет 36 тыс. т, средний диаметр—около 60 м,
радиус орбиты движения частиц — 28 м. В процессе ускорения протоны
проходят по орбите путь, длина которого в 2,5 раза больше
расстояния от Земли до Луны. При сооружении этого ускорителя советские
специалисты блестяще разрешили ряд технических проблем, в частности раз-
1 Ускорители в зависимости от характера траектории частиц подразделяются
на циклические и линейные.
088

работали сложную радиочастотную систему для создания требуемого
переменного электрического поля (рис. 326).
В 1962 г. в нашей стране строится ускоритель протонов мощностью
в 70 млрд. электроновольт. В конце 50-х годов в ряде стран Европы
и в США велось строительство ускорителей в десятки миллиардов
электроновольт. В настоящее время в США и Швейцарии сооружаются
гигантские ускорители протонов, причем в США создан ускоритель, рас-
Puc. 325. Схема получения антипротона (1955 г.):
2 — электромагнит, отклоняющий мезоны, 2 — бетонная защита, 3 — специальный
счетчик, отмечающий пролет антипротона, 4 — электромагнит, отклоняющий протоны
от более тяжелых частиц, 5 — второй счетчик; а — линейный ускоритель, б — ввод
протонов, в — элементы электромагнита синхрофазотрона, г — направление движения
протонов в ускорителе, д — медная мишень.
считанный на энергию до 30—32 млрд. электроновольт, а в Швейцарии—
до 25—28 млрд. электроновольт. На конференции по ускорителям в
Женеве в 1959 г. высказывались соображения о возможности и
необходимости создания ускорителей до 100 млрд. электроновольт. Сейчас встает
проблема создания ускорителей на энергию 800—1000 млрд.
электроново ль х.
Дальнейший прогресс ускорительной техники потребовал реализации
новых идей в физике ускорителей, новых принципов ускорения атомных
частиц. В частности, в 1950—1952 гг. были разработаны проекты мощного
и экономичного так называемого безжелезного синхротрона, а сейчас
изучается возможность создания двухкаскадного ускорителя на энергию
до 500 млрд. эв.
Важной проблемой является получение большой интенсивности
пучка ускоренных частиц, выводимого из ускорителя. В СССР в начале
1959 г. впервые в мире начал работать новый тип ускорителя —
циклический ускоритель с пространственной вариацией напряженности
магнитного поля. Эта установка позволяет получать непрерывный поток
ускоренных частиц с интенсивностью, в десятки тысяч раз превышающей
интенсивность в существующих ускорителях.
Радиоактивные изотопы и их применение
Большое значение для научно-технического прогресса имеет
использование радиоактивных изотопов и источников ядерных излучений.
Радиоактивные изотопы и источники ядерных излучений — мощное
689

средство воздействия на различные вещества и процессы. Они необходимы
для получения «меченых» ими препаратов, соединений, изделий.
Использование изотопов приведет к глубоким, коренным изменениям многих
технологических процессов, позволит создать новую аппаратуру и
приборы. За последние годы ядерные излучения и радиоактивные изотопы
стали весьма эффективным средством контроля за ходом
производственных процессов. Радиоактивные излучения, проходя через вещество, теряют
Рис. 326. Мощный советский синхрофазотрон в Объединенном институте ядерных
исследований в г. Дубно (видны центральная и левая часть ускорителя).
часть энергии и по величине падения последней, по ослаблению
излучения можно точно контролировать качество материалов и толщину любых
изделий, через которые проходит это излучение. Ярким примером
использования изотопов является применение устройств, использующих
радиоактивный изотоп кобальта для проверки качества изделия.
Обычный металлический кобальт при бомбардировке его нейтронами
превращается в радиоактивный кобальт-60, который сохраняет радиоактивность в течение
длительного времени, самопроизвольно испуская гамма-лучи. Кобальт-60 с большим успехом
используется в мирных народнохозяйственных целях. Кроме того, стоимость
его невелика.
За последние годы на промышленных предприятиях кобальт-60 все шире
применяется, в частности для контроля за качеством продукции. Промышленная гамма-
дефектоскопия служит для определения внутренних дефектов материала и основана
на использовании свойства этих лучей проникать через материал и воздействовать на
фотопластинку с той или иной степенью силы в зависимости от встретившихся на их пути
внутренних пороков металла, при этом гамма-лучи просвечивают стальные отливки,
не делая сталь радиоактивной1.
Радиоактивные изотопы существенно облегчают контроль за
качеством сварочных процессов. На заводе «Красный котельщик» в Таганроге
внедрение за последнее время гамма-дефектоскопии снизило брак при
сварочных работах в два раза.
Изотопы используются в схемах автоматического регулирования
и контроля технологических процессов.
В последние годы на ряде металлургических заводов при помощи
изотопов контролируется толщина металлических листов при прокатке.
Замена контактных микрометров радиоактивными толщинометрами
1 Для быстрого и непрерывного контроля за качеством металла в процессе самого
производства большое значение приобретает аппаратура для дистанционного видения
в металлах. В ней с помощью специальных преобразователей достигается превращение
невидимого гамма-излучения в электронный поток и затем в оптически-видимое
изображение (например, на флуоресцирующем экране телевизора).
690

на одном из ленинградских заводов позволила увеличить
производительность шестивалкового стана на 15,5%.
Кобальт-60 и некоторые другие радиоактивные изотопы применяются также в
качестве источника гамма-излучения при радиоактивном кароттаже на угольных
месторождениях, что позволяет просто и с большой точностью определять глубины залегания
угольных пластов и их мощность. Открытие новых месторождений нефти за последние
годы стало возможным главным образом благодаря применению радиоактивных
методов разведки.
В некоторых отраслях промышленности источники ядерных излучений изменяют
всю технологию производства. Установлено, например, что тяжелые малоценные
продукты нефти можно расщеплять на более ценные легкие путем радиоактивного
облучения. При облучении нефти гамма-лучами реакция расщепления ускоряется, и процесс
может идти при обычных температурах, причем достигается больший выход бензина,
чем при обычном крекинге того же количества нефти. Специальными приборами можно
точно определять процент содержания водорода в углеводородах, что важно для
топлива реактивных двигателей.
При помощи радиоактивных изотопов можно контролировать, а затем
автоматически регулировать ход производственных процессов. При этом
радиоактивный «глаз» может наблюдать процессы в условиях, при
которых другими способами их наблюдать нельзя или очень трудно. Так, при
работе землесосов важно обеспечить засос определенного количества
грунта. При помощи прибора с радиоактивным изотопом кобальта можно
точно узрать в каждый данный момент, сколько пульпы проходит через
трубы землесосного снаряда (поскольку земля поглощает гамма-лучи
сильнее, чем вода, что и регистрируется особым счетчиком). Это в конечном
счете позволяет на 15—20% поднять производительность землесосных
снарядов.
Путем облучения режущих инструментов нейтронами можно
искусственно сделать их радиоактивными и определить износ по степени
радиоактивности стружек (так определяется, в частности, характер и
скорость износа вольфрамовых резцов). Радиоактивные изотопы позволяют
познать механизм образования сплавов, распределение различных
элементов в них. Изотопы открывают возможность прослеживать поведение
каждого атома в сплавах, чего нельзя сделать с помощью самых
сверхмощных микроскопов.
Радиоактивное излучение изменяет химические свойства некоторых
веществ, возбуждая реакции, которые при обычных условиях трудно или
совсем невозможно осуществить. Например, при радиационном способе
полимеризации ряд веществ, которые нельзя полимеризовать обычным
химическим способом, вступает в процесс полимеризации. В последнее
время были созданы многочисленные конструкции приборов для
радиоактивного регулирования сложных производственных процессов,
протекающих в условиях высоких скоростей, температур, давлений. Все это
указывает на огромное значение использования радиоактивных
излучений в химии.
Весьма характерной особенностью современной техники является то,
что ее достижения в различных областях комбинируются. Ярким примером
этого является комбинация полупроводников и радиоактивных изотопов
которая дает возможность создавать совершенно новые источники тока,
так называемые атомные батареи. Для этого с помощью сильных
бета-излучателей осуществляется облучение электронами германия или
кремния. В результате внутри особого типа полупроводников
высвобождается огромное число электронов, при одностороннем перемещении
которых на концах полупроводниковой пары создается разность
потенциалов и получается маломощный генератор электроэнергии, но пока
691

эти устройства имеют низкий КПД. Однако работы в этой области
продолжаются и, несомненно, приведут к положительным результатам1.
Известно, как сложно и дорого получение легированных сталей.
Поэтому весьма заманчивым является превращение части железа в хром,
ванадий и другие металлы воздействием нейтронов определенной энергии.
Тем самым будет создана возможность получения прямо из железа
легированной стали с заданными свойствами. Возможно, что атомные реакторы,
как источники электронов, станут подобием мартенов для получения
такой стали.
Очень важную роль радиоактивные изотопы начинают играть в
биологии и медицине при использовании метода «меченых атомов». Применение
этого метода дает возможность изучить сложные биохимические процессы,
происходящие в организмах животных и растений.
Возможность обнаружения мельчайших количеств определенного радиоактивного
«изотопа (до 10~1(i г), введенного в организм, позволяет проследить путь вещества и его
распределение, помогает изучить механизм химических и биологических реакций, а
также изучить вопросы, касающиеся обмена веществ в живом организме. Таким способом
можно проследить во времени, как происходит сосредоточение того или иного
элемента в организме животного (например, фосфор в костях), установить его роль в
питании и вообще поведение химических элементов в организме. Применение радиоактивного
углерода позволило по-новому представить процесс поглощения углерода растениями
и установить некоторые детали химизма фотосинтетических превращений углерода.
Метод «меченых атомов» помогает изучить сложный и многообразный процесс
фотосинтеза, внести изменения в паши представления о его механизме. В результате
исследований с применением радиоактивного фосфора разработана так называемая внекорневая
подкормка некоторых сельскохозяйственных культур, например хлопчатника, что
позволило повысить его урожайность на 10—20%.
К 1960 г. в СССР было разработано десятки типов оригинальных
приборов, основанных на применении радиоактивных изотопов. В нашей
промышленности применяются тысячи различных приборов,
осуществляющих автоматический контроль за качеством продукции, считающих
изделия при поточном производстве и т. п.
Новые материалы для ядерной техники
Развитие ядерной техники поставило много новых технических
проблем, и прежде всего проблем, связанных с новыми материалами,
вовлекаемыми ныне в современную технику.
В атомной технике все большее значение стали получать материалы,
ранее не применявшиеся. При этом большое количество новых
материалов принадлежит либо к очень редко встречающимся в природе, либо
к тем, которые, хотя и распространены в земной коре, но находятся в
рассеянном состоянии, что затрудняет их получение. Атомная техника
требует материалов высокой чистоты, с полным исключением каких бы то ни
было примесей. Для ее развития необходимы металлы и сплавы с особыми
свойствами.
Применяемые в современной атомной технике материалы делятся в
общих чертах на следующие группы.
В первую группу материалов входит прежде всего атомное горючее.
Главным сырьем для атомной промышленности являются урановые руды
и руды тория.
1 В 1959 г. в США сообщалось, например, о создании более эффективной
атомной батареи. В этом полупроводниковом устройстве использован радиоактивный
изотоп стронция (стронций-90) или же полоний-210, причем КПД батареи достигает 10%.
Однако стоимость такой батареи очень высока.
692

Таблица 16
Материалы атомной техники
Исходное
сырье
Уран
Торий
Литий
Ядерное
топливо
Уран-235
Уран-233
Плутоний-
239
(Плутоний-
241)
Литий (6)
Водород (2)
Водород (3)

Конструкционные
материалы
Сталь
Алюминий
Цирконий
Замедлители
нейтронов
Вода
Тяжелая
вода
Графит
Окись
бериллия

Теплоносители
Воздух
Гелий
Углекислый
газ

Расплавленные
металлы
(натрий,
калий,
литий и
некоторые
др.)
Регуляторы
Бор
Кадмий
Гафний

Биологическая эащита
Бетон
Вода
Свинец
Железо
(а также
гафний и
бор)
Уран остается основным материалом, на котором базируется атомная техника.
В земной коре содержится около 4.10~4% урана (весовых). Одной из наиболее
распространенных урановых руд является смоляная обманка, состоящая в основном
из черно-серого окисла урана. Обычно в руде содержится до 0,3% урана. Мировые
запасы урана на 1956 г. составляли 23 млн. т Разведанные запасы урановых руд
все время увеличиваются.
Первое крупное месторождение урана начали разрабатывать в Конго.
Во многих странах ведется усиленная разведка новых месторождений
урана. С развитием атомной техники потребности в уране растут.
Потребление урана одной лишь военной промышленностью США в последние
годы достигло 20 тыс. т и продолжает расти.
В 1958 г. в капиталистических странах было произведено 30 тыс. т
урана, в 1959 г.— 35 тыс. т. В 1975 г. производство урана, как
ожидается, возрастет до 60 тыс. т.
В последнее время в ряде стран разрабатываются методы извлечения
урана из морской воды, способы извлечения чистого урана из
минеральных отходов, получаемых в химической промышленности, связанной
с производством минеральных удобрений, а также из угля.
Содержание тория в земной коре в 2—3 раза превышает содержание
урана.
Большое значение в атомной технике, особенно с появлением
термоядерного оружия, имеют изотопы водорода — дейтерий и тритий,
получаемые из тяжелой воды. Обычно под тяжелой водой понимают воду с
тяжелым изотопом водорода — дейтерием и обыкновенным кислородом. Ее
удельный вес на 10% превышает удельный вес обычной воды.
Тяжелая вода, как известно, является одним из эффективных
замедлителей нейтронов, в связи с чем она применяется в атомных реакторах.
По опубликованным в США данным, для пуска атомной электростанции
мощностью в 240 тыс. кет требуется около 200 т тяжелой воды1.
Особое значение тяжелая вода имеет в качестве удобного сырья для
получения дейтерия, причем издержки его извлечения из воды невелики.
1 Чтобы получить такое количество тяжелой воды, необходимо переработать
около 2500 тыс. т обычной воды и затратить около 21 млрд. квт-ч электроэнергии.
693

Тяжелая вода является источником, поставляющим необходимые
элементы для осуществления реакции синтеза ядер гелия.
Впервые о существовании тяжелой воды стало известно в начале
20-х годов. В 1932 г. американские ученые Юри, Бриквид иМерфи
обнаружили тяжелый изотоп водорода. Этот новый — второй — изотоп был
назван тяжелым водородом, или дейтерием. Вскоре, в 1934 г., был открыт,
а в 1939 г. и получен в чистом виде в США третий (радиоактивный) изотоп
водорода, названный тритием.
Дейтерий может быть выделен в больших количествах из тяжелой
воды электролизом. Именно этим путем — разложением воды
электротоком — в 1933 г. в США была впервые получена чистая тяжелая вода.
Первая промышленная установка по производству тяжелой воды была
построена перед второй мировой войной на одном из электрохимических
заводов в Норвегии. В 1942—1943 гг. установка по производству
тяжелой воды была создана в США.
Ныне существуют и другие методы получения тяжелой воды (например,
отделение тяжелой воды при помощи многократной перегонки), причем
наиболее целесообразным является химический метод получения дейтерия
в особых каталитических реакторах с последующим электролизом
полученной воды.
Как только удастся осуществить контролируемые и регулируемые
термоядерные реакции, важнейшим «горючим» в промышленной ядерной
энергетике, наряду с ураном и торием, станет легкий элемент—литий, из
которого искусственным путем получают тритий. В капиталистических странах
развитие литиевой промышленности стимулируется сейчас исключительно
военными запросами (водородные бомбы). Следует отметить, что запасы
лития достаточно велики: его в 10 тыс. раз больше, чем золота.
Ко второй группе относятся конструкционные материалы, которые
необходимы для изготовления оборудования и приборов, применяемых
в атомной технике. Целый ряд требований предъявляется к материалам,
из которых создаются элементы реакторов. Все они, кроме обычных свойств
прочности, обрабатываемости, термической стойкости, сопротивления
коррозии (т. е. стойкости в отношении кислородной коррозии), должны
обладать и соответствующими свойствами, отвечающими требованиям
атомной техники (например, в отношении так называемой нейтронной
коррозии). Особенно интересны в этом отношении такие элементы, как
цирконий, бериллий (применяющиеся для получения нейтронов).
К этой группе относятся и материалы, которые могут замедлять движение
нейтронов, уменьшить их энергию. Помимо тяжелой воды хорошими качествами для этой
цели обладают окись бериллия и графит.
Ныне огромные перспективы открываются перед цирконием, который может
использоваться в качестве конструкционного материала для атомных реакторов,
поскольку цирконий обладает большой инертностью по отношению к нейтронам в сочетании
с очень высокой температурой плавления, прочностью, химической стойкостью и
хорошей обрабатываемостью. Его все шире используют при строительстве атомных
реакторов, применяя, например, для очехловки тепловыделяющих элементов.
Особые требования атомная техника предъявляет к материалам, которые
употребляются для контроля и регулирования процессов, происходящих при работе реактора.
Для этой цели используются также бор, кадмий, гафний и некоторые редкоземельные
элементы.
Крупную роль в атомной технике играют тугоплавкие металлы. В центре
внимания ученых стоят исследования ряда карбидов, особенно карбида силиция, карбида
хрома, карбида гафния. Важным конструкционным материалом является алюминий
высокой степени чистоты, которым покрывают урановые стержни реакторов с целью
зашиты их от коррозии.
В третью группу материалов, вызванных к жизни развитием атомной
техники, входят радиоактивные изотопы уже известных элементов, полу-
694

чаемых или в атомном реакторе, или в современных ускорителях
элементарных частиц.
Важные проблемы возникают и в связи с уничтожением (хранением)
радиоактивных отходов, образующихся в ядерных реакторах. Защита
от радиоактивности является своего рода техникой безопасности нового
производства — атомных предприятий. С начала 50-х годов ведутся
большие работы по изысканию материалов, которые поглощали бы
радиоактивные отходы (например, некоторые глины насыщаются радиоактивными
изотопами, а затем обжигаются, образуя керамические материалы,
способные к долговременному хранению в глубинах океана). Однако эти
вопросы еще требуют своего разрешения1.
Таким образом, ядерная техника вызывает к жизни целый ряд новых
отраслей, связанных с новыми материалами, используемыми в ядерной
технике, и с решением целого ряда проблем, которые ставятся всем ходом
развития этой техники.
1 В начале 1960 г. сообщалось о том, что погружение радиоактивных веществ
(отходов) в океан является, видимо, опасным для человечества, поскольку в
последнее время установлена циркуляция воды между верхними и глубинными слоями.

ГЛАВА XXXV
СОЦИАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ ПРИ КАПИТАЛИЗМЕ
И СОЦИАЛИЗМЕ. СОЗДАНИЕ
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ
КОММУНИЗМА
Быстрое развитие автоматической системы машин, атомной
техники и других современных отраслей техники,
характеризующих начало новой научно-технической революции, позволяет ярко
видеть особенности развития техники в различных
социально-экономических условиях — в капиталистических странах, с одной стороны, и в
условиях социализма—с другой.
Социальные последствия развития техники
при капитализме
В главных капиталистических странах накоплены огромные
материальные ценности, созданы мощные производительные силы, но
капиталистические отношения затрудняют наиболее полное использование всех
возможностей научного и технического прогресса. Проблема технического
прогресса и его влияния на условия жизни и труда рабочих масс — одна
из самых больных для современного капиталистического общества.
Капиталистические предприниматели в конкурентной борьбе не могут не вводить
новую технику, стремясь снизить издержки производства и обеспечить
себе дополнительные прибыли. Но введение новой техники увеличивает
грозную опасность постоянно растущей безработицы. Изумительные
технические достижения нашего века — механизация и автоматизация
производства, освобождающие человека от наиболее тяжелых видов труда,
оборачиваются в условиях капитализма против рабочего, больно бьют
по нему и морально и материально. Для массы трудящихся в развитых
капиталистических странах технический прогресс означает в конечном
счете усиление эксплуатации. Он несет с собой рост безработицы,
усиливает тревогу трудящихся о завтрашнем дне.
Естественно, что трудящиеся капиталистических стран не могут быть
безучастны к процессам, хотя и протекающим сейчас в области науки
и техники, но самым непосредственным образом связанным со всей
социальной жизнью, с бытом каждого человека. Что принесет людям,
живущим в условиях капиталистических стран, новая
научно-техническая революция? Принесет ли она им водородные бомбы, уничтожающие
человеческую культуру, человеческую жизнь, или наоборот человечество
вступит в период изобилия, когда наука и техника, поставленные на
службу человека, в огромной степени увеличат его производительные
силы, позволят сократить его рабочий день, дадут возможность каждому
развивать свои творческие способности.
696

И другой вопрос, который неизбежно задают трудящиеся
капиталистических стран,—являются ли проблемы наступающей
научно-технической революции: переход к автоматизации производства, использование
атомной энергии, пока чисто академическими проблемами, которые будут
решать будущие поколения, или все они практически становятся
актуальными уже сейчас?
Признавая закономерности перехода к новому этапу, неизбежно
вытекающему из процесса научного и технического развития, трудящиеся
капиталистических стран ставят вопрос, как будет происходить этот
переворот, будет ли он происходить стихийно по примеру промышленной
революции конца XVI11 и XIX в., когда появление и быстрое
распространение машин в отдельных сферах производства сопровождалось
вытеснением из производства целых поколений, гибелью огромного
количества ремесленников в Европе и в азиатских странах, или теперь,
на новом этапе развития человеческого общества, силы, защищающие
интересы трудящихся масс, прогрессивные силы мира не дадут разрушить
человеческую культуру, найдут пути использования достижений науки
и техники на благо человека.
Трудящиеся капиталистических стран, свидетели последней мировой
опустошительной войны, страдавшие и страдающие сейчас от
безработицы, задают вопрос, какой социальный строй может обеспечить
предотвращение всех отрицательных последствий научно-технического
переворота и, наоборот, обеспечить широкое и неограниченное использование
в интересах человека достижений науки и техники, которые открываются
перед человечеством в настоящее время.
Помимо работ, ставящих вопрос о социальных последствиях
технического прогресса так сказать в «академическом» плане, в
капиталистических странах сейчас появляется немало книг, пытающихся успокоить
общественное мнение, доказать, что ничего собственно нового не
происходит и широким трудящимся массам, рабочему классу нечего бояться
автоматизации производства. Создана даже теория «технологической
безработицы».
Эта теория является возрождением старой «теории компенсации», по которой
вытеснение рабочих машинами из одних отраслей производства компенсируется в
конечном счете добавочным спросом на рабочую силу со стороны других отраслей, в
первую очередь тех, где производятся новые машины. Теперь эта теория приспособлена
к новым условиям. Развивающие эту теорию ученые указывают, что автоматизация
может доставить некоторые временные неудобства рабочим. Опи могут лишиться
на некоторое время работы в тех отраслях, которые охвачены автоматизацией. Но
рабочие в конце концов найдут возможность трудиться в новых отраслях. Придется только
пройти переквалификацию и приспособиться к новым условиям.
Аргументы К. Маркса, направленные в свое время против теории
компенсации, полностью сохраняют свою силу и в отношении теории
«технологической безработицы». Маркс соглашался, что развитие
машинного производства вытесняет рабочих из тех отраслей труда, в которых
они введены, но одновременно развитие машинного производства может
вызвать увеличение занятых в других отраслях труда. «Но,— писал
Маркс,—это действие не имеет ничего общего с так называемой теорией
компенсации. Так как всякий машинный продукт, напр. один аршин
машинной ткани, дешевле, чем вытесненный им однородный продукт
ручного труда, то получается следующий абсолютный Закон: если общее
количество товаров, произведенных машинным способом, остается
равным общему количеству замещенных ими товаров, производившихся
ремесленным или мануфактурным способом, то общая сумма
прилагаемого труда уменьшается. То увеличение труда, которое обусловливается
697

производством самих средств труда, — машин, угля и т. д.,— должно
быть меньше того труда, который сберегается применением машин. Иначе
машинный продукт был бы не дешевле или даже дороже ручного
продукта»1. Эти положения Маркса остаются в силе и для нашего времени.
Освободившаяся рабочая сила могла бы быть переквалифицирована и
использована в производстве, если бы процесс автоматизации
сопровождался быстрым расширением производства. Но в капиталистических
странах как раз этого нет.
Влияние темпов развития производства на количество занятых
рабочих при учете роста производительности труда можно видеть,
сопоставляя развитие экономики СССР и США. Возьмем для расчета период с
1940 по 1959 г. За этот период в СССР объем промышленной продукции
вырос примерно в 4,8 раза, а производительность труда рабочих в
промышленности — в 2,5 раза. Численность рабочих увеличилась с 8,3 млн.
до 16,8 млн. человек. В США за это время объем промышленной продукции
вырос примерно в 2,4 раза, а производительность труда поднялась
в 1,75 раза. Численность рабочих за этот период увеличилась с 10 млн.
до 12,2 млн. человек.
Если бы промышленность СССР развивалась темпами, характерными
для промышленности США, то в 1959 г. потребовалось бы 16,8 X 2,4 : 4,8 =
8,4 млн. человек рабочих, т. е. потребное количество рабочих при
достигнутом темпе роста производительности труда выросло бы с 1940—1959 гг.
не на 8,5 млн. человек, а всего на 0,1 млн. человек.
И наоборот, если бы экономика США развивалась темпами,
характерными для СССР, то численность рабочих в 1959 г. была бы не 12,2 млн.,
а 12,2x4,8:2,4=24,4 млн. человек, т. е. при достигнутом в США росте
производительности труда численность рабочих в условиях темпов
промышленного производства, свойственных СССР, выросла бы не на 2,2 млн.
человек, а на 14,4 млн. человек, т. е. в США не только бы была
вовлечена в производство армия безработных, но и появилась бы возможность
или обеспечить работой дополнительное количество рабочих или более
быстрыми темпами развивать автоматизацию производства.
Ряд буржуазных экономистов и социологов пытается логическими
рассуждениями доказать, что автоматизация не может вызвать рост
безработицы в капиталистических странах. Обычно они выдвигают
следующие аргументы.
1) В высшей степени механизированное и автоматизированное производство
мыслимо лишь при массовом производстве, которое должно удовлетворять постоянно
возникающие новые массовые потребности. При этом они говорят о широком
распространении пылесосов, холодильников, стиральных машин, электрических плиток,
электробритв, радиоприемников, телевизоров, мотоциклов и т. д. как об объектах
массового автоматизированного производства. Следовательно, заключают они,
автоматизация имеет лишь локальное значение и появляется в той степени и тогда,
в какой степени и когда появляется потребность на продукты массового производства.
2) Массовое автоматизированное производство, указывают идеологи буржуазии,
требует огромного производства средств производства, которое и будет поглощать
освобождающуюся рабочую силу. Больше того, поскольку производимые при помощи
массового автоматизированного производства изделия устаревают и заменяются более
совершенными моделями, дорогостоящее оборудование, которое необходимо было
перестроить для производства того, что еще вчера было новидкой, также устаревает и идет
на слом.
3) Одновременно утверждается, что всегда будут существовать отрасли, не
подвергающиеся механизации.
Для всех, кто следит за развитием техники последних лет, видно, что
эти соображения не имеют под собой никакой почвы. Да, действительно,
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 447—448.
698

механизированное и автоматизированное производство, если говорить
об отраслях с механической технологией, имеет особенно благоприятные
перспективы на предприятиях с массовым поточным производством. Но,
во-первых, на массовое поточное производство переходит все большее
количество отраслей промышленности, и, во-вторых, автоматизация
с успехом начинает применяться при крупносерийном и даже
мелкосерийном производстве, так как уже сейчас обеспечена достаточно быстрая
переналадка линий поточного производства и переход от изготовления
одной к изготовлению другой детали. Придание автоматической поточной
линии большей гибкости открывает перед ней новые возможности. Но
и это не все. Новое, и особенно в развитии автоматизации, заключается
в том, что сейчас созданы и начинают применяться способы
автоматического управления не специализированным, а универсальным
оборудованием. Следовательно, отпадает аргумент о том, что автоматизация
может получить распространение только в условиях массового
производства.
Будет ли выходом развертывание производства средств производства,
которое будто бы поглотит освобождающуюся рабочую силу? Этот
аргумент также несостоятелен, так как средства автоматизации будут все
больше производиться на автоматических заводах. Автоматизация в
настоящее время все шире охватывает и отрасли, производящие машины
и оборудование, приводит и здесь к тем же последствиям, что и в отраслях,
производящих предметы массового потребления. Достаточно вспомнить
факты последнего времени, когда электронное оборудование стало
производиться поточным способом, когда сложная система проводки в этом
оборудовании, ранее осуществляемая вручную, была заменена токопро-
водящими печатными схемами и сборка оборудования начала
производиться на автоматических линиях.
Электроника — основа автоматизации — начинает переходить от
электровакуумных, мало приспособленных для применения в
производственных условиях приборов, к полупроводниковым приборам, более
отвечающим условиям производства. Следовательно, дорогостоящее
оборудование при автоматизации производства, во-первых, не пойдет
на слом, а будет переключаться на изготовление другого изделия, и, во-
вторых, оно само будет все более производиться на автоматических
поточных линиях.
Таковы тенденции развития в механической технологии. Еще более
разительны они в химической технологии, где автоматизация становится
не только возможной, но и технически необходимой, т. к. здесь процессы
не могут быть регулированы непосредственно человеком.
Но, может быть, спасение заключается в отраслях, которые, как
говорят, всегда не будут поддаваться механизации? Трудно понять,
о каких отраслях идет речь? Наиболее трудными для механизации и тем
более для автоматизации являются отрасли сельского хозяйства, горного
дела и некоторые другие. В этих отраслях еще нет законченных
автоматических систем машин, но широко известно, что в ряде стран эти отрасли
производства переведены на систему машин, позволяющих глубочайшим
образом революционизировать эти отрасли.
Но дело не только в этом. Сейчас многие отрасли производства,
обеспечивающие получение естественного природного сырья, заменяются
отраслями органического синтеза этого сырья. Исходными продуктами
для органического синтеза, как известно, являются такие
легкодоступные виды сырья, как газ, нефть, уголь. Из этого легкодоступного сырья
получают синтетический каучук, пластмассы, искусственное волокно
и многие другие виды промышленного и бытового сырья. Причем качество
699

этих видов сырья выше, чем естественного, и становятся они все более
дешевыми по сравнению с естественным сырьем. Химия органического
синтеза по общему признанию специалистов, работающих в этой области,
в ближайшее время глубочайшим образом преобразит целые отрасли
производства и будет базироваться на непрерывных, полностью
автоматизированных процессах.
Следовательно, не выдерживает критики и аргумент о том, что будут
будто бы всегда существовать отрасли, которые не могут быть
механизированы и автоматизированы.
В противовес этим «оптимистическим» суждениям о том, что
автоматизация не может отразиться отрицательно на положении рабочего класса
и вызвать безработицу, за границей раздаются голоса, более трезво
оценивающие последствия автоматизации для рабочего класса. Эти трезвые
суждения имеют различные оттенки, начиная с утверждения, что
автоматизация может отрицательно сказаться на положении рабочих, но можно
при правильном подходе избежать этих отрицательных последствий,
кончая утверждениями, что новая научно-техническая революция
неизбежно приведет к массовой безработице.
Прогрессивные ученые в капиталистических странах, работающие
в новых отраслях науки и техники, подчеркивают, что человечество
действительно стоит на пороге наступающей научно-технической революции
и что социальные последствия ее будут весьма значительны.
События последних лет свидетельствуют об этом. Достаточно указать
на забастовку 12 тыс. рабочих автомобильного предприятия «Стендере»
в Ковентри (Англия) в 1956 г., которая послужила ответом на угрозу
сокращений в связи с предполагаемой автоматизацией. В американской
рабочей печати в связи с забастовкой рабочих автомобильного
предприятия «Стендере» в Ковентри указывалось, что эта забастовка «перенесла
вопрос об автоматизации из области пустых размышлений и рассуждений
на землю и превратила его в проблему, которой американскому
профсоюзному движению скоро придется взглянуть в глаза». Буржуазная пресса
сделала попытку представить происходящее в Ковентри как забастовку
против автоматизации производства, а рабочих изобразить в виде
«луддитов».
Рабочие предприятия разъясняли, что они возражают против
автоматизации не более, чем против электричества, и что их требования
сводились к следующему: «Нам нужна работа. Как вы обеспечите это — ваше
дело».
Не менее крупные события произошли и в США. Они были связаны
140-дневной забастовкой рабочих на предприятиях компании Вестингауз,
в которой приняло участие более 55 тыс. человек. В этой забастовке
участвовали рабочие 40 заводов в 34 городах.
Характерно, что администрация компании дала понять, что она
не будет склонна к переговорам, если рабочие в какой-либо степени
собираются ограничить ее права вводить автоматизацию на
предприятиях независимо от последствий ее для рабочих. Уступив рабочим
по отдельным вопросам, компания добилась пятилетнего контракта,
который предоставил ей свободу действия в области автоматизации
производства.
Борьба против использования автоматизации в ущерб рабочим
являлась важнейшим моментом в забастовке американских рабочих-
сталелитейщиков, продолжавшейся 116 дней.
Так же как и в других забастовках, рабочие-сталелитейщики здесь
выступали не против автоматизации, а за то, чтобы не разрешить, как
они говорят, «крадущейся безработице обосноваться в Америке», не допу-
700

стить роста безработицы, а обеспечить при отсутствии благоприятной
конъюнктуры сокращенный рабочий день и сокращенную рабочую неделю
без уменьшения их заработков.
В настоящее время автоматизация в сталелитейной промышленности
Соединенных Штатов Америки находится еще в зачаточном состоянии.
Несмотря на невозможность использования мощности сталелитейного
оборудования, в металлургии быстро идет процесс модернизации
существующего оборудования и создания современных сталелитейных
предприятий нового типа. Только в 1960 г. затраты на эти цели составили
1,6 млрд. долларов. Председатель профсоюза сталелитейщиков Давид
Макдональд заявил в апреле 1960 г., что 10тыс. рабочих мест были
упразднены в 1959 г. вследствие введения автоматизации на металлургических
заводах.
Актуальность социальных проблем автоматизации видна из
материалов работы подкомиссии по вопросам стабилизации при экономической
комиссии конгресса США, которая проводила расследование влияния
автоматизации на экономику США и на уровень занятости в стране. При
обсуждении вопроса наметились две противоположные тенденции. С одной
стороны, представители крупных капиталистических объединений,
осуществляющие автоматизацию производства, доказывали, что она не влечет
за собой никаких вредных последствий для рабочего класса или влечет
лишь незначительные последствия. С другой стороны, представители
профсоюзов, основываясь на цифрах и фактах, показали, что уже сейчас в
результате автоматизации рабочие теряют работу, а крупные монополии
получают огромные прибыли.
В американской печати сообщалось, например, что, по мнению многих
специалистов, при соответствующих вложениях капитала можно было бы
за 10 лет осуществить полную автоматизацию производства в
промышленности США. Причем в результате этого число рабочих уменьшилось бы
в 5 раз.
Возможно, что с технической стороны эта задача реальна. Но для
того, чтобы автоматизация но задела интересов рабочих, надо было бы
соответственно уменьшить рабочий день при сохранении заработков
рабочих. Но это противоречит интересам могущественных монополий,
которые хотят использовать выгоды автоматизации для себя в целях
повышения своих прибылей и конкурентных способностей в борьбе со
своими противниками.
Можно было избежать безработицы, но для этого необходимо пойти
на увеличение промышленного производства в США по меньшей мере
в 5 раз.
За 1945—1959 гг. промышленная продукция в США возросла на 50%.
Однако это происходило в условиях конъюнктуры, постоянно
поддерживаемой военными заказами, в обстановке, когда промышленность
Соединенных Штатов, используя ослабление своих конкурентов после войны,
добилась значительных успехов в продаже американских товаров на
международных рынках.
В настоящее время положение резко изменилось. Возможности роста
реализации товаров на международном рынке исчерпаны.
Освобождающуюся в промышленности в связи с автоматизацией рабочую силу
Соединенные Штаты не имеют возможности использовать в сельском хозяйстве,
так как механизация работ при ограниченном рынке для продуктов
сельского хозяйства создала и здесь кризис, еще более острый, чем в
промышленности.
Остаются огромные рынки стран Азии и Африки, освободившиеся
ш освобождающиеся от колониальной зависимости. Но эти страны
701

не хотят быть объектом эксплуатации, не хотят развивать
экономические связи с США и другими капиталистическими странами ценой потери
своей политической самостоятельности.
Постоянно расширяется огромный рынок стран социалистического
лагеря, но монополистическая верхушка США не хочет торговать с
социалистическими странами, боясь усиления социалистических стран.
Какие настроения в связи с развитием автоматизации производства
царят в Европе? Возьмем для примера прения на Мюнхенском конгрессе
СДПГ (1956 г.), которые в полной мере отразили разные подходы к вопросу
о новой научно-технической революции и ее последствиях для рабочего
класса.
Один из докладчиков на конгрессе профессор Луи Бранд, говоря об
автоматизации, заявил: «Вершина идеи рационализации производства —
автоматизация появилась на свет не с такими драматическими фактами,
как это было в случае появления атомной энергии. Однако последствия
введения новых методов производства могут иметь драматический
характер, особенно в тех промышленных странах, где высоко развито массовое
производство. В результате введения автоматизации в этих странах будет
освобождаться из производственного процесса большое количество
квалифицированной и неквалифицированной рабочей силы».
Другой докладчик, социал-демократ профессор Карл Шмидт, заявил,
что «в наше время атомная энергия и автоматизация являются фактами,
которые могут изменить наш общественный строй, наши политические
формы и вообще все формы человеческого существования».
На конгрессе наметилось два направления: одни считали, что
Германия должна идти по пути США. Один из выступающих. Брауэр
(Гамбург), пропагандировал американский метод автоматизации, указывая,
что в США «полностью поняли огромное значение планирования и что
рабочий класс с оптимизмом смотрит на перспективы второй
промышленной революции» (!?). Карл Шмидт, не соглашаясь с этим утверждением
Брауэра, указывал на ряд опасностей для рабочего класса, связанных
с автоматизацией производства. Однако позитивная программа как Бран-
да, так и Шмидта была сформулирована в крайне туманных требованиях,
больше содержащих призывы о том, чтобы переход «в мир второй
промышленной» революции не принес страданий миллионам, чем перечень
конкретных путей для предотвращения этих страданий.
Наряду с этим открытым признанием американского пути, как
и с признанием его с оговорками, на конгрессе были и другие
выступления, в частности выступление Фейта (Вюртенберг — Баден), который
заявил, что задачи, намеченные в докладе, «не могут быть решены
средствами капиталистической экономики».
Резолюция, принятая Мюнхенским конгрессом СДПГ, полностью
отразила эти различные аспекты. В резолюции подчеркивается, что
«развязывание новых сил» (атомная техника, автоматизация) может
привести к уничтожению всего живого на земле. Овладение этими
силами может дать человеку процветание. В первый раз в истории
человечества, говорится в резолюции, становится возможным победить нищету
и голод во всем мире. Но резолюция не дает ответа на то, каким же
путем можно добиться этого. Резолюция заполнена туманными
требованиями перестройки общественного порядка, призывами о
необходимости сотрудничества людей и народов и т. п.
Однако указания на то, что методы капиталистической экономики
не могут привести человечество на высшую ступень развития,
потребовались лидерам СДПГ лишь для того, чтобы защитить капитализм, обрядив
его в новую одежду так называемого трансформированного капитализма.
702

Жизнь дает яркое подтверждение этой, пользуясь фразеологией
правых социал-демократов, «глубоко идущей трансформации» прежде
всего на примере Западной Германии, где эта «трансформация»
выражается в усилении капиталистических монополий, росте милитаризма
и реваншизма.
Идеи лидеров германской социал-демократии развивают и
руководители американских профсоюзов, доказывающие, что якобы
автоматизация открывает эти изобилия и благополучия для рабочего класса при
сохранении капиталистических отношений.
Их взгляды сводятся примерно к следующему. Техническое
развитие позволяет увеличить производительную силу труда и тем самым ведет
к резкому удешевлению продуктов потребления. В результате даже при
отсутствии роста заработной платы рабочий будет получать возрастающее
количество материальных благ. Этим будто бы опровергается закон
относительного и абсолютного ухудшения положения рабочего класса.
Прежде чем ответить на подобные утверждения, вспомним
основные положения учения Маркса. Маркс говорил, что в конкурентной
борьбе в погоне за дополнительной прибавочной стоимостью
капиталисты постоянно стремятся увеличить производство и совершенствовать
технику.
В результате совершенствования техники растет органический состав
капитала, т. е. удельный вес постоянного капитала, затраченный на
средства производства, в общей сумме капитала относительно увеличивается,
а удельный вес переменного капитала, затраченный на рабочую силу,
уменьшается. В результате этого доля рабочего класса в общей сумме
национального дохода уменьшается, что и является проявлением
относительного ухудшения положения, пролетариата.
Так, даже, по данным официальной американской статистики, удельный
вес зарплаты производственных рабочих в стоимости чистой продукции
обрабатывающей промышленности систематически снижается. Если в 1937 г.
он составлял в США 40,2%, то через 20 лет, в 1957 г., — только 36,9%,
а в 1958 г. — 36,7%. Особенно разительно сопоставление этой тенденции
с тенденцией роста прибылей монополий, которые (после вычета налогов)
поднялись с 4,73 млрд. долл. в 1937 г. до 25,4 млрд. долл. в 1959 г.
Практика отдельных предприятий и отдельных отраслей капиталистического
хозяйства показывает, что техническое перевооружение резко
увеличивает органический состав капитала и что удельные затраты на рабочую
силу в условиях автоматизированного производства будут в дальнейшем
падать еще больше, а тем самым доля национального дохода,
приходящаяся на рабочий класс, будет уменьшаться.
Относительное ухудшение положения рабочего класса связано и с его
абсолютным ухудшением, так как относительное ухудшение положения
пролетариата создает неблагоприятные условия для борьбы рабочего за
свои права, за свою заработную плату, за свой прожиточный минимум.
Уменьшение доли рабочего класса в общей сумме национального
дохода свидетельствует об относительном сравнительно с ростом населения
уменьшении числа рабочих, занятых на производстве, о росте
безработицы, об увеличении числа членов семей, живущих на заработную плату
кормильца, о наступлении на рабочий класс по линии повышения
интенсивности его труда и о многих других обстоятельствах, ставящих
рабочих в невыгодное положение в отношении предпринимателей.
В послевоенный период технический прогресс, рационализация и
частичная автоматизация производства привели к абсолютному уменьшению
численности промышленных рабочих в США с 12,7 млн. человек в 1948 г.
до 12,2 млн. человек в 1959 г., в то время как количество трудоспособного
703

населения с 1948 по 1959 г. увеличилось с 62,7 млн. человек до 71,9 млн.
человек.
В 1959 г. среднее число полностью безработных, по официальным
данным, составило 4,3 млн. человек, а в начале 1961 г. достигло 7 млн.
В Англии среднемесячное количество безработных в 1959 г. составило
512 тыс. человек, в Италии число безработных достигает 1,8—1,9 млн.
человек.
Не улучшает положения рабочих и рост производительности труда
в связи с техническим прогрессом, так как растущая производительность
труда используется не в интересах рабочих, а в интересах капиталистов.
Так, по данным американской статистики, производительность труда
в обрабатывающей промышленности США выросла с 1953 по 1959 г. на
25,8%, в то же время заработная плата рабочих в этой отрасли выросла
на 21,4%. Казалось бы, предприниматели делятся с рабочими доходами,
вызванными ростом механизации и автоматизации. Но если мы возьмем
поправку на индекс цен1, то реальные доходы одного рабочего за этот
период увеличатся не на 21,4%, а лишь на 12,3%.
На положении рабочих сказываются и постоянно растущие налоги
в капиталистических странах. Огромной тяжестью эти налоги ложатся
на плечи рабочих. В связи с растущей открытой и скрытой безработицей
каждый рабочий должен был материально обеспечивать все большее
количество неработающих. Все это показывает, что механизация и
автоматизация в США вопреки утверждениям апологетов буржуазии не создает
изобилия.
Характерным является и то, что чем больше растет
производительность труда в связи с автоматизацией, тем меньше результаты этой
автоматизации попадают в руки рабочих. Если взять отношение индексов
реальной заработной платы и индексов роста производительности труда,
то «относительная позиция» рабочего (так называется этот показатель
в публикациях американской Трудовой исследовательской ассоциации)
все время ухудшается. Так, если этот показатель в 1953 г. принять за 100,
то в 1959 г. он составлял только 89,3%.
Капитализм, как общественный строй, пришел в непримиримое
противоречие с уровнем, а главное с возможностями современной техники.
Только социализм, как новая, более высокая общественная формация,
позволит использовать достижения науки и техники в интересах человека.
Это уже признают и прогрессивные ученые Запада. Достаточно хотя бы
указать на книгу английского ученого С. Лилли «Автоматизация и
социальный прогресс».
Дав яркую картину противоречий, которые порождает автоматизация
в капиталистическом обществе, разобрав конкретные пути для смягчения
этих противоречий применительно к Англии, Лилли в конце книги
пишет: «Нельзя уйти от того факта, что капитализм, хотя он и хорошо
действовал в свое время, не является подходящей экономической структурой
для выгодного иснользования передовой техники сегодняшнего дня и еще
более передовой техники завтрашнего дня. Какие бы временные решения
нынешних затруднений мы ни нашли, эти решения в свою очередь вызовут
к жизни новые проблемы. Как бы мы ни выкручивались, у нас в конечном
счете нет другого пути вперед, кроме изменения всего экономического
строя и построения социалистической системы».
1 Ипдекс цен на предметы и услуги личного потребления повысился с 1913
по 1929 г. на 73%, с 1939 по 1945 г.—на 29, с 1945 по 1958 г.— на 61%.
704

Социальные последствия развития техники
при социализме. Создание материально-технической
базы коммунизма
В условиях социализма полностью реализуется возможность научно-
технической революции, что открывает путь резкого повышения
производительности труда, еще более быстрых темпов развития производства,
а также создания изобилия продуктов и роста материального
благосостояния народа.
В социалистическом обществе реализация научно-технических
открытий помимо экономического имеет также и большое социальное значение.
Автоматизация позволяет избежать непосредственного применения
живого труда в первую очередь на вредных производствах, на тяжелых
работах. Она повышает культуру труда, делает труд более совершенным
и творческим. Автоматизация, как и всякое научно-техническое
достижение, поставленное на службу человека, приветствуется всем советским
народом.
Техническая реконструкция народного хозяйства СССР, новые
машины, новая технология, механизация и автоматизация производства
позволили увеличить производительность труда в промышленности
с 1928 по 1960 г. в 9,2 раза. По темпам роста производительности труда
СССР занимает первое место в мире. За эти годы СССР превысил уровень
производительности труда в Англии и Франции и значительно сократил
разрыв в производительности труда с США. Влияние техники на рост
производительности труда сказалось самым непосредственным образом.
Особенно надо отметить рост электровооруженности рабочих
промышленности, которая за период с 1928 по 1960 г. поднялась в 12 раз.
Еще большее влияние окажет технический прогресс на развитие
производства в ближайшие два десятилетия. Программа Коммунистической
партии Советского Союза ставит задачу поднять объем промышленной
продукции за 1961—1970 гг. в 2,5 раза, а за 20 лет—в 6 раз.
Производительность труда за первое десятилетие возрастет в два раза, а за 20 лет—в 4—
4,5 раза.
В СССР механизация и автоматизация производства не ведет и не
может вести к безработице. Это ярко подтверждается всем
предшествующим ходом технического развития народного хозяйства. Значительный
рост производительности труда не привел к уменьшению числа занятых
рабочих и служащих. Если в 1928 г. в промышленности страны было
занято 3 773 тыс. человек, то в 1960 г. количество занятых выросло
до 22 291 тыс. Здесь прежде всего сказались темпы развития
промышленности, продукция которой за этот период выросла в 30 с лишним раз.
В результате роста производства все освободившиеся рабочие были
использованы на новых или реконструированных предприятиях. Более
того, советская промышленность все время нуждается в новом притоке
рабочей силы. То же самое будет происходить и в дальнейшем.
По мере роста производительности труда будет систематически
снижаться рабочий день. За последние годы был завершен переход
трудящихся на семичасовой рабочий день, а для лиц, занятых подземным и тяжелым
трудом,—на 6-часовой рабочий день. На протяжении ближайшего
десятилетия будет осуществлен переход на 6-часовой рабочий день при одном
выходном дне или на 35-часовую рабочую неделю при двух выходных
днях, а на подземных и тяжелых работах — на 5-часовой рабочий день,
т. е. на 30-часовую пятидневную рабочую неделю. Во втором десятилетии
произойдет дальнейшее сокращение рабочего дня. Эти мероприятия
основываются на беспрерывном росте национального дохода СССР.
705

Национальный доход СССР в 1960 г. превысил национальный доход
России 1913 г. в 26 раз, а в расчете на душу населения—в 17 раз.
Реальные доходы населения с учетом сокращенного рабочего дня, бесплатного
обучения, лечения, пенсий, пособий и других выплат государства
увеличились по сравнению с дореволюционным временем в 5,8 раза. За 1961 —
1970 гг. национальный доход на основе технического прогресса и роста
производительности труда вырастет почти в 2 раза, а за 20 лет—в 5 раз.
Реальные доходы рабочих и служащих за 10 лет увеличатся в 2,5 раза,
а низкооплачиваемых рабочих и служащих—в 3 раза. В СССР на
протяжении 1961—1970 гг. не останется низкооплачиваемых категорий рабочих
и служащих. Доходы колхозников на одного работающего за 10 лет
вырастут более чем в 2 раза, а за 20 лет—более чем в 4 раза.
Технический прогресс в условиях социалистического общества
является могучим средством улучшения быта трудящихся. За последние
годы в стране построено жилых домов общей площадью 120 млн. кв. м.
Семилетний план предусматривает строительство в городах жилых
домов площадью 650—660 млн. кв. м} или 15 млн. квартир. Быстрое
строительство жилищ будет осуществляться и дальше. К 1980 г. каждая
семья, включая молодоженов, будет иметь благоустроенную квартиру.
Жилища, транспорт и многие другие виды услуг станут бесплатными.
Все это есть результат высокой производительности труда в обществе,
которое развивается гармонически, где все поставлено на службу человека.
Но техника будет не только способствовать изменению материальных
и бытовых условий трудящихся, но и приведет к изменению труда—как
его материального содержания, так и его социальной формы.
Развитие новой техники будет использоваться для коренного
улучшения и облегчения условий труда советского человека, ликвидации тяжелого
физического, а затем и всякого неквалифицированного труда.
Автоматизация и комплексная механизация служит материальной основой для
перерастания социалистического труда в труд коммунистический.
Технический прогресс в огромной степени повышает требования
к культуре, специальной и общей подготовке трудящихся. Достаточно
сказать, что в 1960 г. в СССР было подготовлено свыше 100 тыс.
инженеров для промышленности, строительства, транспорта и связи, а также
более 225 тыс. техников. В 1960 г. в народном хозяйстве было занято
1 080 тыс. дипломированных инженеров. В ближайшее десятилетие
количество инженеров и техников, работающих в народном хозяйстве, резко
увеличится. Непрерывно повышается культурно-технический уровень
рабочих. В одном только 1959 г. через все виды обучения на предприятиях
прошло 7,3 млн. человек.
Основой для дальнейшего подъема культурно-технического уровня
рабочих и всех трудящихся является неполное и полное среднее
образование. Успехи советской школы привели к тому, что уже сейчас все больше
людей, имеющих высокий общеобразовательный уровень, приходит на
производство. Так, если, например, на Магнитогорском
металлургическом комбинате в 1940 г. общеобразовательный уровень рабочих,
занятых на производстве, не превышал трех классов, то в 1957 г. он
достиг 8 классов.
Благоустройство быта позволит обеспечить рост культуры, отдых
трудящихся, воспитание детей и откроет дополнительные возможности для
повышения культурно-технического уровня трудящихся.
Глубокие социальные преобразования, намеченные Программой
Коммунистической партии Советского Союза, опираются на создание
материально-технической базы коммунизма, в рамках которой в условиях СССР
реализуются возможности научно-технической революции. Программа
706

Коммунистической партии Советского Союза подчеркивает, что создание
материально-технической базы коммунизма является главной
экономической задачей партии и советского народа. Что же из себя представляет
материально-техническая база коммунизма и какие перспективы
открывает она для развития общества?
Наличие материально-технической базы является основным условием для
развития производства и повышения производительной силы труда. Маркс писал, что
«производительная сила труда определяется многосложными обстоятельствами, между
прочим средней степенью искусства рабочего, уровнем развития науки и степенью
ее технологического применения, общественной комбинацией производственного
процесса, размерами и эффективностью средств производства и, наконец, природными
условиями»1.
При рассмотрении этих факторов видно, что часть их образует производственный
аппарат, часть характеризует человека (как элемент производительных сил,
приводящий в действие производственный аппарат), часть — природные условия производства.
Пользуясь перечисленными понятиями, можно сказать, что
материально-техническая база характеризуется:
1) размерами и эффективностью средств производства;
2) уровнем развития науки и степенью ее технологического применения;
3) общественной комбинацией производственного процесса.
Материально-техническая база — понятие более широкое, чем средства
производства, поскольку она включает не только качественную, но и количественную
характеристику средств производства, а также и общественную комбинацию
производственного процесса в целом, находящую свое вещественное выражение в той или иной
организации производственного процесса как в рамках предприятия, так и в рамках всего
совокупного производственного аппарата.
Материально-техническая база включает и человека с его опытом, квалификацией,
знаниями, отражающими уровень развития производства и характер
производственных отношений, в рамках которых совершается производство.
Материально-техническая база соответственно отличается от экономической
базы общества, которая представляет совокупность производственных отношений
данного общества, или, как говорил Ленин, совокупность материальных отношений,
складывающихся в процессе производства.
Значение отдельных элементов материально-технической базы — средств труда,
предметов труда, средств науки и их применение человеком, а также характера их
взаимодействия и совокупной их структуры меняется на разных этапах ее развития.
Но как в прошлом, так и сейчас, ив будущем средства производства и в первую очередь
средства труда являются ведущими, поскольку они в производственном процессе
обеспечивают человеку не только создание благ, но и постоянное воспроизводство самой
материально-технической базы, к тому же на более высокой основе.
Развитие материально-технической базы осуществляется в неразрывной связи
с важнейшим элементом производительных сил — самим производителем, который
является основным условием функционирования материально-технической базы.
Соотношение и формы связи материально-технической базы с производителем постоянно
меняются, но на всех этапах человек остается главнейшим элементом
производительных сил.
Материально-техническая база общества, характеризуя отношение человека
к природе, формы и способы использования вещества и энергии, неразрывно связана
с производственными отношениями, в рамках которых она развивается. Поэтому
понять процесс создания, характер и содержание материально-технической базы для
отдельных социально-экономических формаций и для отдельных этапов этих
формаций можно только с учетом характера производственных отношений.
Обосновывая идею создания материально-технической базы социализма, Ленин
в докладе на VIII Всероссийском съезде Советов дал свою классическую
формулировку: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны»2.
Электрификация для Ленина была качественной характеристикой новой, передовой
техники. В этом докладе Ленин говорил, что внутренний враг «держится на мелком
хозяйстве и чтобы подорвать его, есть одно средство — перевести хозяйство страны,
в том числе и земледелие, на новую техническую базу, на техническую базу
современного крупного производства. Такой базой является только электричество»3.
Одновременно в ряде работ В. И. Ленин писал и о материальной базе,
материальной основе социализма, подразумевая под ней совокупное производство. В
докладе на II Всероссийском съезде профессиональных союзов Ленин говорил о том, что
1 К. Маркс, Капитал, т. 1, стр. 46.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 31, стр. 484.
3 Там же.
707

социализм строится, исходя из материальной базы крупного капиталистического
производства. «...Строя социализм именно из этой материальной базы, из того крупного
производства, иго которого ложилось на нас...»1 В другом своем выступлении Ленин
подчеркивал, что «единственной материальной основой социализма может быть
крупная машинная промышленность, способная реорганизовать и земледелие»2.
Разработав план электрификации страны, план осуществления
политики индустриализации и коллективизации сельского хозяйства,
программу культурной революции, В. И. Ленин определил пути создания
материально-технической базы социализма и коммунизма.
Создание материально-технической базы социализма началось уже
в первые годы существования Советской власти и особенно в период
довоенных пятилеток.
Строительство новых и преобразование старых предприятий
производилось под знаком технической реконструкции, быстрого освоения
новой техники производства. Социалистическая реконструкция народного
хозяйства сопровождалась ростом культурно-технического уровня
рабочего класса и числа специалистов со средним и высшим образованием.
В результате социалистической индустриализации Советский Союз
выдвинулся в число передовых индустриальных держав мира, выйдя на
первое место по темпам роста промышленного производства. Перед страной
во весь рост встала необходимость решения задачи догнать и перегнать
капиталистические страны не только по темпам развития производства,
но и по производству промышленной продукции на душу населения.
Успешно развивая материально-техническую базу социализма и
совершенствуя ее, Советский Союз вплотную подошел к созданию
материально-технической базы коммунизма.
Средства производства, перестав быть при социализме средствами
эксплуатации, открыли более широкие возможности использования
современной науки и техники. При социализме изменился и характер
пропорций совокупного производственного аппарата, что отражает не
только уровень и степень использования современной науки и техники,
но и характер социалистических отношений, а также те новые
отношения к средствам труда, которые возникли у производителей,
превратившихся в хозяев средств производства, в хозяев своей жизни.
Материально-техническая база социализма обладает существенными
преимуществами по сравнению с материально-технической базой
современного капитализма. Это прежде всего сказывается в темпах роста
производства. Хотя в силу конкретно-исторических условий своего развития
США обладают более мощной, чем СССР, промышленной базой, они не
могут, однако, обеспечить развития производства темпами, присущими
Советскому Союзу и другим социалистическим странам. Среднегодовые
темпы роста промышленного производства за 42 года (1918—1959 гг.)
в СССР составили 10,1%, в США — только 3,3%. Среднегодовой рост
промышленной продукции в предстоящие двадцать лет составит в СССР
не менее 9—10%, в то время как в США в лучшем случае можно
ожидать среднегодового прироста промышленной продукции в 1,6 — 2,2%.
Материально-техническая база коммунизма неразрывно связана с
материально-технической базой социализма, она вырастает из нее. При
всем отличии коммунизма от социализма между ними нет какой-то
стены, отделяющей их друг от друга. Коммунизм вырастает из социализма,
является его прямым продолжением. Возможности
материально-технической базы социализма в полной мере реализуются в процессе строи-
1 В, И. Ленин, Соч., т. 28, стр. 399 — 400.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 32, стр. 434.
703

тельства коммунистического общества (только на этой стадии машинное
производство становится действительно всеобщей формой производства),
и в результате создается качественно новая материально-техническая
база коммунизма.
Материально-техническая база коммунизма отличается от
материально-технической базы социализма источниками своего возникновения,
научно-техническим содержанием, новым материальным выражением
пропорций общественного труда, характером и содержанием труда, а также
его эффективностью.
Материально-техническая база социализма вырастает на основе
материальных и социальных предпосылок, созданных в недрах
капиталистического строя. Материально-техническая база коммунизма создается на
собственной основе, характеризующейся высоким уровнем развития
науки и техники, достигнутым в условиях социализма. Она опирается
на господствующие социалистические производственные отношения, на
научно-технические и рабочие кадры, выросшие в условиях социализма.
Создание материально-технической базы коммунизма вносит
глубочайшие изменения в характер труда. «По мере дальнейшего развития
социалистического производства на новой материально-технической
основе, все более тесного соединения обучения с трудом,— говорил Н. С.
Хрущев,— будет происходить постепенное стирание существенных
различий между умственным и физическим трудом»1. Труд будет все больше
превращаться в первейшую жизненную потребность, сделается
источником радости и наслаждения здорового, всесторонне развитого человека.
Чем же будет характеризоваться материально-техническая база
коммунизма со стороны ее научно-технического содержания?
Программа Коммунистической партии Советского Союза дает
развернутую характеристику будущего производственного аппарата
коммунизма, подчеркивая, что материально-техническая база коммунистического
общества будет характеризоваться полной электрификацией страны
и совершенствованием на этой основе техники, технологии и организации
общественного производства, транспорта и сельского хозяйства. Она
будет характеризоваться комплексной механизацией производственных
процессов, все более полной их автоматизацией, широким применением
химии в народном хозяйстве, всесторонним развитием новых
экономических эффективных отраслей производства, новых видов энергии и
материалов, всесторонним рациональным использованием природных ресурсов,
органическим соединением науки с производством и быстрыми темпами
научно-технического прогресса, высоким культурно-техническим
уровнем трудящихся, значительным превосходством над наиболее развитыми
капиталистическими странами по производительности труда, что
составляет важнейшее условие победы коммунистического строя.
Главную роль в создании материально-технической базы коммунизма
играет электрификация. Электричество является основой автоматической
системы машин. Наше время — время растущего значения электричества,
применяемого в качестве двигательной силы и агента технологического
процесса (электротермические, электрохимические процессы, сварка и др.).
Электричество может бесконечно дробиться, преобразовываться,
применяться непосредственно в технологии, обеспечивая ее совершенствование.
В. И. Ленин указывал, что электрическая основа должна быть
создана для всех сфер производства и отраслей народного
хозяйства, т. е. для промышленности, транспорта, строительства, сельского
1 «Внеочередной XXI съезд Коммунистической партии Советского Союза.
Стенографический отчет», т. I, стр. 96—97.
709

хозяйства. В этом — первая черта сплошной электрификации народного
хозяйства. Другая черта электрификации заключается в том, что она
осуществляется в единой электроэнергетической системе страны, когда
отдельные электрические станции при помощи системы передач
связываются в единые комплексы, когда создается возможность передачи
электрической энергии, выработанной в местах, где она может быть получена
наиболее дешево, в другие места, где в ней испытывается необходимость.
Единство электроэнергетической системы позволяет осуществлять
планирование потребления электрической энергии. Единая энергосистема
впервые в истории развития техники позволит перейти от системы
машин в рамках отдельных цехов, в рамках отдельных предприятий по
существу к единой системе машин в рамках отдельных районов и всей
страны в целом.
Единая электроэнергетическая система страны, как указывается
в Программе КПСС, будет располагать достаточными резервами мощностей,
позволит перебрасывать электроэнергию из восточных районов в
европейскую часть страны, будет связана с электроэнергетикой других
социалистических стран.
Электрификация страны определит возможности использования
подвижных электрических машин (подвижные машины будут продолжать
играть большую роль не только при использовании их для транспортных
целей, но и в сельском хозяйстве, строительстве и других областях).
Высказывается предположение, что через 15—20 лет значительная часть
городского транспорта будет использовать подвижные
аккумуляторные машины. Это определит и значение, которое сохранят двигатели
внутреннего сгорания самостоятельно или в комбинации с
электрическими двигателями, причем поршневые двигатели внутреннего
сгорания будут вытесняться газотурбинными. Глубокие усовершенствования
будут достигнуты в области реактивных двигателей для самолетов и
ракет.
В настоящее время большинство исследователей считает, что
существенную роль в энергетике в дальнейшем будут играть и атомные
электростанции. Значение атомных электростанций, действие которых
основано на реакциях расщепления ядер, возрастет, хотя здесь многое
зависит от успешного решения ряда вопросов, резко повышающих
экономичность таких станций (переход и получение пара в реакторе, создание
реакторов на быстрых нейтронах и т. д.). Все реальнее становится
проблема использования для энергетических целей управляемых
термоядерных реакций.
Весьма существенной особенностью электричества является
возможность преобразования его в другие виды энергии, возможность дробления
применительно к потребностям производства. Электрическая энергия
имеет и еще одно важное преимущество. Дело в том, что управление
машинами, технологическими процессами осуществляется через
управление потоками энергии. Любую машину можно пустить в ход,
остановить, регулировать ее работу путем соответствующего изменения этого
потока. Именно электрическая энергия отвечает условиям такого
управления.
Электроника позволила создать в машине новое звено, которое
изменило саму машину и открыло огромные возможности ее
совершенствования. Электроника позволила создать систему устройств, а иногда
и целые машины, которые в отличие от рабочих и энергетических машин
называются кибернетическими. Замечательной особенностью этих устройств
и машин является то, что они при ничтожном исходном использовании
энергии управляют огромными мощностями. Вне развития радиоэлектро-
710

еики нельзя себе представить создание материально-технической базы
коммунизма.
В Программе КПСС указывается, что переход к комплексной
механизации и автоматически управляемому производству с применением
средств электронной техники составляет наиболее характерную черту
«современного технического прогресса и должен стать основным
направлением в создании конструкции новых машин.
Электроника революционизирует методы многих видов производства
и открывает небывалые возможности для использования сил природы
в интересах человека. Электронная техника, основанная на применении
вакуумных, полупроводниковых и других приборов, позволяет
преобразовывать световые, тепловые и другие импульсы в электрические токи и,
усиливая их до нужных размеров, приводить в действие тончайшие системы
регулирования производственных процессов. Электронные приборы во
многих случаях уже стали незаменимым средством контроля и
автоматизации производственных процессов. Все более видное место электронные
устройства занимают в быстро развивающейся отрасли
промышленности — приборостроении.
Электронные приборы намного расширяют возможности точных
технических измерений, в том числе и телеизмерений. Их главной
особенностью является быстрота действия, совершенно недостижимая для
механических приборов.
На современных достижениях электроники основано, в частности,
радиотелеуправление, без чего не мыслим прогресс в области
межпланетных сообщений, создания искусственных спутников Земли и космических
кораблей.
Особенно большие перспективы имеет развитие электронно-счетных
машин, совершенствующихся по линии быстроты счета, увеличения
емкости запоминающих устройств, портативности и приспособляемости к
различным условиям их применения.
Материально-техническая база общества на каждом этапе своего
развития характеризуется масштабами использования природного сырья,
типом этого сырья, умением людей искусственно создавать материалы,
-сырье для нужд промышленности. Материально-техническая база
коммунизма характеризуется не только неизмеримо более широким
использованием природного сырья, но и совершенно новым набором используемых
в производстве искусственных материалов.
Совершенствование средств труда на базе открытий современной
науки позволит коренным образом изменить методы получения
естественных материалов, предназначенных для промышленного,
сельскохозяйственного и личного использования. В орбиту промышленного
производства будут вовлечены почти все элементы периодической системы
Менделеева. Добыча всех видов минерального сырья будет осуществляться на
полностью автоматизированных предприятиях, методы механического
разрушения и перемещения породы будут заменяться гидравлическими,
ряд минералов будет переводиться в недрах в растворы.
Получение продуктов сельского хозяйства облегчится и удешевится
ее только благодаря механизации и автоматизации
сельскохозяйственного производства, но и благодаря все более растущему воздействию на
условия произрастания растений и выведения животных (управление
погодой, орошение, применение химических веществ для борьбы с
сорняками и вредителями, ростовых веществ и т. д.).
Еще более характерен для материально-технической базы коммунизма
процесс преобразования природных и создания новых синтетических
материалов.
711

Новые технологические процессы, более глубокое понимание
природы твердого тела, новые методы изучения металлов и сплавов открывают
возможность получения всей гаммы металлов и сплавов, отвечающих
потребностям современной техники. Полимерные материалы (пластмассы,,
синтетический каучук, искусственные и синтетические волокна)
глубочайшим образом изменят всю структуру потребляемых промышленных и
непромышленных материалов.
По мере создания материально-технической базы коммунизма будет
повышаться роль синтетических материалов. Одновременно будет
относительно понижаться удельный вес металлов и сельскохозяйственных
материалов, использованных для промышленного потребления. В группе
металлов будет увеличиваться удельный вес легких металлов и в первую
очередь алюминия, в группе сельскохозяйственных материалов будет
повышаться роль продуктов, потребляемых человеком. Развитие
синтетических материалов будет вносить свои коррективы в баланс
минеральных ресурсов. По-прежнему основой органического синтеза будут
являться углеводороды газа и нефти. Но наряду с этим все большее
распространение будут получать кремнеорганические соединения, кремнеорга-
нические полимеры, минеральная сырьевая база которых практически
неисчерпаема.
Развитию химии, химической промышленности в Программе КПСС
уделяется специальное место. Одна из крупнейших задач ближайшего-
будущего — всемерное развитие химической промышленности, полное
использование во всех отраслях народного хозяйства достижений
современной химии, в огромной степени расширяющей возможности роста
народного хозяйства, выпуска новых, более совершенных и дешевых
средств производства и предметов народного потребления. Металл,
дерево и другие строительные материалы будут все более заменяться
экономичными, прочными, практичными и легкими синтетическими
материалами.
Материально-техническая база коммунизма будет характеризоваться
созданием автоматической системы машин как для энергетических целей,,
так и для механической и химической технологии и других сфер и
отраслей народного хозяйства, превращением ее во всеобщую форму
производства.
Машинизация обеспечила переход инструмента из рук рабочего
к машине, что было связано с созданием рабочих машин, однако функции
контроля, регулирования и управления оставались в руках человека.
С переходом к автоматизации и эта функция начинает выполняться
машинами. Переход к автоматическому управлению был вызван всем ходом
развития машин. Увеличение скорости и точности действия машин,
усложнение выполняемых ими процессов делает переход к автоматизации
объективной необходимостью.
Было бы неправильно предполагать, что материально-техническая
база коммунизма будет характеризоваться применением какого-нибудь
одного типа автомата, поскольку каждый из этих типов совершенствуется
и получает распространение, исходя из особенностей технологии. Но
безусловно, что устойчивой тенденцией будет являться переход ко все более
совершенным видам автоматов, осуществляющих не только соблюдение*
заданного режима, но и самонастройку, т. е. выбор наивыгоднейших
режимов работы. Уже сейчас в порядке опытных работ созданы автоматы,
способные сами формировать свою программу и видоизменять ее при
изменении условий работы.
Совершенствование автоматических машин связано с постоянным
расширением автоматизации контроля, регулирования и управления.
712

Вначале автоматизация охватывает отдельные машины, затем системы
машин по главным операциям и процессам. В процессе строительства
материально-технической базы коммунизма будет осуществляться полная
автоматизация технологических процессов, цехов и предприятий, а со
временем будет осуществлен перевод всей промышленности на
автоматизированное производство и управление производственными
процессами.
Одним из серьезных противоречий, порожденных всем ходом
развития систем машин, является то, что переход к сложной системе машин,
в которой все отдельные агрегаты взаимно увязаны, приводит к
возрастанию своеобразной «жесткости» системы. Это является одной из причин,,
затрудняющих переход к производству все более совершенных машин
и изделий. Но современные наука и техника дают возможность не только
создавать сложные автоматические системы машин, но и строить их таким
образом, чтобы они были пригодны для приспособления к новым
требованиям производства.
По мере строительства материально-технической базы коммунизма
все большее распространение получат универсальные автоматические
машины или системы универсальных автоматических машин, которые
могут изготовлять изделия по программе (электронное программное
управление). Программное управление с управляющими математическими
машинами получит распространение в химической,
нефтеперерабатывающей, металлургической промышленности. Уже сейчас известны устройства
программного управления, применяемые в производстве красителей,
медикаментов и других химических продуктов. Они осуществляют
автоматическое управление дозирующими устройствами, обеспечивая точное
выполнение заданной производственной рецептуры. В нефтяной
промышленности для корректировки различных процессов вводится
автоматический контроль состава промежуточного или годового продукта.
Ведущее место в создании материально-технической базы
коммунизма занимает машиностроение. По мере развития
материально-технической базы коммунизма машиностроение все в больших размерах будет
выпускать все более совершенные средства автоматизации. Автоматизация
производства будет приводить к изменению структурных схем, машин,
к изменению способов подведения энергии и материалов к машинам.
Будет ускоряться процесс объединения отдельных машин в системы машин
в различных областях промышленности. Процесс создания
автоматической системы машин для других отраслей должен осуществляться при
помощи автоматических систем машин в самом машиностроении.
Появление новых современных приборов контроля и автоматического
регулирования позволяет рассматривать автоматизацию не только как логическое
продолжение комплексной механизации, но и как новый этап развития
техники.
Автоматическая система машинного производства обеспечит огромное
возрастание производительности труда, необходимое для создания
изобилия и удовлетворения потребностей членов коммунистического общества.
В развитии техники в Советском Союзе и других социалистических
странах огромное, все возрастающее значение имеет наука. Развитие
машин связано с приложением данных науки к производству.
«Выступая в виде машины, средство труда,— пишет Маркс,— приобретает такую
материальную форму существования, которая обусловливает замену
человеческой силы силами природы и эмпирических рутинных
приемов — сознательным применением естествознания»1.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 392.
713

Но как ни велико было значение науки в прошлом, когда в основе
производства лежала система машины с паровым и даже электрическим
двигателем, оно не идет ни в какое сравнение с ролью науки на
современном этапе создания материально-технической базы коммунизма, на этапе
автоматической системы машин, широкого применения электроники,
•синтетической химии и приложения к производству целого ряда открытий
в области физики и химии. Если раньше для реализации в производстве
научных открытий требовались десятки лет, то теперь срок этот резко
сократился. В затратах на производство расходы на науку резко возрастают.
Укрепляются и организационные связи науки и производства.
Современные крупные передовые предприятия, даже не применяющие автоматической
•системы машин, наряду с производственными цехами имеют систему
лабораторий, научно-исследовательские центры, проектные, конструкторские
бюро и т. д.
Программа КПСС указывает, что максимальное ускорение научно-
технического прогресса является важнейшей общенародной задачей.
В Программе партии подчеркивается зависимость техники от науки и
прежде всего от достижений физической науки. Успехи
вычислительной математики имеют непосредственную связь с развитием автоматики.
Теоретические исследования по химии способствуют разработке новых,
усовершенствованных технологических процессов и созданию
синтетических материалов со свойствами, удовлетворяющими запросы
современной техники. Исследования в области технических наук призваны
обеспечить резкие качественные сдвиги в эффективном использовании орудий
труда, сырья, материалов, топлива и электроэнергии, в повышении
производительности труда, снижении себестоимости и улучшении качества
продукции при одновременном повышении культуры и безопасности труда.
В свете этого роль материальных средств науки (лабораторий, научно-
исследовательских центров, экспериментальных цехов, проектных
конструкторских бюро) на предприятиях и во всем производственном аппарате
резко повысится. Наука все в большей степени будет определять успехи
производства.
Наука не только воздействует на технику, она сама зависит от
совершенствования технических средств. Важнейшие открытия в области
науки были как раз подготовлены этими новыми техническими
средствами. Радиоспектроскопия, рентгенография, электронография,
нейтронография, счетчики частиц, сверхскоростная съемка дают возможность
раскрыть процессы микромира, обнаружить движение отдельных микрочастиц,
сосчитать их, определить расположение атомов в молекуле кристалла,
измерить промежутки времени в миллиардные доли минуты: Для ведения
научных исследований советская наука создала мощные технические
средства, такие, например, как ускорители элементарных частиц,
обеспечивающие энергию протонов до 10 млрд. электроновольт и более. Яркой
демонстрацией синтеза науки и техники являются космические корабли,
открывшие эру изучения космического пространства.
Дальнейшее совершенствование технических средств, например
вычислительных машин, может привести к новым крупным открытиям.
Станет возможным математическое исследование так называемых
пространственных задач. Электронная математика даст возможность проникнуть
в такие области, где математики не было совсем или почти не было,
например в область химии — при решении проблемы синтеза, в область
биологии — при попытках создания математических моделей биологических
процессов.
Совершенствование технических средств науки по-новому ставит
вопрос об изучении микропроцессов, протекающих в живых организмах.
714

Подобные исследования дадут возможность использовать механизмы этих
процессов в неживой природе. Созданные природой живые организмы,
указывает академикН. Н. Семенов, производят химические (обмен веществ),
химико-механические (мышцы), химико-электрические (нервы) процессы
с совершенством, не доступным современной технике.
Виды живой материи, по мнению академика Н. Н. Семенова, таят
в себе какие-то новые, неизвестные пока в науке физико-химические
свойства. Раскрытие новых физико-химических свойств живой материи и
перенесение этих принципов в неживую природу должно явиться одним из
центральных направлений химической науки, которое будет иметь
последствия как в химии, так и в биологии не меньше, чем открытие атомной
энергии в физике.
Отмечая перспективы использования достижений науки для развития
производительных сил коммунизма, Программа КПСС выделяет четыре
важнейших направления: 1) исследования, связанные с выявлением
путей развития и совершенствования энергетики, начиная с
энергетического и теплового баланса, кончая такими проблемами, как открытие
новых источников энергии, прямое преобразование различных видов
энергии в электрическую, решение проблемы управления
термоядерными реакциями; 2) исследования, связанные с созданием новых машин,
автоматических и телемеханических систем, радиоэлектроники,
совершенствованием вычислительных, управляющих и информационных машин,
т. е. теми устройствами, которым предстоит произвести глубочайшие
ш принципиальные изменения не только в производстве, но и в науке,
экультуре и во всей жизни будущего человека; 3) исследования
химических процессов, разработка новых технологических методов, создание
новых искусственных и синтетических материалов не только подобных
материалам, которые создает природа, но и материалам, строго
отвечающим требованиям человека, которые природа не могла создать; 4)
совершенствование существующих и изыскание новых более эффективных
методов разведки полезных ископаемых и методов комплексного использования
сырья. Новый, более решительный сдвиг советская наука призвана
сделать в изучении и комплексном использовании недр.
Материально-техническая база определяется не только характером
применяемых технических средств, но и пропорциями в совокупном
общественном труде, вытекающими из уровня науки и техники, с одной
стороны, и из общественной формы развития материального
производства —с другой. При социализме уже получила свое отражение
прогрессивная организация общественного труда, связанная с концентрацией,
комбинированием, кооперированием, стандартизацией и специализацией
производства. Переход к автоматической системе машин требует
осуществления в широчайших масштабах наиболее рациональной специализации,
кооперирования, комбинирования как в рамках отдельных экономических
районов, так. и между районами.
В крупной социалистической промышленности, основанной на
использовании высокопроизводительных машин, специализация
производства стала решающим условием повышения производительной силы
труда.
Специализация в своем развитии проходит ряд этапов. Наиболее ранней формой
явилась специализация производства готовой продукции, так называемая предметная
•специализация. Такие новые мощные отрасли промышленности, как автомобильная,
автотракторная и ряд других, одними из первых широко осуществили предметную
специализацию. Другая форма специализации осуществляется по производству
отдельных частей и деталей готового продукта. Третьей формой является специализация по
стадиям производства, т. е. по отдельным операциям технологического процесса. Она
.заключается в расчленении технологического процесса между отдельными участками,
715

цехами и предприятиями соответственно отдельным стадиям производства продуктаt
например между литейными, кузнечно-прессовыми, механическими и сборочными
цехами и заводами в машиностроении, прядильными, ткацкими и отделочными
фабриками в текстильной промышленности. Здесь цехи выступают как звенья
специализированного производства, часто обеспечивающего изделиями не только данный, но
и другие аналогичные заводы.
В решениях Коммунистической партии Советского Союза была
подчеркнута необходимость создания специализированных и
оснащенных высокопроизводительным оборудованием с применением новейшей
технологии литейных, кузнечно-прессовых, метизных и
деревообрабатывающих заводов, заводов и специализированных цехов стандартных
инструментов, запасных частей, деталей и пластических масс, крепежных
и других изделий.
Н. С. Хрущев подчеркивал, что мы живем в век специализации.
Действительно, вне специализации немыслимо развитие почти всех сфер и
отраслей производства. Развитие специализации и кооперирования
предприятий, как указывается в Программе КПСС, является одним из
важнейших условий технического прогресса и рациональной организации
общественного труда.
Специализация создает предпосылки для перехода к массовости, поточности,
непрерывности, интенсивности производства. Непременным условием новой технологии
независимо от конкретных форм ее проявления и сфер применения является унификация и
стандартизация оборудования, а также выпускаемой продукции. Стандартизация в
капиталистических странах тормозится частной собственностью на средства производства.
Стандартизация какой-либо продукции во многих случаях связана с переоборудованием
действующих предприятий. Поэтому каждое капиталистическое предприятие
заинтересовано в утверждении таких стандартов, которые требовали бы меньше средств на
реорганизацию их предприятий. Это приводит к тому, что наряду с национальными
стандартами, которые, кстати сказать, в капиталистических странах не являются
обязательными, имеются многие фирменные стандарты.
В СССР, где единственным является государственный стандарт,
обязательный для соблюдения, стандартизация базируется на передовом
опыте работы предприятий, результатах научно-исследовательских
экспериментальных работ. Стандарты являются одним из основных средств
выпуска высококачественной продукции. Они обеспечивают
взаимозаменяемость отдельных деталей и частей машин, улучшают использование
металлов и других материалов, энергии, топлива, ускоряют
проектирование, сборку, монтаж изделий. Только стандартизация дозволяет
последовательно и глубоко осуществить специализацию и коодерирование
производства. Поэтому сейчас в СССР поставлена задача глубокой
стандартизации, унификации и типизации продукции машиностроения.
Правда, дело не только в стандартизации, унификации и типизации продукции
машиностроения, но и в дальнейшем переходе к типовым технологическим
процессам и типовым проектам при строительстве новых предприятий,
что позволит значительно сократить сроки и удешевить строительство,
В настоящее время разработаны типовые прогрессивные технологические
процессы для важнейших видов производства на основе
высокопроизводительного оборудования и средств комплексной механизации и
автоматизации.
Создание крупных специализированных предприятий в СССР
позволяет наиболее эффективно использовать совершенное оборудование,
наладить лучшую организацию производства, лучше использовать достижения
науки.
Важнейшее значение для увеличения концентрации производства
на высокой технической основе имеет широкое развитие комбинирования.
Это — своеобразная форма концентрации, когда в рамках одного произ-
716

водства соединяются разные отрасли промышленности, представляющие
собой либо последовательные ступени обработки сырья, либо играющие
вспомогательную роль в отношении основного производства.
В условиях капитализма комбинирование часто определяется не
объективными потребностями производства, диктуемыми современным
уровнем науки и техники, а чисто финансовыми и коммерческими
интересами отдельных частных предприятий.
Иное дело в условиях строительства материально-технической базы
коммунизма. Здесь комбинирование позволяет наиболее рационально
использовать энергию и все виды сырья, организовать непрерывность
технологического процесса и резко сократить длительность производственного
цикла. Проводя комбинирование в промышленности, коммунистическая
партия исходит из поставленной В. И. Лениным еще в 1918 г. задачи —
обеспечить наименьшие «потери труда при переходе от обработки сырья
ко всем последовательным стадиям обработки полуфабрикатов вплоть
до получения готового продукта»1.
Наряду с комбинированием дальнейшее развитие получит
кооперирование, т. е. организация постоянных производственных связей между
предприятиями, совместно изготовляющими определенный продукт, но
сохраняющими хозяйственную и техническую самостоятельность.
Кооперирование производства, значение которого не раз подчеркивалось решениями
партии и правительства, получило большое развитие прежде всего в
машиностроении. Широко известно кооперирование автомобильных и
тракторных заводов со своими смежниками. Однако развитие кооперирования
затруднялось ведомственной формой управления промышленностью.
Перестройка управления промышленностью и строительством создала основу
для широкого кооперирования предприятий с максимальным
использованием их внутренних резервов. В дальнейшем произойдет еще больший
рост кооперирования в рамках отдельных экономических районов и
упорядочение кооперирования между отдельными районами страны.
Создание материально-технической базы коммунизма требует
приведения в действие всех сил и средств социалистического производства, всех
возможностей современной науки.
Решающим условием успешной борьбы за создание
материально-технической базы коммунизма, за технический прогресс, всемерное
повышение производительности труда и использование всех резервов
производства является дальнейший подъем трудового энтузиазма, народной
инициативы, которая находит свое яркое выражение в социалистическом
соревновании, в движении ударников и бригад коммунистического труда.
История социалистического соревнования показывает связь характера
и содержания этого соревнования с техническим прогрессом. Подъем
трудового энтузиазма в 30-х годах был тесно связан с развитием новой
техники. Содержание обязательств бригад коммунистического труда не
только связано с совершенствованием техники, но и с растущим
содружеством рабочих, инженеров и людей науки.
Создание материально-технической базы коммунизма приведет
к огромному росту производительных сил и росту богатства советского
общества. На ее основе будет осуществляться переход к единой
коммунистической форме собственности.
Совершенствование техники, комплексная механизация и
автоматизация производства, развитие химических методов технологии,
комбинирование, специализация и кооперирование приведут к изменению
характера труда на производстве, неизмеримо облегчат его, будут
1 В. И. Ленин, Соч., т. 27, стр. 288.
717

способствовать постепенному стиранию существенных различий между
умственным и физическим трудом. Улучшение материального
благосостояния, жилищных условий, сокращение рабочего времени откроют
огромные возможности для широкого и разностороннего развития всех:
видов духовной деятельности людей, для дальнейшего приобщения
к достижениям культуры в активного участия в ее развитии всех
строителей коммунистического общества.
Время, затрачиваемое трудящимися на занятие в сфере
производительного труда, будет сокращаться, а время для образования, творческой
деятельности будет расти, содержание и характер труда коренным
образом изменятся — труд сделается подлинно творческим. Развитие наукж
и техники будет оказывать возрастающее благотворное влияние на все
стороны жизни человека коммунистического общества. Все это создаст
условия, необходимые для перехода к воплощению в жизнь формулы
коммунизма «от каждого по способностям, каждому по
потребностям».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
И
Н Ш развития техники являлись электрификация народного
хозяйства, механизация в широком смысле слова и автоматизация
производственных процессов. В это время благодаря внедрению новой техники
и совершенствованию технологии происходит колоссальное развитие
производства промышленных материалов, причем здесь на первое место все
более выдвигается всестороннее использование возможностей химии.
Вместе с тем огромное распространение получили двигатели внутреннего
сгорания. Наконец, начиная с40-х годов XX в., в повседневную практику
стало внедряться величайшее завоевание человечества — атомная энергия.
По существу в мире в последние годы началась величайшая научно-
техническая революция на основе использования атомной энергии,
автоматики, широкого применения средств электроники, а также
синтетических высокомолекулярных материалов. И повсюду во всех отраслях
техники первостепенное значение имеет энергетика, сейчас это прежде всего
электроэнергетика — основа всей современной техники.
Исходя из этого, можно указать на следующие характерные черты
современной техники:
На протяжении XX столетия широкое развитие получает
электрификация. Электрификация народного хозяйства позволяет наиболее
полно и рационально использовать природные энергетические ресурсы,
а также обеспечить развитие механизации и автоматизации производства
и внедрение наиболее прогрессивных технологических процессов.
Электротехника является важнейшей основой для создания современной
автоматической системы машин. Лишь на основе применения совершенного
электропривода были созданы автоматические поточные линии и
отдельные автоматические агрегаты; технологическое потребление электричества
позволило создать современную качественную металлургию и ряд новых
отраслей металлургии. Основой ряда важнейших отраслей современной
химической индустрии явились электрохимические процессы.
Электроэнергия наряду с использованием двигателей внутреннего сгорания
находит все большее применение на железнодорожном транспорте и в
сельскохозяйственном производстве.
В рассматриваемый период получили развитие совершенно новые
отрасли техники, связанные с новыми областями использования
электричества, с использованием электромагнитных колебаний. Это прежде всего
радиотехника со всеми ее отделами и электроника, глубочайшим образом
изменившие всю современную технику.
Вершиной развития радиотехники и электроники является бурное
развитие механизации процессов умственного труда, создание особых
719

электронных машин-автоматов и прежде всего быстродействующих
вычислительных машин, а также широкое использование
полупроводников, имеющих большое практическое значение. В частности, уже
сейчас успешно решается такая важная задача, как прямое
использование с помощью полупроводниковых элементов солнечной энергии.
В рассматриваемый период был создан во многом законченный
тип автомобиля, самолета, трактора и других машин, в частности
военных, как, например, танк. Успех в этих областях был обеспечен прежде
всего развитием новейших конструкций двигателей внутреннего сгорания
вплоть до ракетных и даже атомных двигателей. Двигатели
внутреннего сгорания позволили в значительной мере механизировать трудоемкие
и тяжелые работы в строительстве, горном деле и др. Вершиной развития
реактивных двигателей явилось создание и запуск в нашей стране
первых в мире искусственных спутников Земли и космических кораблей.
В техническом прогрессе особенно велика роль автоматики. При
этом широкая автоматизация технологических процессов в
машиностроении стала практически возможной лишь благодаря успехам
радиоэлектроники, благодаря созданию и применению новых совершенных
приборов. Важнейшим моментом, определившим характер современного
машиностроения, явился переход к поточному производству. В последние
годы поточные методы производства получили широкое распространение
в станкостроении, где уделяется много внимания созданию
автоматических и полуавтоматических линий и повышению экономической
эффективности создаваемых машин. Современный уровень развития техники
открывает, все более широкие перспективы развития автоматически
действующих систем машин, охватывающих полностью все производственные
процессы (от заготовки сырья до выдачи готовой продукции).
Для удовлетворения все возрастающих потребностей
промышленности, для нужд населения, а также для военных целей в XX в. стало
необходимым развитие новых технических средств, новых способов
производства промышленных материалов. Важнейшие изменения произошли
в технике металлургии, горном деле, химической промышленности.
Развитие этих отраслей промышленности наряду с механизацией
трудоемких работ характеризуется широчайшим внедрением электричества,
а также средств электроники; как и производство машин, производство
материалов наиболее эффективно на основе широчайшего использования
автоматики и организации непрерывных процессов. Изменяется,
улучшается технология, осуществляются работы по интенсификации
производственных процессов (например, при выплавке чугуна и стали) и т. п.
Введение методов химической технологии в ряде случаев приводит к
развитию новых видов техники (например, подземная газификация углей).
Под влиянием запросов других отраслей техники ускоренными
темпами происходит развитие химической промышленности. Важнейшей
задачей современной химии является синтез материалов с заранее
заданными свойствами. Характерной чертой химической технологии является
бурное развитие органического синтеза. Сейчас можно уже говорить о
новом этапе в развитии химической техники и промышленности, связанном
с крупными успехами в создании новых химических веществ — полимеров.
Зарождение и быстрое развитие такой отрасли техники и
промышленности, как атомная, является отличительной чертой нашего времени,
знаменующей начало грандиозного научно-технического переворота.
Здесь, как нигде больше, проявились все противоречия современного
этапа развития техники, когда в условиях капитализма великие открытия
становятся прежде всего на службу агрессивным, захватническим целям
империалистических стран.
720

Последние десятилетия показали, что атомная энергия открывает
невиданные возможности для развития всей совокупной техники на благо
всего миролюбивого человечества. Атомное ядро становится одним из
главнейших орудий всего технического прогресса. Кардинальной
проблемой науки и техники в последние годы становится проблема овладения
управляемыми термоядерными реакциями и создания термоядерной
энергетики — энергетики будущего.
Техника нашего времени продолжает развиваться на основе все
возрастающей роли естествознания и прежде всего физики. Так, физика
атомного ядра за несколько послевоенных лет выросла в ядерную
энергетику и привела ко все расширяющемуся применению радиоактивных
изотопов. Вместе с тем сами успехи физики определяются ростом техники,
и лишь такая взаимосвязь приводит к ускоренному научно-техническому
прогрессу. Одним из примеров этому может служить возникновение новой,
особенно перспективной области современной ядерной физики — физики
частиц высоких энергий. В последние десятилетия возник
самостоятельный раздел экспериментальной физики, посвященный новейшим
ускорителям, конструирование которых позволяет проникать в тайны первичных
элементов материи. Это стало возможным лишь на основе использования
новейших достижений радиотехники и прежде всего мощной
электротехнической и радиотехнической промышленности.
Развитие техники происходит в разных социально-экономических
условиях. Производственные отношения капитализма слишком узки,
чтобы использовать все крупнейшие достижения науки и техники в
интересах общества. Империализм использует технический прогресс
преимущественно в военных целях. Он обращает достижения человеческого
разума против самого человечества. Только социализм может полностью
использовать результаты современной научно-технической революции.
Решающих успехов в современной науке и технике добился Советский
Союз. В СССР были впервые запущены искусственные спутники Земли
и космические корабли-спутники, впервые был осуществлен полет
человека в космос. В СССР построен первый в мире ледокол с атомным
двигателем и атомная электростанция, а также самый крупный в мире
ускоритель элементарных ядерных частиц — синхрофазотрон, созданы
замечательные реактивные самолеты, гигантские гидроэлектростанции и т. п.
Эти успехи зиждятся на высоком уровне развития советской науки и
техники, направленном к благородной цели мирного использования
достижений технического прогресса на благо трудящихся. Быстрый
научно-технический прогресс в СССР является основой непрерывного
развития общественного производства и высокой производительности
труда. Коммунистическая партия Советского Союза поставила задачу в
течение двадцати лет создать материально-техническую базу
коммунизма, обеспечить для всего населения изобилие материальных благ, в
основном построить коммунистическое общество в нашей стране.
Коммунизм вооружает человека самой совершенной и могущественной
техникой, поднимает на огромную высоту господство людей над природой,
дает возможность все более и полнее управлять ее стихийными силами.
При коммунизме будет достигнута высшая ступень планомерной
организации всего общественного хозяйства, обеспечено наиболее
эффективное и разумное использование материальных богатств и трудовых
ресурсов для удовлетворения растущих потребностей членов общества.

БИБЛИОГРАФИЯ
Маркс К., Капитал, т. I, 1955.
Маркс К., К критике политической
экономии, 1953.
Маркс К., Конспект книги Льюиса
Г. Моргана «Древнее общество».
«Архив Маркса и Энгельса», т. IX,
1941.
Маркс К., Теории прибавочной
стоимости (IV том «Капитала»), 1955,
ч. I, II.
Маркс К., Формы, предшествующие
капиталистическому производству,
1940.
Маркс К., Черновые наброски письма
Маркса В. И. Засулич (8 марта
1881 г.). Маркс К. и Энгельс Ф.,
Соч., т. XXVII.
Маркс #"., Нищета философии, Маркс К.
и Энгельс Ф., Соч., т. 4. Из
неопубликованных рукописей К. Маркса.
«Большевик» № 11—12, 1939 г.
Из рукописного наследства К. Маркса.
«Коммунист» № 7, 1958 г.
Маркс К. и Энгельс Ф., Избранные
письма, 1953.
Маркс К. и Энгельс Ф., Манифест
Коммунистической партии, 1951.
Маркс К. и Энгельс Ф., Немецкая
идеология, Соч., т. IV.
Энгельс Ф., Анти-Дюринг, 1953.
Энгельс Ф., Диалектика природы, 1955.
Энгельс Ф., Избранные военные
произведения, 1956.
Энгельс Ф., Людвиг Фейербах и конец
немецкой классической философии,
1951.
Энгельс Ф., Происхождение семьи,
частной собственности и государства.
Маркс К. и Энгельс Ф., Избранные
произведения, т. II, 1955.
Энгельс Ф., Развитие социализма от
утопии к науке, 1953.
Энгельс Ф., Роль труда в процессе
превращения обезьяны в человека,
Маркс К. и Энгельс Ф., Избранные
произведения, т. II, 1955.
Ленин В. И., Аграрный вопрос в
России к концу XIX века, Соч.,
т. 15.
Ленин В. И., Государство и революция,
Соч., т. 25.
Ленин В. И., Империализм, как высшая
стадия капитализма, Соч., т. 22.
Ленин В. И., Империализм и раскол
социализма, Соч., т. 23.
Ленин В. И., Материализм и
эмпириокритицизм, Соч., т. 14.
Ленин В. И., По поводу так
называемого вопроса о рынках, Соч., т. 1.
Ленин В. if., О государстве. Лекция
в Свердловском университете И
июля 1919 г., Соч., т. 29.
Ленин В. И., Письмо А. М. Горькому,
Соч., т. 35.
Ленин В. И., Развитие капитализма
в России, Соч., т. 3.
Ленин В. И., Одна из великих побед
техники, Соч., т. 19.
Ленин В. И., Набросок плана научно-
технических работ, Соч., т. 27.
Ленин В. И., Философские тетради,
1947.
Ленин В. И., Экономическое
содержание народничества, Соч., т. I.
В. И. Ленин «О развитии тяжелой
промышленности и электрификации».
Сборник, М., 1956.
В. И. Ленин «Об электрификации».
Сборник, М.—Л., 1958.
Программа Коммунистической партии
Советского Союза, М., 1961.
Пятилетний план промышленности, М.,
1929.
Итоги выполнения первого пятилетнего
плана развития народного
хозяйства СССР, М., 1933.
Борьба КПСС за социалистическую
индустриализацию и подготовку
сплошной коллективизации
сельского хозяйства (1926—1929 гг.).
Документы и материалы, М., 1960.
Борьба КПСС за завершение
строительства социализма (1953—1958 гг.).
Документы и материалы, М., 1961.
Директивы КПСС и Советского
правительства по хозяйственным
вопросам. Сб. документов, т. 1—3, М.,
1957—1958.
722

XX съезд КПСС. Стенографический
отчет, т. I—II, М., 1956.
Предсъездовское обсуждение тезисов
тов. Н. С. Хрущева «Контрольные
цифры развития народного
хозяйства на 1959—1965 гг.», т. I—III,
М., 1959.
Внеочередной XXI съезд КПСС.
Стенографический отчет, т. I—III, M.,
1959.
Хрущев Н. С, Отчетный доклад ЦК
КПСС XX съезду партии, М., 1956.
Хрущев Н. С, О контрольных цифрах
развития народного хозяйства СССР
на 1959—1965 гг. Доклад на
внеочередном XXI съезде
Коммунистической партии Советского Союза,
27 января 1959 г., М., 1959.
Хрущев И. С, К победе в мирном
соревновании с капитализмом, М., 1959.
Хрущев Н. С, Отчет Центрального
Комитета Коммунистической партии
Советского Союза XXII съезду
партии, М., 1961.
Хрущев Н. С, О программе
Коммунистической партии Советского
Союза, М., 1961.
* *
*
Авдиев В. И., История Древнего
Востока, изд. 2, М., 1953.
Авдиев В. И., Производства и
художественные ремесла в древнем Египте,
М., 1930.
Айзенштадт Л. А., Чихачев С. А.,
Очерки по истории станкостроения
СССР, М., 1957.
Александр Федорович Можайский —
создатель первого самолета. Сб.
документов, М., 1953.
Античный способ производства в
источниках. Под ред. С. А. Жебелева
и С. И. Ковалева, Л., 1933.
Анучин Д. #., Лук и стрелы, М., 1887.
Аристотель, Физика, М., 1936.
Арманд Е. Б., Автомобилестроение
в СССР и за рубежом, М., 1958.
Артоболевский И. И., Сысоев Н. И.,
Основоположник земледельческой
механики, выдающийся советский
ученый академик В. П. Горячкия.
В кн.: «Труды по истории техники»,
вып. I., M., 1952.
Асташенков П. Г., Атомная
промышленность, М., 1956.
Арциховский А. В., Основы археологии,
М., 1955.
Асмус В. Ф., Декарт, М., 1956.
Бабат Г. И., Токи высокой частоты,
М., 1956.
Бабынин В. В., Математика у древних
египтян, М., 1882.
Баев Л., Реактивные самолеты, М.,
1958.
Бакланов Я. Я., Техника
металлургического производства XVIII в. на
Урале, М., 1935.
Балабанов Е. М., Ядерные реакторыг
М., 1956.
Бардин И. П., Жизнь инженера, М.,
1939.
Б ату ров Я. Я., Развитие техники
производства стали в России в первой
четверти XIX в. В кн.: «Труды по
истории техники», вып. IV, М.,
1954.
Белъкинд Л. Д., Александр Ильич Шпа-
ковский, М.—Л., 1949.
Белъкинд Л. Д., Павел Николаевич
Яблочков, М.—Л., 1950.
Белъкинд Л. Д., Конфедератов И. Я.,
Шнейберг Я. А., История техники,
М.—Л., 1956.
Белъкинд Л. Д., Электрическая лампа,
М., 1926.
Белъкинд Л. Д., Конфедератов И. Я.,
Шнейберг Я. А., Веселовский О. Я.,
История энергетической техники,
М., 1960.
Бек Т., Очерки по истории
машиностроения, т. I, M.—Л., 1933.
Белов Г., Городской строй и городская
жизнь средневековой Германии, М.,
1912.
Белозерцев В. Я., Исторический
материализм о взаимоотношении
техники и экономики. «Вопросы
философии» № 8, 1958.
Беляев А. И., Очерки по истории
металлургии легких металлов, М., 1950.
Берг А. И., Радовский М. Я.,
Изобретатель радио А. С. Попов, М.—Л.,
1949.
Беркович Д. М., Советское
машиностроение за 40 лет, М., 1957.
Б ер нал Дж., Наука в истории общества,
пер. с англ., М., 1956.
Бишоп, Проект Шервуд (Управляемые
термоядерные реакции в США),
пер. с англ., М., 1960.
Блаватский В. Д., Очерки военного
дела в античных государствах
Северного Причерноморья, М., 1954.
Богаевский Б. Л., История техники,
М.—Л., 1936.
Богаевский Б. Л., Очерк земледелия
Афин, Пг., 1915.
Бриткин А. С, Бидонов С. С,
Выдающийся машиностроитель XVIII в.
А. К. Нартов, М., 1950.
Брэстед Д. Г., История Египта с
древнейших времен до персидского
завоевания, пер. с англ., т. 1—2,
М., 1915.
Буркхардт Я., Культура Италии в
эпоху Возрождения, т. 1—2, Спб.,
1904—1905.
Буланин В., Развитие советского паро-
турбостроеяия, Л., 1953.
Бурлянд В. А., Отечественная
радиотехника в датах, М., 1957.
Васильев В. М., Устройство и краткая
история корабля, Л., 1934.
Васютинский В. А., Разрушители
машин в Англии (Очерки по истории
луддитского движения), М., 1929.
723

Вейлэ if., Культура бескультуряых
народов, пер. с нем., М.—Пг., 1924.
Вейлэ К., Химическая технология
первобытных народов, Харьков, 1924.
Вейц В. И., Очерки по энергетическому
перевооружению СССР и
капиталистических стран, М., 1931.
Вейц В. И., Современное развитие
электрификации в
капиталистических странах, Л., 1933.
Векслер В, И., Ускорители атомных
частиц, М., 1956.
Венсан К., Гроссен В., Курс на
автоматизацию, пер. с франц., М., 1959.
Верховский В. С, Первая мировая
война 1914—1918 гг., М., 1954.
Веселовский И. #., Египетская наука
и Греция. Из истории древней
математики и астрономии. В кн.:
«Труды Ин-та истории
естествознания», 1948, т. 2.
Виленский М. А., Развитие
электрификации СССР, М., 1958.
Винер Н., Кибернетика и общество,
пер. с англ., М., 1958.
Винтер А., Маркин А.,
Электрификация нашей страны, М.—Л., 1956.
Виргинский В. С, Возникновение
железных дорог и железнодорожный
вопрос в России, М., 1949.
Виргинский В. С, Жизнь и
деятельность русских механиков
Черепановых, М., 1956.
Виргинский В. С, История техники
железнодорожного транспорта,
вып. I, M., 1938.
Виргинский B.C. и Савельев Н. Я.,
Строительство вододействующих
устройств на Алтае в XVIII в.,
Машгиз, 1955.
Bumpyвий Поллион Марк, Десять книг
об архитектуре, пер. Ф. А.
Петровского, М., 1936.
Вопросы истории отечественной науки.
Общее собрание АН СССР,
посвященное истории отечественной
науки. 5—11 января 1949 г., М.—Л.,
1949.
Всемирная история, т. I—VII, М.,
1955—1960.
Всеобщая история архитектуры под
ред. Д. Е. Аркина, Н. Н. Брунова
и др., т. 1—2/ч. 1/, М., 1944—1949.
Гагарин Е. if., Из истории развития
конструкции автомобильных
двигателей. «Вопросы истории
естествознания и техники», вып. 7, 1959.
Гаккель Е. #., Тепловозы, М., 1955.
Гамбург Д. Ю., Химия и прогресс
техники, М., 1957.
Гвоздев М. и Яковкин В., Атомное
оружие и противоатомная защита,
М., 1956.
Геродот История в девяти книгах,
пер. Ф. Г. Мищенко, т. 1—2, М.,
1888.
Гладков А. И., В. И. Ленин —
организатор социалистической экономики,
М., 1960.
Голованов Н. Г., Уголь как топливо
и химическое сырье, М., 1957.
Горинов А. В., Дивногорский Н. /Г.,
Развитие техники
железнодорожного транспорта, М., 1948.
Горохов П. К., Борис Львович Розинг,
М.—Л., 1959.
Горст А. Г., Пороха и взрывчатые
вещества, М., 1949.
Готъе Ю. В., Железный век в
Восточной Европе, М.—Л., 1930.
Грацианский Н. П., Парижские
ремесленные цеха в XIII—XIV
столетиях, Казань, 1911.
Грин В. и Кросс Р., Реактивные
самолеты мира, М., 1957.
Гудцов Н. Т., Достижения
отечественной металлургии и перспективы ее
развития, М., 1955.
Гумилевский Л. И., Железная дорога.
Возникновение и развитие, М., 1950.
Гусев С. А., Очерки по истории
развития электрических машин, М..
1955.
Гусев С. А., Очерки по истории
развития выключателей переменного
тока, М.—Л., 1958.
Данилевский В. В., Проблема турбины
внутреннего сгорания (Историч.
освещение). «История техники», т. I,
М., 1934.
Данилевский В. В., История
гидросиловых установок в России до XIX в.,
М.—Л., 1940.
Данилевский В. В. Нартов и «Ясное
зрелище машин», М.—Л., 1958.
Данилевский В. В., Очерки истории
техники XVIII—XIX вв., М.—Л.,
1934.
Данилевский В. В., И. И. Ползунов.
Труды и жизнь первого русского
теплотехника, М.—Л., 1940.
Данилевский В. JB., Русская техника,
Л., 1947.
Данилевский В. В., Русское золото, М.,
1959.
Даннеман Ф., История естествознания,
пер. с нем., т. I, M., 1932.
Дильс Г., Античная техника, М.—Л.,
1934.
Доброе Г. М., История советских
угледобывающих комбайнов, М., 1958.
Добронравов Н. И., Беседа о колесе,
М.—Л., 1951.
Документы по истории изобретения
фотографии. «Труды Архива АН
СССР», вып. 7, 1949.
Долматовский Ю. А., Повесть об
автомобиле, М., 1958.
Домарадский М. М., Рождение и
развитие фотографии, М., 1936.
Достижения Советской власти за 40 лет
в цифрах. (Статистический
сборник ЦСУ), М., 1957.
Дубровский А. А., Развитие
сельскохозяйственной техники в СССР,
М., 1954.
Дузь П. Д., История воздухоплавания
и авиации в СССР, т. 1—2, М.,
724

1944—1960; т. I. Период до 1914 г.,
1944; т. 2. Период с 1914 по
1918 г., М., 1960.
Ефименко П. П., Первобытное
общество, изд. 3 Киев, 1953.
Железные дороги мира (Обзор эксплу-
атац. работы и технич. оснащения
железных дорог мира), пер. с англ.,
М., 1959.
Жуховицкий А. Ф., Автоматизация
технологических процессов в
машиностроении, М., 1959.
Загорский Ф. М., Очерки по истории
металлорежущих станков до
середины XIX в., М.—Л., 1960.
Зворыкин А. А., Автоматизация
производства и ее экономическая
эффективность, М., 1958.
Зворыкин А. А,, Технический прогресс
в СССР. «Вестник истории мировой
культуры» № 6, 1958 г.
Зворыкин А, А., Очерки по истории
советской горной техники, М.—Л.,
1950.
Зворыкин А А., Киржнер Д. М.,
Борис Иванович Бокий, М., 1951.
Зворыкин А. А., Киржнер Д. М.,
Михаил Михайлович Протодьяконов, М.,
1951.
Зворыкин А. А., История горной
техники, М., 1940.
Зворыкин А. А., О некоторых вопросах
истории техники. «Вопросы
философии» № 6, 1953 г.
Зворыкин А. А., О некоторых вопросах
периодизации истории
естествознания и техники. «Вопросы истории
естествознания и техники», вып. 4,
1957.
Зворыкин А. А., Открытие и начало
разработки угольных
месторождений в России, т. I, M., 1949.
Зомбарт В., Техника эпохи раннего
капитализма, пер. с нем., М.,
1925.
Р1з истории материального производства
античного мира. «Изв. ГАИМК»,
вып. 108, 1935.
Из истории науки и техники Китая.
М., 1955.
Иоффе А. Ф., Полупроводники и их
применение, М., 1956.
Исаев А. С, От самобеглой коляски до
ЗИЛ-111, М., 1961.
Исаев А. С, Электричество и транспорт,
М., 1961.
История Академии наук СССР, т. I,
М.—Л., 1958.
История естествознания в России, т. 1—
2, М., 1957—1960.
История древнего мира, М., 1937.
История средних веков, т. I—II, М.,
1952—1954.
История теплоэнергетики, М., 1958.
История электроэнергетики, М., 1959.
Кагаров Е., Сельскохозяйственные
машины в древнем Риме. «Проблемы
ГАИМК» № 7—8, 1933.
Калинин И., Катализ, М., 1955.
Каменецкий М. О., Первые русские
электростанции, М., 1951.
Каменомостский Л., Пути
технического развития самолета, М., 1954.
Канаев А., От водяной мельницы до
атомного двигателя, М., 1958.
Канарский Н. Я., Эфрос Б. В., Будни-
ков В. И., Русские люди в
развитии текстильной науки, М., 1950.
Кашинцев Д., История металлургии
Урала, М., 1939.
Кеннингэм У., Рост английской
промышленности и торговли, пер.
с англ., М., 1909.
Китов А. И., Электронные цифровые
машины, М., 1956.
Книга Марко Поло, М., 1955.
Ковалев Н. Я., Достижения
отечественного гидротурбостроения, М., 1956.
Колчин Б. А., Техника обработки
металла в древней Руси, М., 1953.
Конфедератов И. Я., Владимир
Григорьевич Шухов, М.—Л., 1950.
Конфедератов И. Я., История
теплоэнергетики. Начальный период,
М.—Л., 1954.
Корнейчик Н. К., Гуторович А. А.ч
Двести лет прядильной машины,
«Хлопчатобумажная
промышленность» № 7—8, 1938.
Косвен М. О., Очерки истории
первобытной культуры, М.—Л., 1953.
Косса Я., Кибернетика, М., 1958.
Крамарев В. М., История горного дела,
М.. 1923.
Красавцев Н. И., Сыровский И. А.,
Очерки по металлургии чугуна, М.,
1947.
Кржиоюановский Г. М., Избранное, М.
1957.
Кржижановский Г. М. и Вейц В. И.
Единая энергетическая система
СССР, М., 1956.
Кричевский С. О., Железнодорожный
транспорт в важнейших документах,
М., 1940.
Крылов А. И , Мои воспоминания, М.—
Л., 1942.
Кудрявцев А. С, Очерки истории
дорожного строительства в СССР, ч. 1—2,
М., 1951—1957.
Кудрявцев П. С, Конфедератов И. Я.,
История физики и техники, М.,
1960.
Кузин А. А., История техники в
работах К. Маркса. «Вопросы истории
естествознания и техники», вып. 8,
1959.
Кузнецов Б. В., Развитие тепловых
двигателей, М., 1953.
Кузнецов Б. Г., История
энергетической техники, М.—Л., 1937.
Кузнецов Б. Г., Творческий путь
Ломоносова, М., 1956.
Кузнецов В. И., Прогресс тяжелой
.индустрии в СССР, М., 1958.
Кулишер И. М., История
экономического быта Западной Европы, т. 2
изд. 8, 1931.
725

Кулишер И, ikf., Промышленность и
рабочий класс в Западной Европе в
XVII—XVIII столетиях, Пгр., 1922.
Лавровский В. М., Промышленный
переворот в Англии, М.—Л., 1925.
Лазарев В. Я., Леонардо да Винчи, М.,
1952.
Лазаренко Б. Р., Лазаренко Я. Я.,
Электроискровая обработка токо-
проводящих материалов, 1958.
Лебедев В. И., Введение в металлургию
чугуна и стали, М., 1951.
Лебедев С. А., Электронные
вычислительные машины, М.—Л., 1956.
Левицкий Я. А., Ремесленные гильдии
в Англии в ранний период их
истории. В кн.: «Средние века», вып.
VIII, 1956.
Лежнева О. А., Ржонсницкий Б. Я.,
Эмилий Христианович Леяц, М.—Л.,
1952.
ЛГейт В., Ракеты и полеты в Космос,
пер. с англ. М., 1961.
Леонардо да Винчи, Избранные
естественнонаучные произведения, М.,
1955.
Лесников М. Бессемер, М., 1934.
Лилли С, Автоматизация и социальный
прогресс, пер. с англ., М., 1959.
Лисичкин С. М., Очерки развития
нефтедобывающей промышленности СССР,
М., 1958.
Лисичкин С. М., Очерки по истории
развития отечественной нефтяной
промышленности.
Дореволюционный период, М.—Л., 1954.
Лукьянов Я. М., История химических
промыслов и химической
промышленности в России до конца
XIX века, т. 1—4, М., 1948—1955.
Лукьянов Я. М., Краткая история
химической промышленности СССР,
М., 1959.
Лурье Г., Моделей, М., 1933.
Лурье Я. М., Горное дело в древнем
Египте. «Труды Института
истории науки и техники». Серия I,
вып. 3, 1934.
Лурье И. М., Древнеегипетские
солнечные часы в собраниях СССР. «Труды
отдела истории культуры и
искусства Востока», т. 4, 1947.
Лурье С. Я., Архимед, М.—Л., 1945.
Лурье С. Я., Геродот, М.—Л., 1947.
Лурье С. Я., История Греции, ч. I.,
Л., 1940.
Лурье С, Я., Очерки по истории
античной науки, М.—Л., 1947.
Луцато Дж.у Экономическая история
Италии, пер. с итальяя., М.—Л.,
1954.
Лэпп Р., Атомы и люди, пер. с англ.,
М., 1958
Люди русской науки, т. 1—2, М., 1948
Манту Я., Промышленная революция
в Англии в конце XVIII в., М.,
1937.
Матвеев Г. А., История отечественного
котлостроеяия, М., 1950.
Матийко М., Радунский Л., Развитие
дуговой электросварки в СССР,
М.-Л., 1960.
Машина. Ее прошлое, настоящее и
будущее, М., 1959.
Машкин Я. А., История древнего
Рима, М., 1956.
Мейман М. Я., Движение феодального
способа производства.
«Исторические записки» № 42, 1954 г.
Меликишвили Г. А., Древневосточные
материалы по истории наррдов
Закавказья, Тбилиси, 1954.
Металлургия СССР (1917—1957 гг.),
т. 1—2, М., 1958—1959.
Милонов Ю. #., История паровой
машины, М., 1925.
Милонов Ю. К., Марксистская история
техники как предмет преподавания,
М., 1931.
Милонов Ю. К., История строительной
техники, М., 1935.
Милонов Ю. /Г., Этюды по истории
кинематики механизмов, М., 1936.
Мильке Г., Путь в Космос, пер. с нем.,
М., 1958.
Михайлов О. А,, Черная металлургия
СССР и зарубежных стран, М.,
1957.
Молдавская М. А., Зарождение
капитализма в книгопечатном
производстве во Франции в первой
половине XVI в. В кн.: «Средние века»,
вып. VII, 1955.
Мостовенко В. Д., Танки (Очерк
истории), М., 1958.
Николаев И. Я., Газотурбовозы, М.,
1957.
Некрасов Я. Я., Химизация в народном
хозяйстве, М., 1955.
Неменов Л., История развития
циклотрона. «Атомная энергия» № 2,
1958 г.
Неру Дж., Открытие Индии. Пер.
с англ., М., 1955.
Несмеянов А., Наука и производство.
«Коммунист» № 2, 1956 г.
Нессельштраус Г., Возникновение и
развитие порошковой металлургии.
«Труды Всесоюзного научного ин-
жеяеряо-технич. общества
металлургов», т. I, 1954.
Нестеров Я. Я., Федорова 3. М.,
Михаил Михайлович Федоров, М., 1951.
Нидерле Л., Человечество в
доисторические времена, Спб., 1898.
Новая химия. (Сб. статей), пер. с англ.,
М., 1959.
Огиевецкий А. С, Радунский Л. Д.,
Николай Николаевич Бенардос,
М.—Л., 1952.
Огиевецкий А. С, Радунский Л. Д.,
Николай Гаврилович Славянов,
М.—Л., 1952.
Ознобин Я., Электрификация СССР
за 40 лет, М., 1958.
Окладников А, Я., К вопросу о
происхождении и месте лука в истории
культуры. «Краткие сообщения о
726

докладах и полевых исследованиях»,
вып. 5, 1940.
Олыики Л., История научной
литературы на новых языках, пер. с нем.,
т. 1—3, М.—Л., 1933—1934.
Осипов Г. В., Техника и общественный
прогресс. Критический очерк
современных реформистских и
ревизионистских социологических теорий,
М., 1959.
Остромецкий А. А., Алексей Иванович
Узатис, М., 1951.
Остромецкий А. А., Петр Алексеевич
Олышев, М., 1952.
Остромецкий А. А., Очерки по
истории русской горной механики, М.,
1953.
Осъмова П. Я., О так называемом
«технологическом детерминизме».
«Вестник истории мировой культуры»
№ 4, 1959 г.
Очерки истории СССР, т. I—III, M.,
1953—1957.
Очерки истории радиотехники, М., 1960.
Очерки развития железнодорожной
науки и техники. (Сборник статей),
М., 1953.
Очерки истории техники
докапиталистических формаций, М.—Л., 1936.
Очерки по истории техники Древнего
Востока, М.—Л., 1940.
Павлов М. А., Воспоминания
металлурга, М., 1945.
Первый полет человека в Космос.
Материалы, опубликованные в
«Правде», М., 1961.
Петров Г. С, Пластические массы
и их использование, М., 1955.
Пионеры машинной индустрии, М.—Л.,
1937.
Пипуныров В. П., Иван Петрович Кули-
бия, М., 1955.
Покровский Г. П., Роль науки и
техники в современной войне, М., 1957.
Покровский Ю. М., Очерки по истории
металлургии, М., 1936.
Получение ультрачистых металлов
зонной плавкой, М.7 1955.
Производство важнейших товаров в
капиталистических странах за 1937 г.,
1940 г., 1950—1954 гг.
(Статистический справочник), М., 1955.
Прокопович А. Е., Технический
прогресс в станкостроении, М., 1957.
Прокопович А. Е., Успехи
отечественного станкостроения, М., 1954.
50 лет радио. Сборник, М., 1945.
Радар, Официальная история, М., 1946.
Равдоникас В. И., История
первобытного общества, ч. 1—2, Л., 1939—
1947.
Радиотехника и электроника и их
техническое применение, М., 1956.
Радциг А. А., История теплотехники,
М.—Л., 1936.
Радциг А. А., Джемс Уатт и
изобретение паровой машины, Пгр., 1924.
Раковский В., Современное состояние
порошковой металлургии и ее
основные задачи. «Порошковая
металлургия». Труды научно-технич. сессии,
М., 1954.
Раскин Н. М., История станка Жак-
кара. «Архив истории науки и
техники», вып. 4, 1934.
Реутов О., Органический синтез и его
перспективы, М., 1958.
Ржонсницкий Я. Я., Дмитрий
Александрович Лачинов, М.—Л., 1949.
Ржонсницкий Б. Я., Федор Аполлоно-
вич Пироцкий, М.—Л., 1951.
Розенфелъд С. Я., Клименко К. И.,
История машиностроения СССР,
М.,. 1961.
Розинг Б., Электрическое
дальновидение. «Научное слово» № 8, 1928 г.
Ройтбуд Л. Я., Развитие черной
металлургии СССР, М., 1956.
Рубакин Я., Рассказы о подвигах
человеческого ума, Пгр., 1919.
Рубинштейн М., К. Маркс о развитии
техники. «Большевик» № 1—2,
1932 г.
Рубцов П. Я., История литейного
производства в России, Л.—М., 1947.
Русский изобретатель-металлург
В. С. Пятов, М., 1952.
Рыбаков Б. А., Ремесло Древней Руси,
М., 1948.
Рыбкин А. Я., Геворкян А. М., Новая
технология в машиностроении, М.,
1958.
Самарин А. М., Великий русский
металлург П. П. Аносов. В кн.: «Труды
по истории техники», вып. I, M.,
1952.
Сегре Э., Антипротоны, М., 1957.
Семенов С. А., Первобытная техника.
«Материалы и исследования по
археологии СССР» № 54, 1957.
Сергеев В. С, История Древней Греции,
изд. 2, М., 1948.
Сергиенко С. Р., Роль русских
ученых и инженеров в развитии
химии и технологии нефти, М.—Л.,
1949.
Сергиенко С, Очерки развития химии
и переработки нефти, М., 1955.
Сигов С. П., Очерки по истории
горнозаводской промышленности Урала,
Свердловск, 1936.
Сидоров А., Очерки из истории техники,
вып. 1—2, М., 1925—1928.
Симоновская Л. В., Китай в эпоху
расцвета феодализма. «Исторический
журнал» № 1, 1941 г.
Советская горная наука, М., 1957.
Советская техника за 25 лет, М.—Л.,
1945.
Соколов Е. А., Развитие теплофикации
в СССР, М., 1955.
СССР в цифрах в 1960 г. Краткий
статистический сборник, М., 1961.
Староселъская-Никитина О. А.,
Очерки по истории науки и техники
периода Французской буржуазной
революции 1789—1794, М.—Л.,
1946.
727

Стеклов Я. Ю., Развитие
электроэнергетического хозяйства СССР
(Хронологический указатель). М.—Л.,
1959.
Стечкин Б., Газотурбинные установки,
М., 1956.
Страбон, География в семнадцати
книгах, М., 1879.
Строков А. А., История военного
искусства, М., 1955.
Струмилин С. Г., История черной
металлургии в СССР, т. I, M., 1954.
Струмилин С. Г., Промышленный
переворот в России, М., 1944.
Сюзюмов М. Я., Ремесло и торговля
в Константинополе в начале X века.
«Византийский временник», т. IV,
1951.
Татаринов М. Я., Александр
Александрович Саблуков, М., 1952.
Творцы машин, М., 1937.
Терпигорев А. М., Воспоминания
горного инженера, М., 1956.
Техника обработки камня и металла,
М., 1930.
Тихомиров М. Я., Древнерусские
города, М., 1956.
Тихомиров В. В., Хаин В. В., Краткий
очерк истории геологии, М., 1956.
Толстое С. Я., По следам древнехорезм-
ской цивилизации, М.—Л., 1948.
Трошии А. Я., История нефтяной
техники в России (XVII—вторая
половина XIX в.), М., 1958.
Труды сессии АН СССР по мирному
использованию атомной энергии,
М., 1955.
Тураев Б. А., История Древнего
Востока, т. 1—2, Л., 1936.
Тэйлор Э. Б., Первобытная культура,
пер. с англ., М., 1939.
Тюменев А. Я., Производители
материальных благ в царском хозяйстве
времени III династии Ура.
«Вестник древней истории» № 1, 1954 г.
Угольная промышленность СССР. К
сорокалетию Великой Октябрьской
социалистической революции, М.,1957.
Фаерман Е. М , Развитие
отечественной горной науки, М., 1958.
Фалъковский Я. Я., Москва в истории
техники, М., 1950.
Федоровский А. С, Доисторические
разработки медных руд и
металлургия бронзового века в Донбассе,
М., 1921.
Ферми Л., Атомы у нас дома, М., 1958.
Флуг К. Я., Из истории книгопечатания
в Китае X—XIII вв. «Советское
востоковедение» № 1, 1940 г.
Форд Г., Моя жизнь, мои достижения,
Л., 1927.
Форд Г., Сегодня и завтра, М., 1927.
Хвостов М. М., Текстлльная
промышленность в греко-римском Египте,
Казань, 1914.
Хейнман С., Технико-экономические
тенденции автоматизации в США.
«Коммунист» № 8, 1957 г.
Храмой А. В., Очерки истории
автоматики в СССР (дооктябрьский
период), М., 1956.
Храмой А. В., Константин Иванович
Константинов, М.—Л., 1951.
Цветное телевидение в США, Франции,
Англии и Голландии, М.—Л.,
1956.
Цейтлин Е. А., Очерки истории
текстильной техники, М.—Л., 1940.
Цейтлин Е. А., Самуэль Кромптон и
развитие мюль-машины, М.—Л.,
1940.
Цейтлин Я. А., Технический
переворот в льнопрядении и начало
машинного производства льняной
пряжи в России, М.—Л., 1936.
Чайлд Г., Прогресс и археология. Пер.
с англ., М., 1949.
Чайлд Г., У истоков европейской
цивилизации. Пер. с англ., М.,
1952.
Черная металлургия
капиталистических стран (Статистич. справочник),
М., 1958.
Чудаков Е., Советский автомобиль, М.,
1952.
Шамшур В. И., Первые годы советской
радиотехники и радиолюбительства,
М.—Л., 1954.
Шателен М. А., Русские
электротехники второй половины XIX в.,
Л.—М., 1949.
60 лет радио. Сборник, М., 1956.
Шмаков Я., Основы цветного и
объемного телевидения, М., 1954.
Шмидт Р., Очерки из истории горного
и металлообрабатывающего
производства в античной Греции. «Изв.
ГАИМК», вып. 108, 1935.
Шолпо Я. А., Ткачество в Древнем
Египте. «Труды Института
истории науки и техники». Серия I,
вып. 5, 1935.
Штернфелъд А., Искусственные
спутники Земли, М., 1957.
Шухардин С. В., Первый советский
угольный комбайн, М., 1954.
Шухардин СВ., Иван Августович
Тиме, М.—Л., 1951.
Шухардин С. Я., Георгий Агрикола,
М.—Л., 1955.
Шухардин С. Я., Вклад русских п
советских изобретателей в развитие
горного дела. По данным
отечественных привилегий и авторских
свидетельств за 1814—1948 гг.
«Труды МГИ», т. И, 1953.
Шухардин С. Я., Источники и
методика историко-технического
исследования. «Известия АН СССР,
ОТН» № 8, 1952 г.
Шухардин С. Я., Суханова Е. М.,
Ивановский С, Р., Михаил Васильевич
Ломоносов, М., 1951.
Шухардин С. Я., Опыт определения
термина «техника». «Вопросы
истории естествознания и техники»,
вып. 8, 1959
728

Шухардин С В., Основы истории
техники. Опыт разработки
теоретических и методологических проблем,
М., 1961.
Шухардин СВ., Развитие рудничного
водоотлива (до начала XX в.).
«Труды Института истории
естествознания и техники», т. 25, 1959.
Шухардин СВ., Русская наука о
разработке ископаемого угля в XVIII в.,
М., 1950.
Электрометаллургия черных металлов
в капиталистических странах, М.,
1955.
Эллинистическая техника, М.—Л.,
1948.
Энергетическое строительство СССР за
40 лет. Сборник, М.—Л., 1958.
Энергетика мира (Доклады о развитии
энергетики отдельных стран за
1950—1954 гг.), М.—Л., 1957.
Эрр Ф. Ж., Артиллерия в прошлом,
настоящем и будущем, М., 1941.
Яковлев В. Б., Развитие способов
производства сварочного железа в
России, М., 1960.
Яроцкий А. В., Павел Львович
Шиллинг, М.—Л., 1953.
A century of technology, 1851—1951,
L., 1951.
Alleau Я., Les resources techniques de
Г histoire des inventions. «Journal
de SIA», vol. 29, 1956, N 1.
A picture history of flight, L., 1955.
A mot R. P., A history of the Scottish
miners from the earliest times, L.,
1955.
Bernal J. D., Science and industry in
the nineteenth century, L., 1953.
Black, A., The story of flying, N.—Y.
(L.), 1943.
Blake G. C, History of radiotelegraphy
and telephony, L., 1928.
Boethius В., Swedish iron and steel.
1600—1955. «The Scandinavian
economic history», vol. 6, N 2,
1958.
Boirel R., Science et technique, Neucha-
tel, 1955.
Bouvier—A jam M., Histoire du travail
en France des origines a la
revolution, Paris, 1957.
Britain's atomic factories (The story of
atomic energy production in Britain),
L., 1954.
Bo wen H. С and Kettering, Ch. F.,
A short history of technology, New
Jersey, 1954.
Bowland I. P., Georg Stephenson —
creator of Britain's railways, L., 1954.
Burgunder H., Das Wunder von Kitty
Hawk. «Technische Rundschau» № 51,
1953.
Carter T. F., The invention of printing
in China and its spread westward,
N.—Y., 1955.
Centenary of aluminium. «Nature», voL
175, N 4451, 1955.
Centennial of engineering (History and
proceedings of symposia 1852—1952),.
Chicago, 1953.
Chatley H., Far eastern engineering. In
Transactions of the Newcomen society
for the study of the History of
«engineering and technology, vol. 29,.
1953—1954 and 1954—1955, L., 1958.
Chiancone E., Historia de la ingenieria,
Montevideo, 1952.
Childe V., Documents in the prehistory
of science. «Cahiers d'Histoire Mon-
diale», vol. 2, N I, 1955.
Ciuca M., La chimica nella vita sociale,.
Milano, 1957.
Clements R., Modern chemical
discoveries, L., 1956.
Crowther J. C, Discoveries and
inventions of the 20-th century, L., 1955.
Crawford О. С S., How things are made
and done. «Antiquity» N 114, 1955.
Deutsche Pionierleistungen in der Tech-
nik. Eine Sammlung von Aufsatzen,
Leipzig, 1956.
Development of the Wright flyer.
«Engineering», vol. 176, N 4585, 1953.
Diesel E., Der Mensch, das Werk, das
Schiksal, Stuttgart, 1953.
Dunlop О. E., Radio's hundred men of
science, N.—Y. (L.), 1944.
Easton S. C, The heritage of the Past,
N.-Y., 1956.
Farber E., The evolution of chemistry,
N.-Y., 1957.
Feldhaus F. M., Die Maschine im Leben
der Volker. Ein Uberblick von der
Urzeit bis zur Renaissance, Basel
und Stuttgart, 1954.
Findlay A., A hundred years of chemistry,
L., 1955.
Flemming E. W., Wusten, Deiche und
Turbinen. Das grosse Buch von
Wasser und Volkerschicksal, Gottin-
gen, Berlin, Frankfurt, 1957.
Forbes R. J., Studies in ancient
technology, vol. 1—3, Leiden, 1955. _
Forbes R. /., Vom Steinbeil zum Ober-
schall. Funftausend Jahre Technik,
Munchen, 1954.
Freeman W., Biographies — scientists and
inventors, London, 1954.
Gibbs — Smith С Я., A history of flying,.
L., 1953.
Grandes decouvertes du XXe siecle,
Paris, 1956.
Grenier C, Chronique siderurgique. «Echo
des Mines et de la Metallurgie»
N 3505, 3506, 1957.
Grenier C, Chronique siderurgique. «Echo
des Mines et de la Metallurgie»
N 3518, 3519, 3520, 1958.
Growther J. C, Six great inventors:
Watt, Stephenson, Edison, Marconi,
Wright brothers, Whittle, L.r
1954.
Hall С R., History of American
industrial science, N.—Y., 1954.
729

Hartenberg R. S., Denavit J., Man and
machines... and informal history.
«Machine Design», vol. 28, N 9, 1956.
Hendricks F., Der Weg aus der Tretmuhle.
Ein Abriss der Geschichte der
Technik der neueren Zeit, Dussel-
dorf, 1955.
Herrmann P., The great age of discovery,
L., 1957.
Histoire generale des sciences, Paris,
1956.
A history of technology, vol. 1—3, L.,
1956—1957.
Holmes H. N., Out of the test tube*
(The story of chemistry), N.—Y.,
1957.
Jarvis С. М., The history of electrical
engineering. «Journal of the LEE»,
vol. I, N 9, 1955.
Jet, The story of a Pioneer (F. Whittle),
L., 1956.
Julian A. L., A printing millenary.
«History today», vol. 4, N 10, 1954.
Kauffeld A., Otto von Guericke. Ein
grosser deutscher Naturwissenschaft-
ler, Leipzig —Jena, 1954.
Keima A., Manufakturni obdobi v
Cechach, Praha, 1955.
King H. Ch., The history of the
telescope, L., 1955.
Kirby R. S., Engineering in history,
N.—Y., 1956.
Klemm F., Technik. Eine Geschichte
ihrer Probleme, Freiburg, 1954.
Kretzschmer F., Ratsel der antiken
Technik. «VDI — Zeitschrift», Bd. 100,
N 24, 1958.
Larsen E., Men, who shaped the future:
stories of invention and discovery,
L., 1954.
Leithduser J. G., Die zweite Schopfung
der Welt. Eine Geschichte der
grossen technischen Erfindungen von
heute, Berlin, 1957.
ienard Ph., Great men of science. Transl.
from German, N.—Y., 1938.
Lessing L. P., The gasturbine.
«Scientific American», vol. 189, N 5, 1953.
Ley son В., Marvels of industrial science,
N.—Y., 1955.
Lilley S., Men, machines and history,
L., 1948.
IMley S., Storia della technica, L., 1951.
Lucas H. S., A short history of
civilization, L., 1953.
.Lundgren W. #., Across the high
frontier, with a foreword by General Doo-
little, L., 1956.
Maclaurin W. R., Invention and
innovation in the radio industry, N.—Y.,
1949.
Matschoss G,, Grosse Ingenieure. Le-
bensbeschreibungen aus der
Geschichte der Technik, Munchen, 1954.
Menschen, Maschinen, Energien,
Berlin, 1959.
Meyer G. S., World book of great
inventions, N.—Y., 1956.
Mitchell Wilson, American science and
invention (Apictorial history), N.—Y.,
1954.
Mieli A., Papp D., Babini /., Panorama
general de historia de la ciencia,
t. 5—7, Buenos-Aires—Mexico,
1952—1954.
Moments of discovery, vol. 1—2, N.—Y.,
1958.
Mtiller J. S., Something about
spectacles. «Compressed Air Magazine»,
vol. 61, N 4, 1956.
Oliver J., History of American technology,
N.—Y., 1956.
Origins of the open-hearth furnace.
«Iron and coal trades review», vol.
174, N 4627, 1957.
Osborne A. K., An encyclopedia of the
iron and steel industry, N.—Y., 1956.
Partington J. R,, A short history of
chemistry, L., 1957.
Petit D., A century of Cowper stoves.
«Journal of the Iron and steel
Institute», vol. 185, N 4, 1957.
Pictorial history of science and
engineering, L., 1958.
Pringle F., Great discoveries in modern
Science, L., 1955.
Rolfe D. and Dawydoff A., Airplanes
of the world (The history of
airplanes), N.—Y., 1955.
Rosen E., The invention of eyeglasses.
«Journal of the History of Medicine
and Allied Sciences», vol. II, N 2
1956.
Ross F., Radar and other electronic
inventions, N.—Y., 1954.
Rousseau P., Histoire des techniques
et des inventions, Paris, 1958.
Science—from ancient day to modern
times. «Product Engineering», vol. 26,
N 1, 1955.
Sir Charles Parsons. «Machinery Lloyd»,
vol. 26, N „15 A, 1954.
Stechmiler R., Ziva minulost na§i tech-
niky, Praha, 1954.
Stein W., Kulturfahrplan, Berlin — Gru-
newald, 1954.
Storig H. J., Kleine Weltgeschichte der
Wissenschaft, Stuttgart, 1954.
SutermeisterE., The story of papermaking,
N.—Y., 1955.
Taylor F. Sh., An illustrated history
of science, L., 1955.
The timepiece of Christian Huygens ol
Zulichem. «Horological Journal», vol..
96, N 1150, 1954.
Times Educational Supplement. Makers
of modern science, L., 1956.
Usher A. P., A history of mechanical
inventions, Cambridge, 1954.
Vajda P., Nagy magyar feltalalok,
Budapest, 1952.
Van de Velde A. J. /., L'histoire des
sciences et la division de l'histoire
de Thumanite, «Revue d'histoire
des sciences et de leurs applications»,
t. 8, N 2, 1955.

ХРОНОЛОГИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ1
800—400 тыс. лет дон. э.— Применение каменных орудий-эолитов.
400—100 тыс. лет до н. э.— Использование грубых каменных ручных рубил.
Применение «дикого огня».
100—40 тыс. лет до н.э.— Применение каменных остроконечников, скребков,
скобелей, резцов и костяных орудий. Освоение огня.
Использование пещер.
40—12 тыс. лет до н. э.— Применение каменных резцов, скребков, широкое
применение костяных орудий; изготовление каменных орудий
путем скола; применение отжимной ретуши. Строительство
землянок.
12—7 тыс. лет до н. э.— Применение лука и стрел с кремневыми наконечниками.
Использование микролитов.
7—4 тыс. лет до н. э.— Изготовление глиняной посуды. Использование макроли-
тических каменных орудий: топоров, долот, булав.
Использование микролитических орудий: кремневых ножей,
скребков, стрел. Строительство земляных и свайных
построек.
4000 лет до н. э. — Изготовление и применение кирпича в Египте.
4 тыс. лет до и. э. — Изобретение повозки с колесами в Индии.
4—3 тыс. лет до н. э.— Использование каменных орудий общего назначения:
топоры без проушин (позднее — с проушинами), клинья,
долота, ножи, тесла, скобели, скребки, пилы, молоты;
каменные орудия земледелия: мотыги, зернотерки, серпы;
орудия охоты: лук и стрелы, копья, боевые топоры,
палицы, метательные камни. Применение при обработке орудий
шлифования, полирования, пиления. Применение
прядения и ткачества.
4—3 тыс. лет до н. э.— Выплавка первых медных орудий и оружия. Широкое
применение каменных орудий, кремневых зернотерок, мотыг,
криволинейных серпов. Холодная обработка меди ударом.
Строительство глинобитных наземных жилищ, землянок.
Конец IV и начало III— Применение ручного гончарного круга в странах Древне-
тысячелетия до н. э. го Востока.
Начало III тыс.—I ты-— Изготовление и широкое применение бронзовых орудий
сячелетие до н. э. труда и оружия.
3000 лет до н. э. — В Египте, Индии и Китае стали пользоваться
солнечными часами.
II тысячелетие до н. э.— Изобретение колеса со ступицей.
2357 г. до н. э. — Выплавка железа в Китае.
1580 г. до н. э. — Появление усовершенствованной искусственной
воздуходувки в Египте.
1400 г. до н. э. — Применение способа получения сварного железа и метода
поверхностной закалки в Армении.
I тысячелетие до н. э.— Начало железного века в Европе.
IV в. до н. э. — Создание календаря.
IV—III вв. до н. э.— Начало строительства Великой Китайской стены.
1 Составлен М. И. Мосиным при участии И. И. Новик.
731

Ill в. до н. э.
II в. до н. э.
II в. до н. э.
VI—VIII вв.
Середина VII в.
IX в. н. э.
IX в.
IX—X вв. н. э.
X в.
20-е годы XI в.
XI в. н. э.
XI —XII вв.
XII—XIII вв.
1232 г.
1249 г.
XIII в.
Середина XIV в
XIV в.
1440 г.
1480 г.
XV в.
Конец XV
1517—1519
1543 г.
1548—1572
в.
гг.
гг.
Середина XVI в
1553 г.
1556 г.
Вторая половина
1564 г.
1586 г.
1589 г.
XVI в.
XVI в.
XVI в.
Конец XVI
XVII в.
1600 г.
1609—1610
1619 (1621
или
гг.
г.)
XVI в.
начало
- Первое упоминание в китайской летописи о применение
компаса.
- Составление труда «Арифметика» в Китае.
- Изобретение бумаги Чай-Лунем (Китай).
- Применение сыродутного горна в России.
- Употребление византийцами «греческого огня»,
состоявшего из серы, горной смолы, селитры и льняного масла.
- Начало печатания с печатных досок (Китай).
- Возникновение цехов в Византии.
- Применение гончарного круга в Средней России, на Волге.
- Сооружение в Западной Европе ветряных мельниц.
- Ибн-Сина (Авиценна) написал труд «Канон врачебной
науки».
- Изобретение кузнецом Би-Шэном (Пи-Шэн) печатных форм
(набор подвижными литерами) (Китай).
- Применение бумаги в странах Западной Европы.
- Распространение трехпольной системы земледелия в
странах Европы и в России.
- Первое упоминание о компасе в Европе.
- Первые упоминания о применении дымного пороха в Китае.
- Введение первого горного закона в Чехии.
- Изобретение механических часов башенного типа с одной
стрелкой.
¦ Использование первых шелкокрутильных машин в Италии.
¦ Использование оптических стекол для очков в Европе
(Венеция).
¦ Сооружение в странах Западной Европы первых домен-
пых печей.
¦ Первые летописные сведения о порохе в Западной Европе
и России.
¦ Изобретение Иоганном Гутенбергом подвижных литер
для книгопечатания.
¦ Первое сведение о применении самопрялки (Германия).
Сконструировано горизонтальное водяное колесо.
• Изобретение пружинных переносных часов.
Широкое распространение в горном деле сортировки,
породоотборки и рудоразборки, обогащение по
крупности, гравитационные методы, амальгамация.
Печатание книг в Праге белорусским печатником
Георгием (Франциском) Скорина.
Издано сочинение Н. Коперника «Об обращении небесных
кругов».
Применение взрывных работ при расчистке фарватера
р. Немана.
Применение в Европе индиго для красильного дела.
Вышла первая книга на старославянском языке.
Вышла книга Г. Агриколы «О горном деле и металлур
гии».
Применение в артиллерии разрывных снарядов.
Первые упоминания о бумажной мельнице в России.
Выпущена первая датированная книга «Апостол» на
Московском печатном дворе Иваном Федоровым и Петром Мсти-
славцем.
Русский литейщик Андрей Чохов отлил «Царь-пушку»^.
Английский студент В. Ли сконструировал вязальный
станок.
Применение компаса у поморов в России.
Изобретение и широкое применение колесных лафетов
к орудиям.
Неаполитанский физик Д. Порта сконструировал
усовершенствованную камеру-обскура.
Изобретение станка для выделки шелковых лент
(Голландия).
Издание труда УильямаДжильберта «О магните,
магнитных телах и о большом магните — Земле».
Изобретение Г. Галилеем микроскопа.
Англичанин Дод Додлей получил патент на производство
чугуна с применением каменного угля.
732

1619 г.
1620 г.
1621 г.
1623 г.
1627 г.
1631 г.
1637 г.
1645 г.
1650 г.
1657 г.
1662 г.
1670 г.
1676 г.
1678 г.
1679 г.
1682 г.
1690 г.
1698 г.
Конец XVII в.
XVII в.
Начало XVIII в.
1711 г.
1718—1729 гг.
1727 г.
30-е годы XVIII в.
1733 г.
1733 г.
1733—1737 гг.
— Шотландским математиком Джоном Непером
опубликована книга «Устройство удивительной таблицы логарифмов».
— Швейцарским математиком Бюрги опубликована
книга «Арифметические и геометрические таблицы
прогрессий».
— На металлургических заводах Герца в Германии
сконструированы деревянные мехи, приводившиеся в действие
водяным колесом.
— Онисимом Михайловым опубликован «Устав ратных,
пушечных и других дел, касающихся до военной науки»
(Россия).
— Введены привилегии, охраняющие права изобретателей
в Англии.
— В Голландии принят закон о запрещении применения
ленточного станка. Аналогичные законы были приняты в 1639
и 1648 гг.
— Впервые Кашпар Вейндл применил порох для подземпых
работ на руднике Банской — Штявнице (Словакия).
— Изобретение способа окраски тканей в ярко-красный цвет
(азотная, соляная кислота и др.).
— Построены первые в России доменные печи (недалеко от
— Тулы).
— Р. Декарт опубликовал труд «Геометрия».
— Французский физик Блез Паскаль впервые построил
суммирующую машину.
— Л. Отто фон Герике изобрел электростатический генератор.
— Л. Отто фон Герике изобрел воздушный насос для опытов
с «магдебургскими полушариями».
X. Гюйгенс впервые применил в качестве регулятора
в стенных часах маятник, а в переносных — пружину.
— Роберт Бойль установил существование обратной
зависимости объема воздуха от давления.
— Постройка первых доменных печей в Олонецком крае
(Россия).
— Француз Э. Мариотт издал сочинение «Опыт о природе
воздуха».
— Француз де Женн изобрел первый механический ткацкий
станок, приводимый в действие гидравлическим двигателем.
— Телен изобрел прибор для полевой разведки
сильномагнитных руд.
— Мастер Р. Салем под руководством А. де Виля соорудил
в Марли крупнейшую гидросиловую установку из 13 колес
(Франция).
— Французский физик Дени Папен описал пароатмосфернын
цикл.
— Англичанин Т. Сэвери создал паровую машину для
откачки воды из шахт.
— В Голландии изобретен деревянный однолемешный конный
плуг.
— Применение в артиллерии гранатной картечи.
— Появление первых мануфактур в России.
— Дени Папен построил паровую лодку.
— Англичанин Томас Ныокомен изобрел пароатмосферную
машину для шахтных насосов.
— А. К. Нартов построил ряд токарно-копировальных
станков, имевших механический суппорт («держалку»).
— Немецкий врач Шульце установил светочувствительность
солей серебра.
— В Шотландии начал применяться плуг, у которого лемех
и отвал были железными.
— Словацкий изобретатель И. Гелл сконструировал водяной
двигатель, получивший название водостолбовой машины.
— Английский рабочий Джон К ей изобрел механический
(самолетный) челнок.
— Английский изобретатель Уайатт построил модель
прядильной машины, на которую Люис Пауль взял патент в 1738 г.
— Французский физик Дюфе сконструировал прибор для
измерения электричества.
733

1735 г.
1736 г.
1741 г.
1745 г.
1747
1750
г.
г.
Середина XVIII в
Вторая половина
XVIII в.
1752—1753 гг.
1752
1753
1755
1758
1759
1760
1761
1763
г.
г.
г.
г.
г.
г.
г.
г.
1764 г.
1765 г.
60-е годы XVIII в.
1766 г.
1767 г.
1769 г.
— Русскими литейщиками отцом и сыном Моториными отлит
«Ц ар ь-ко л око л ».
— Английский инженер-металлург Дерби-сын впервые
применил для доменной плавки кокс.
— Англичанин Джонатан Хольз (или Гул ль) пытался
применить на судах паровую машину Ныокомена.
— Русский изобретатель А. К. Нартов создал
скорострельную батарею из 44-х трехфунтовых мортирок.
— Русский ученый Г. В. Рихман изобрел «Электрический
указатель».
— Механик Вокансон сконструировал один из первых
механических ткацких станков с гидравлическим двигателем.
(Франция).
— Американец В. Франклин создал унитарную теорию
электричества.
— М. В. Ломоносов опубликовал диссертацию «О движении
воздуха в рудниках примеченном».
— Применение машин Ныокомена в Америке.
— Изобретение способа ударно-штангового бурения.
— Первые попытки создания механизмов для вымолачивания
зерна.
— М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман исследовали
атмосферное электричество с помощью «громовых машин».
— В. Франклин доказал, что молния есть электрическое-
явление. Он же изобрел громоотвод и плоский конденсатор.
— М. В. Ломоносов выступил с работой «Слово о явлениях
воздушных, от электрической силы происходящих».
— В Англии опубликовано первое предложение об
электростатическом телеграфе.
— Английский инженер Вилькинсон применил паровую
машину для привода воздуходувок доменного производства.
— Уайатт и Пауль взяли патент на усовершенствованную
рабочую прядильную машину.
— Русский физик Ф. Эпинус опубликовал «Опыты теории
электричества и магнетизма».
— Русский механик Родион Глинков построил 30-веретен-
ную машину для прядения льна, приводимую в действие
водяным колесом.
— Англичанин М. Мензис спроектировал машину для
подрубки угля.
— Русский теплотехник И. И. Ползунов разработал проект
теплового универсального двигателя.
— Французский инженер Коньо построил паровую повозку
для перевозки артиллерийских снарядов.
— Опубликован труд М. В. Ломоносова «Первые основания
металлургии или рудных дел».
— Д. Харгривс создал прядильную машину, получившую
название «дженни».
— И. И. Ползунов построил пароатмосферную машину для
заводских нужд.
— Английский ткач Джемс Харгривс решил задачу
машинного прядения.
— Применение цилиндрических воздуходувок в доменном
производстве.
— Применение в Англии первых чугунных рельсов на
горных предприятиях.
— Английские рабочие братья Кранеджи предложили
переконструировать кричный горн в пламенную печь.
— Английский химик Джозеф Пристли установил, что
существует определенное количественное взаимодействие двух
электрических зарядов.
— Английский изобретатель Джемсон Уатт получил патент
на первую паровую машину.
— В Англии принят закон, каравший всякое выступление
против машин.
— Англичанин Ричард Аркрайт получил первый патент на
прядильную машину особой конструкции.
— Повозка Коньо демонстрировалась на улицах Парижа.
— Шведский химик и минералог Т. Бергман высказал мысль,
734

что кристаллические породы образуются путем
химической кристаллизации из вод океана.
1769 г. — Начали использоваться, по предложению английского
изобретателя Д. Смитона, цилиндрические воздуходувки
для доменных печей.
1771 г. — Англичанин Г. Кавендиш установил, что существует
определенное количественное взаимодействие двух
электрических зарядов.
— Открыта первая прядильная фабрика Аркрайта в Кром-
форде (Англия).
1774—1779 гг. — Англичанин Самуэль Кромптон создал «мюль-машину».
1777 г. — Д. Уатт предложил применять отсечку и расширение-
пара в паровой машине.
1779 г. — Русский механик И. П. Кулибин сконструировал фонарь
с зеркальным отражателем.
— Итальянец Л. Пейл для получения огня предложил
«туринскую свечку».
1781 г. — Француз Жоффруа сделал попытку построить пароход.
1782 г. — Введены в Англии воздуходувные машины для доменных
печей.
1783 г. — Английский мастер Петр Оньен предложил способ
передела чугуна в железо, напоминавший пудлингование.
— Французы братья Жозеф и Этьен Монгольфье совершили
полет на воздушном шаре-аэростате.
— Англичанин Корт получил патент на изобретение способа
проката фасонного железа с помощью особых вальцов.
1783—1785 гг. — Голландский аптекарь Ян Минкеларс впервые провел
опыты по применению газа для освещения.
1783—1789 гг. — Русский механик К. Д. Фролов на Колывано-Воскресен-
ских заводах создал комплекс вододействующих
установок (Россия).
1784 г. — Д. Уатт получил патент на паровую машину двойного
действия.
— Английскому изобретателю Генри Корту выдан патент
на получение железа способом пудлингования.
1785 г. — Англичанин Кук изобрел сеялку.
80-е годы XVIII в. — Начало совершенствования процесса передела чугуна
в железо.
1785 г. — Французский физик Шарль Огюстен Кулон опытным путем
с помощью изобретенных им крутильных весов установил
зависимость силы взаимодействия между двумя
электрическими зарядами от их величины и от расстояния между
ними.
— Англичанин Эдмунд Картрайт изобрел механический
ткацкий станок.
— Французский химик К. А. Бертолле предложил способ
беления тканей хлором.
— Испанский инженер Ф. Сальва построил телеграфную
линию между Мадридом и Аранхуэсом.
— Шотландец Мейкль предложил практически пригодную
молотилку с барабаном, снабженным билами.
1787 г. — Введены привилегии, охраняющие права изобретателей
в США.
— Построено первое парусное судно с железной обшивкой
(Англия).
— Американец Эванс изобрел паровую повозку.
Конец 80 г.—XVIII в.— Создание Уильямом Мердоком паровой повозки с
двигателем Д. Уатта.
1791 г. — Введены привилегии, охраняющие права изобретателей
во Франции.
— Клод Шапп изобрел оптический телеграф (Франция).
1792 г. — Англичанин В. Мердок применил газ для освещения.
1793 г. — Американец Эли Уитни изобрел хлопкоочистительную
машину.
1794 г. — И. П. Кулибин изобрел оптический телеграф.
— Английский механик Генри Модели изобрел суппорт к
токарному станку.
— Француз Шапп построил линию оптического телеграфа
между Парижем и Лиллем.
735

1795 г.
1796—1798 гг.
1797 г.
1798 г.
Конец XVIII в.
1800 г.
Начало XIX в.
1801 г.
1802 г.
1803 г.
1803—1814 гг.
1803 г.
1803—1813 гг.
1803 г.
1804 г.
1805 г.
1807 г.
1808 г.
1810 г.
1811 г.
1812 г.
1812-1814 гг.
1814 г.
Голландские химики впервые описали этилен.
Немец А. Зенефельдер изобрел литографию.
Русский ученый А. А. Мусин-Пушкин разработал и ввел
новые методы аффинажа и обработки платины.
Г. Модели построил токарно-винторезный станок со
сменным ходовым винтом.
Г. Модели построил токарный станок на чугунной станине
с самоходным суппортом.
Английский химик С. Теннант открыл способ
приготовления белильной извести для нужд крашения ткани.
Распространение оптических (семафорных) телеграфов.
Применение жатвенных машин в Англии и США.
Итальянский ученый А. Вольта создал гальванические
элементы.
Г. Модели изобрел дыропробивную машину для
производства отверстий в листах котельного железа;
сконструировал микролитический штангенциркуль, а также
металлический щит для прорытия туннеля под Темзой в Лондоне.
Началось внедрение прокатных станов в металлургии.
• Открыта первая конночугунная дорога для общего
пользования в Англии в графстве Серри (близ Лондона).
Русский ученый В. В. Петров создал крупнейший для
своего времени вольтов столб и наблюдал явления
электрической дуги.
- Англичанин Роберт Рансон сделал цельный плуг из чугуна.
- Испанский инженер Ф. Сальва предложил работавший
на электролитическом принципе телеграф.
- Английские ученые Т. Веджвуд и Г. Деви открыли
светочувствительность бумаги, пропитанной солями серебра.
- Английский инженер Никсон применил рельсы из ковкого
железа.
- Английский офицер Шрапнель изобрел разрывную гранату
(шрапнель).
- Шотландский инженер Ричард Тревитик сконструировал
паровоз для рельсового пути.
- Создание разнообразных моделей паровозов изобретателей
Бленкинсона, Меррея, братьев Чемпей, Брентона, Хед-
ли и др.
- Роберт Фультон построил первый пароход и испытал его
на р. Сене в Париже.
- Англичанин Хоррокс получил ряд патентов на ткацкие
станки с железной станиной.
- Академик В. М. Севергин напечатал первое сообщение
о литографии.
- Начались испытания паровоза Р. Тревитика.
- Рабочий Стопе изобрел мотыльковую горелку для
сжигания газа.
- Француз Жаккар изобрел ткацкую машину для узорчатого
тканья.
- Колесный пароход «Клермонт» Фультона совершил первый
рейс по р. Гудзон (США).
- Построена первая опытная железная кольцевая дорога
в Лондоне Р. Тревитиком.
- Англичанином Ф. А. Винзором был проведен первый опыт
газового освещения улиц в Лондоне.
- Русский инженер П. К. Фролов построил в Змеиногорске
конночугунную дорогу (Алтай).
- Создание машины для механического прядения льна
Жираром (Франция).
- Шотландец Белль построил первый пароход в Англии.
- Введены привилегии, охраняющие права изобретателе]*!
в России.
- Английский ученый Дэви исследовал явление светящейся
электрической дуги.
- Русский ученый П. Л. Шиллинг провел первые опыты
по применению электрического взрывания мин.
- Немецкий изобретатель Ф. Кениг создал печатную машину.
- Русский механик Л. И. Брусницын изобрел машину для
промывки золотосодержащих песков.
736

1814 г. — Начал работать первый прииск на Урале по добыче
россыпного золота методом, созданным инженером Л. И. Брус-
ницыным.
— В Англии сделаны первые попытки применения пара
для приведения в движение военных судов.
— Английский изобретатель Джорж Стефенсон
сконструировал и испытал свой первый паровоз.
1815 г. — Англичанин Б. Фостер создал наборную машину.
— Применение струи воды для очистки скважин от
разбуренной породы.
— Английский химик Г. Дэви изобрел взрывобезопасную
лампу для шахтного освещения.
— Чешский механик И. Божек построил паровую тележку
(паровой автомобиль).
— На Ижевском заводе (Урал) были построены первые в
России пароходы. В этом же году построен пароход и в
Петербурге,
1816 г. — В Петербурге открыто первое литографское предприятие.
1817 г. — Введены привилегии, охраняющие права изобретателей
в Голландии.
— В России были проведены первые опыты по переделу
чугуна в пудлинговых печах.
— Применение стеариновых свечей.
1818 г. — Построена железнодорожная линия протяженностью в
61 км между городами Стоктоном и Дарлингтоном
(Англия).
1819 г. — Американский фермер П. Вуд сконструировал чугунный
плуг разборного типа.
1819 г. — Первый рейс парохода «Саванна» из Америки в Англию.
1820 г. — Англичанин Дж. Нильсон усовершенствовал мотыльковую
горелку для сжигания газа.
— Французский ученый Деларю создал лампу накаливания.
— Механик Меджер разработал оригинальную водостолбо-
вую машину (Березовские рудники, Россия).
Около 1820 г. — Француз Пексан создал взрывающуюся бомбу-гранату.
1821 г. — Немецкий физик Томас Зеебек открыл явление
термоэлектричества.
1822 г. — Англичанин Чергем создал наборную машину.
— Построено первое паровое железное судно в Англии.
— Англичанин Генри Огль построил модель жатвенной
машины, где впервые был применен принцип ножниц.
1824 г. — Английский каменщик Джозеф Аспдин изобрел цемент.
1825 г. — Датский физик Г. X. Эрстед выделил алюминий в
свободном состоянии.
— Англичанин Д. Купер начал производить «каменные
спички» с головкой из смеси серы и белого фосфора.
20-е годы XIX в. — Начало широкого применения для рудничного подъема
паровых машин.
1825—1830 гг. — Англичанином Ричардом Робертсом изобретен сельфактор,
или автоматическая мюль-машина.
1826 г. — Шотландец Белль изобрел «жнею» — уборочную
машину.
— Чех Иосиф Рассел изобрел гребной винт для пароходов.
1826—1827 гг. — Русские ученые П. Г. Соболевский и В. В. Любарский
впервые разработали и применили в промышленности
методы порошковой металлургии на Петербургском
монетном дворе.
1827 г. — Начало применения проволочных рудничных канатов,
изобретенных немецким горным инженером В. Альбертом
(рудник «Каролина» в Рурском бассейне).
— Английский аптекарь Д. Валкер предложил изготовлять
спички с головкой, смоченной смесью сернистой сурьмы
с хлористым калием.
1828 г. — Дж. Нилсону выдан патент на аппарат для подогрева
воздуха (доменный воздухонагреватель).
1829 г. — Русский ученый П. Л. Шиллинг разработал систему
электромагнитного телеграфа.
1829 г. — На Александровском казенном литейном заводе в
Петербурге применено горячее дутье при выплавке чугуна.
737

1830 г. — Предложен огнепроводный шнур (бикфордов шнур) для
взрывных работ.
— Открыта для пассажирского движения вторая в Англии
паровая железная дорога между Ливерпулем и
Манчестером.
— Открыта первая в США железнодорожная линия
Чарльстон — Огеста.
1831 г. — Английский ученый М. Фарадей открыл явления
электромагнитной индукции.
1832 г. — Русский изобретатель А. А. Саблуков предложил первый
центробежный вентилятор.
— Русский ученый П. Л. Шиллинг публично демонстрировал
работу электромагнитного телеграфа.
1833 г. — Кузнец Джон Дир сделал первый цельностальной плуг
(США).
— В Англии и Франции появились первые колесные паровые
тракторы.
— Джон Лен (Чикаго) применил острое стальное лезвие для
лемеха плуга.
— Француз Жан-Луи Даггер на основе работ Ж. Н. Ньепса
изобрел способ фотографирования.
— Немец Каммерер разработал технологию производства
спичек с головками из желтого фосфора.
1834 г. — Русские механики Е. Черепанов и его сын М. Черепанов
построили первый паровоз на Нижие-Тагильском заводе
(Урал).
— Француз Жан Пельтье впервые наблюдал температурные
аномалии при прохождении электрического тока через
границу двух различных проводников в замкнутой цепи.
— Русский ученый Б. С. Якоби создал оригинальную
конструкцию электродвигателя.
— Англичанин Джемс Смит внес существенные изменения
в автоматическую прядильную машину.
— Немец Эйнгаузен изобрел раздвижные ножницы для
глубокого бурения скважин.
183 5 г. — Русский изобретатель А. А. Саблуков сконструировал
центробежный насос для водоотлива.
— Введено газовое освещение в Петербурге.
— Русские механики Черепановы построили второй
паровоз.
— Использование центробежного вентилятора А. А. Саблу-
кова для проветривания Чигирского рудника на Алтае
(Россия).
— Американец С. Морзе изобрел телеграфный аппарат.
— Построены первые железные дороги в Бельгии и
Германии.
1836 г. — Открыт ацетилен.
— Построена экспериментальная линия телеграфа Шиллинга
вокруг здания Главного адмиралтейства (Петербург).
1837 г. — Применение парафиновых свечей.
— Открыта железная дорога между Петербургом и
Царским селом.
— В России Д. А. Загряжский запатентовал техническое
решение гусеничного хода.
— Построены первые железные дороги в Австрии.
1838 г. — Англичанин Дж. Смит построил первый пароход с
гребным винтом.
30—40-е годы XIX в.— В Европе впервые начинается прокат железнодорожных
рельсов.
1839 г. — Французский ученый Араго сделал во Французской
Академии наук доклад об изобретении фотографии.
— Открыта линия оптического телеграфа между Петербургом
и Варшавой.
— Русский ученый Б. С. Якоби построил аппарат для
записей телеграфных депеш.
— Английский механик Несмит предложил паровой молот
для использования в металлургической промышленности.
1839 г — Французский инженер Триже предложил кессонный ve-
тод проходки шахтных стволов.
738

40-е годы XIX в. —Появление в Шотландии доменных печей с тонким
каменным, а затем и металлическим кожухом.
— Появление многочисленных конструкций электрических
ламп накаливания.
— Русский изобретатель А. Ф. Греков усовершенствовал
даггеротипный способ фотографии (ввел
металлические пластинки).
— Создана четырехконная молотилка с зубовым барабаном
русского механика Михаила Гвоздкова.
1840 г. — Русским ученым К. К. Клаусом начаты работы по аффи-
ножу и химии иридия, осьмия, радия и рутения.
— Английский физик Вильям Фокс Тальбот создал новую
светочувствительную бумагу.
— Русский инженер П. П. Аносов предложил метод
извлечения золота путем переплавки песка в золотистый чугун
с последующим его растворением в серной кислоте.
— П. П. Аносов изобрел машину для промывки
золотоносных песков.
1841 г. — Применен кессонный метод проходки шахтного ствола
(Франция).
— П. П. Аносов опубликовал работу «О булатах», излагавшую
основы производства высококачественных сталей.
1842—1845 гг. — Б. С. Якоби разработал систему вертикального стрелочного»
телеграфа.
1842 г. — Совершено первое кругосветное путешествие на пароходе..
1843 г. — Русский ученый П. Р. Багратион опубликовал работу
об изучении условий растворения золота и серебра при
цианистом процессе, положившую начало современной
гидрометаллургии золота.
1844 г. — Французский физик Л. Фуко создал дуговую
электрическую лампу с ручным регулированием.
— В Англии начал применяться свободно падающий бур
Кипда для бурения.
— Построена телеграфная линия Вашингтон — Балтимора,
оборудованная аппаратами Морзе.
1845 г. — Немецкий химик Ф. В ел ер получил алюминий, действуя
металлическим калием на хлористый алюминий.
1845—1847 гг. — Работы английского изобретателя Р. У. Томпсона по
созданию резиновых шин.
1846 г. — Немецкий химик X. Ф. Шенбейн получил пироксилин.
— Француз Аршо создал дуговую лампу с автоматическим
регулятором.
1847 г. — Итальянский химик Асканьо Собреро изобрел
нитроглицерин.
— Построена пароконная жатка конструкции механиков
Каугерта и Языкова.
— Французский изобретатель Ньепс де Сен-Виктор ввел
в фотографию первые фотопластинки на стекле.
1848 г. — Начало применения бура Фабиана.
— Начало производства «шведских спичек».
— В России вблизи Петербурга построен первый завод по
производству цемента.
— Немецкий инженер Дэлен создал первую практически
пригодную конструкцию универсального прокатного
стана.
1849 г. — Американец Коуч создал перфоратор, приводимый в
действие паром и водой.
Середина XIX в. — Начало перехода к штанговым безбалансирным машинам,
позднее к паровым насосам прямого действия для
водоотлива.
1850 г. — Б. С. Якоби изобрел шаговый буквопечатающий аппарат,
основанный на принципе синхронно-синфазного действия.
— Бельгийский инженер Шадрон усовершенствовал метод
Кинда при проходке шахтных стволов, применив
специальные устройства для остановки притока воды в шахту.
— Английский машинист Джон Никольсон предложил
первый проект паровоза системы «компаунд».
1850 г. — Английский металлург Парри изобрел устройство для
загрузки доменной печи.
739

1851 г. — Иосиф Витворт изобрел первую измерительную машину,
ввел калибры.
1852 г. — Установлена прямая телеграфная линия между Парижем
и Лондоном.
— Француз Жиффар осуществил первый полет на дирижабле
с паровым двигателем.
1853 г. — Немецкий химик К. Левиг впервые получил тетраэтил-
свинец.
50-е годы XIX в. — В Англии создана первая штанговая врубовая машина.
— Появление нарезной артиллерии.
— Изобретение и широкое распространение молотилок
Тернера (США).
— Русский инженер Э. П. Шуман сконструировал
южнорусский цельнометаллический плуг.
1854 г. — Во Франции А. Сент-Клер Девиль применил способ Вёлера
для первого промышленного производства алюминия.
— Датский изобретатель Хиорт создал генератор с
самовозбуждением.
— Русский изобретатель П. А. Зарубин и немецкий
изобретатель А. Амслер создали планиметры.
— Начало практического применения нитроглицерина.
— В Германии на заводах Крупна построен прокатный
стан.
Я855 г. — Французский инженер Ламбо экспонировал лодку, корпус
которой состоял из железного каркаса, залитого
цементным раствором.
— Датчанин Мертенсен изобрел способ бурения мягких
пород путем проходки скважин струей воды (датский
способ разведочного бурения).
— Американец Д. Юз усовершенствовал буквопечатающий
аппарат Якоби.
— Первая попытка француза Одемара получить
искусственный шелк из нитроцеллюлозы.
— Английский изобретатель Генри Бессемер создал новый
способ получения железа и стали.
— Английские фермеры Фаулер и Говард создали паровой
плуг.
1856 г. — Английский изобретатель Генри Бессемер получил патент
на усовершенствованный метод передела чугуна в железо
и сталь.
— Г. Бессемер сконструировал резервуар-конвертер для
получения стали или железа.
— Русский изобретатель А. И. Шпаковский построил с
помощью дуговых ламп электрическую и
иллюминационную установку в Москве.
1856—1857 гг. — Первые опыты получения стали бессемеровским способом
в России.
— В Германии (Саар) установлен прокатный стан для
прокатки крупных балок.
1857 г. — Начато строительство железнодорожного Мон-Сенисского
туннеля (Альпы) между Францией и Италией.
— Французский химик М. Бертло синтезировал метиловый
спирт омылением хлористого метила.
— В США был сконструирован трехвалковый прокатный став
для прокатки рельсов.
— В США предложена система одновременной передачи
изображения электрическими сигналами по телеграфным
проводам.
— Изобретение первого пневматического перфоратора
ударного типа французским инженером Соммелье.
— Первые попытки создания ударных перфораторов
(бурильных молотков).
— Русскому инженеру И. М. Обухову выдана привилегия
на изобретенный им способ получения однородной
тигельной стали в крупных отливах.
1857 г. — Англичанин Э. Каупер изобрел способ использования
отходящих газов доменной печи для подогрева воздуха
в специальных устройствах (кауперах).
740

1857 г. — Георг Лешо высказал идею полого бура с алмазной
коронкой для вращательного бурения скважин.
1858 г. — Немецкие инженеры братья Вильгельм и Фридрих Сименс
сконструировали регенеративную газовую печь для нужд
стекольной промышленности.
1859 г. — Русский механик В. С. Пятов сконструировал прокатный
стан для прокатки броневых плит.
1859—1865 гг. — Русский ученый Н. Н. Бекетов открыл и описал реакцию
восстановления металлов из их окислов алюминием.
1860 г. — Во Франции начато промышленное производство
ферросплавов.
60-е годы XIX в. — Начало применения паровой молотьбы.
— В Европе выданы патенты на доменные печи со свободно
стоящей шахтой.
1860 г. — Англичанин Барлей предложил генератор с
самовозбуждением.
— Француз Ленуар изобрел двигатель внутреннего сгорания.
— Итальянский ученый Починоти изобрел электродвигатель
с вращающимся кольцевым якорем.
— Английский ученый Аткинсон вывел формулу для
подсчета количества воздуха, необходимого для нормальной
работы людей в шахте.
1861 г. — Появление металлической забивной крепи в шахтных
стволах (Рурский бассейн).
— Англичанин Дж. Броун изобрел специальный прокатный
стан для производства корабельной брони.
1861—1865 гг. — Распространение игольчатых ружей во время гражданской
войны в Америке. Замена бумажного патрона
металлическим.
1861 г. — Инженером А. Лопатиным изобретен «песковоз» —
ленточный конвейер для транспортировки золотосодержащих
песков на приисках Восточной Сибири.
1862 г. — Практически освоена дисковая врубовая машина в Англии.
1863 г. — Французский химик М. Бертло получил этилен.
— Американец У. Буллон построил первую ротационную
печатную машину.
— Американец Обэд Хуссей создал оригинальный режущий
аппарат для жнейки.
1864 г. — На заводе «Сарэйль» во Франции Эмиль и Пьер Мартев
построили первую регенеративную печь, положившую
основу мартеновскому процессу получения стали.
1866 г. Англичанин Уитсон разработал принцип
самовозбуждения электромагнитных машин.
— Русский инженер В. Л. Семенников предложил способ
получения меди из штейнов.
— Вступили в эксплуатацию две трансатлантические
кабельные линии между Англией и США.
1866—1867 гг. — Русский изобретатель П. П. Клягинский изобрел
оригинальную наборную машину — «автомат-наборщик».
1867 г. — Американец К. Шолс создал пишущую машинку типа
«ремингтон».
— Немецкие изобретатели Отто и Ланген демонстрировали
свою конструкцию двигателя внутреннего сгорания на
Парижской выставке.
— Американский электротехник Томсон сделал попытку
применения электрического тока для сварки металла.
— Созданы первые спальные вагоны типа «Пульман».
— Швед А. Нобель получил патент на производство динамита.
— Произведены первые опыты по применению
нитроглицерина для взрывчатых работ на В ерхне-Усиенском прииске
в Забайкалье.
— Американец Вильям Морисон получил специальную
плужную сталь.
1868 г. — Изобретатель А. Р. Власенко (Россия) построил первую
конструкцию зерноуборочной машины типа комбайна
(«жнея-молотилка»), приво швшуюся в движение лошадью.
Вторая половина XIX в.— Железо начинает приме яться в строительстве.
— Зарождение и развитие новой области теоретических
исследований — теории резания металлов.
741

1868 г. — Широкое распространение канатного бурения.
— Француз Монье получил патент на изготовление труб
и резервуаров из железобетона.
1869 г. — Американец Вестингауз получил патент на
пневматический тормоз.
— Монье получил патент на изготовление из железобетона
плоских плит.
— В. П. Чиколев создал дифференциальный регулятор для
сближения электродов дуговой электрической лампы.
— Д. И. Менделеев открыл периодический закон химических
элементов.
— Завершена постройка Индо-Европейского телеграфа
между Калькуттой и Лондоном.
70-е годы XIX в. — Сконструированы первые карбюраторы для двигателей
внутреннего сгорания.
— А. Бо де Рош во Франции на паровых автомобилях ввел
дифференциал.
— Русские изобретатели И. Н. Ливчак и Д. А. Тимирязев
создали матрицевыбивальные машины.
— Распространение в Европе гнездовых сеялок.
— Изобретение углеподбойного кайла — одной из первых
врубовых машин.
— Создание аппарата для самозавязывания снопов, которым
была снабжена жнейка.
t870 г. — В США Дж. Хайатт получил целлулоид.
— Русский изобретатель М. И. Алисов построил наборно-
печатную машину.
— 3. Грамм получил патент на генератор нового типа, в
котором принцип самовозбуждения сочетался с удачным
конструктивным решением (кольцевой якорь).
— Построена мартеновская печь на Сормовском заводе
(Россия).
1871—1874 гг. — Во Франции Э. Буйен взял несколько патентов на
«подвижные рельсы» — гусеницы.
1872 г. — На Обуховском заводе (Петербург) началось внедрение
бессемеровского процесса в промышленном масштабе.
— Русский химик В. Горяинов впервые получил углеводород
неогексан.
— Ф. Гефнер-Альтенек изобрел новый тип генератора,
поместив обмотку на наружной поверхности железного
цилиндра (Германия).
1873 г. — Американский физик У. Смит открыл явление
внутреннего фотоэффекта на образцах селена.
— Французский электротехник И. Фоптень на
Международной выставке в Вене демонстрировал передачу
электроэнергии на расстоянии 1 км.
— Русский изобретатель А. Н. Лодыгин впервые применил
электричество для освещения улицы в Петербурге.
1874 г. -— Инженер В. Т. Однер в России сконструировал
арифмометр (запатентовал в 1878 г.).
1875 г. — Профессор Линде изобрел аммиачно-холодильную
машину для промораживания грунта.
— Французский электромеханик Фонтень доказал
обратимость электрической машины.
— Русский инженер Ф. А. Пироцкий построил линию для
передачи электроэнергии.
1876—1878 гг. — Русский химик А. А. Летний выделил из нефти
ароматические углеводороды.
1876 г. — В Англии открыто явление фотоэффекта на границе двух
твердых тел.
— В США построен паровой трактор (в сельском хозяйстве
также тракторы начали применяться с 1890 г.).
1876 г. — Русский изобретатель П. Н. Яблочков получил патент
на «электрическую свечу» — новый дуговой источник
света без регулятора.
— Немецкий инженер Э. В. Сименс предложил генератор
с самовозбуждением.
— Французский инженер Маллет создал паровоз-компаунд.
742

1876 г. —ПН. Яблочков осуществил первую электропередачу для
электрического освещения.
— Немецкий конструктор Н. Отто создал четырехтактный
газовый двигатель.
— В Петербурге проводилась публичная демонстрация
полета моделей самолета А. Ф. Можайского.
— Американский техник А. Белл создал первую
удовлетворительную конструкцию телефона.
— Изобретение Брандте вращательного гидравлического
перфоратора.
1877 г. — В Америке инженером Джерри создана цепная врубовая
машина.
— Американец Т. А. Эдисон изобрел фонограф.
1878 г. — Появление первых штанговых врубовых машин с
электроприводом.
— Русский ученый П. Л. Чебышев сконструировал
суммирующую машину типа арифмометра.
— Русский инженер П. М. Голубицкий построил первую серию
многополосных телефонов.
— Русский ученый Д. К. Чернов опубликовал работу
«Исследования, относящиеся до структуры литых стальных
болванок».
— Англичанин Сидней Томас получил патент на изобретение
способа выплавки стали из чугуна, получившего
название «томасовского».
1879 г. — Изобретатель Ф. А. Блинов в России получил привилегию
на первый гусеничный трактор.
— Создание первой бурильной машины.
— Американский изобретатель Т. А. Эдисон создал
конструкцию лампы накаливания вакуумного типа с угольной
нитью.
— На Берлинской промышленной выставке
демонстрировался первый троллейный электровоз для угольных
шахт.
1880 г. — А. Ф. Можайский подал заявку на изобретенный им
самолет с паровым двигателем.
— Русский инженер А. А. Ауэрбах построил четыре
больших конвертера для производства меди на Богословском
заводе.
— Русский ученый А. Н. Лачинов опубликовал свой труд
«Электромеханическая работа».
— Французские ученые Пьер и Поль Кюри открыли в кварце
пьезоэлектрический эффект.
— Американский ученый А. Тейлор установил эмпирическим
путем режимы резания при токарных работах.
1881 г. — Французский физик М. Депре сделал сообщение о
передаче и распределении электроэнергии.
— Н. И. Кибальчич (Россия) предложил схему летательного
аппарата (ракетоплана).
1882 г. — Т. Эдисон (США) построил первую электростанцию для
освещения улиц.
— М. Депре осуществил первую опытную линию
электропередачи на Мюнхенской выставке (расстояние 57 км).
— Русский изобретатель Н. Н. Бенардос предложил способ
электросварки — «электрогефест».
— Русский механик В. И. Калашников создал судовой
паровой вертикальный котел.
1882—1883 гг. — Русские ученые И. Тиме и В. Кирпичев указали на
возможность экономии топлива за счет использования
т. н. мятого пара для отопления производственных
помещений.
1883 г. — Русский ученый Н. П. Петров опубликовал работу «Трение
в машинах и влияние на него смазывающей жидкости».
— Карл Густав Лаваль (Швеция) запатентовал
изобретение сепаратора с активной турбиной простейшего типа.
— Изобретатель Лирдофф (США) сконструировал цепную
врубовую машину для угольной промышленности.
1884 г. — Самолет А. Ф. Можайского с человеком на борту поднялся
в воздух.
743

1884 г. — Вирт построил бурильный станок для бурения с промывкой
забоя водой.
— Изобретение П. Н. Нипковым (Германия) т. н.
«электрического телескопа» (механическое телевидение).
— Французский инженер Г. Шардоне разработал метод
получения искусственного волокна-нитрошелка.
1884—1885 гг. — Английский инженер Чарльз Парсонс построил первую
реактивную турбину, в которой была применена
многоступенчатая конструкция реактивного типа.
1884—1888 гг. — Работы Дж. Б. Дэнлопа по созданию резиновых
пневматических шин.
1885 г. — Немецкий изобретатель Г. Даймлер получил патент на
легкий бензиновый двигатель; построил одноместную
моторную коляску, приводимую в движение бензиновым
мотором.
1885—1888 гг. — Итальянский физик и электротехник Г. Феррарис
предложил применять систему двух переменных токов —
«двухфазный» ток.
1886 г. — Поль Эру (Франция) и Чарлз М. Холл (США) заявили
патенты на получение алюминия электролитическим
способом.
— Г. Даймлер (Германия) построил первый четырехколесный
двухместный автомобиль.
— К. Бенц (Германия) построил трехколесный автомобиль
с бензиновым двигателем.
— А. П. Бородин опубликовал книгу «Опытные исследования
над применением системы «компаунд» и паровых рубашек
к паровозным машинам», получившую мировую
известность (Россия).
— Немецкий ученый Г. Герц впервые экспериментально
доказал факт излучения электромагнитных волн.
1887 г. — Р. Бошем в Германии построено первое магнето.
— В Англии начали применяться первые штанговые
врубовые машины.
— М. Маллет построил первый сочлененный паровоз
(Франция).
1888 г. — Русский ученый А. Г. Столетов осуществил установку,
явившуюся прообразом фотоэлемента с внешним
фотоэффектом.
— Чарльз Парсонс создал турбину с одним протоком пара.
— Опубликованы работы Д. Осмонда «О превращениях
в железе, стали и чугуне».
— Русский моряк О. С. Костович предложил проект
бензинового двигателя внутреннего сгорания с карбюратором.
— Ф. А. Блинов (Россия) построил первый трактор на
гусеничном ходу с паровым двигателем.
— В США запатентована конструкция парового гусеничного
трактора.
1888 г. — Русский инженер Н. Г. Славянов разработал метод
использования электрической дуги для сварки металлов
при помощи металлических электродов.
1888—1889 гг. — Русский физик В. А. Ульянин изучил явление фотоэффекта
в селеновом фотоэлементе.
Конец 80-х годов XIX в.— Начинается строительство первых электростанций.
1889 г. — А. С. Попов высказал мысль о возможности использования
электромагнитных волн для передачи сигналов на
расстояние.
— Французский инженер А. Г. Эйфель построил
металлическую башню в Париже высотой 305 м.
— А. Ф. Виксцемский (Россия) предложил оптическую, или
фотографическую, запись звука.
— К. Г. Л аваль создал сложную одноступенчатую
активную турбину.
1889—1890 гг. — Сербский ученый Н. Тесла впервые построил
генераторы переменного тока с частотой 5 и 15 кгц.
Начало 90-х годов — Инженер П. Д. Кузьминский (Россия) сконструировал
XIX в. первую газотурбинную установку постоянного давления.
— Начато производство шелка из вискозы.
744

1890 г. — Английский химик Л. Монд получил тетракарбонил
никеля.
— Производство искусственного шелка нитратным способом.
— Русский инженер М. О. Доливо-Добровольский
предложил для трехфазных токов вместо трех обычных
однофазных трансформаторов применять один специально
приспособленный.
1890 г. — Сооружен первый в России большой железнодорожный
туннель длиной около 4 км через Сурамский кряж
в Закавказье.
1890—1891 гг. — Русский ученый В. Г. Шухов разработал оригинальное
аппаратурное оформление крекинг-процесса (термический
крекинг).
1891 г. — М. О. Доливо-Добровольский построил на
электрической выставке во Франкфурте-на-Майне линию передачи
электроэнергии при помощи трехфазного тока.
— На Коломенском заводе (Россия) построен первый
пассажирский паровоз системы «компаунд».
1892 г. — В России (под Москвой) построен первый завод для
получения алюминия.
— Братья Л. и Дж. Уорк создали стан для прокатки
широкополочных балок с двумя вертикальными и двумя
сближающимися валками.
1893—1894 гг. — В Петербурге построен опытный цельнометаллический
дирижабль по проекту инженера Д. Шварца.
1893 г. — Ч. Парсонс сконструировал тип многоступенчатой
турбины, представляющей соединение нескольких простых
реактивных колес.
— Издана работа русского ученого К. А. Зворыкина по теории
резания металлов «Работа и усилие, необходимые для
отделения металлических стружек».
1893—1895 гг. — Я. В. Мамин (Россия) создал самоходную колесную
тележку с двигателем внутреннего сгорания, работавшим
на нефти
1894 г. — Состоялись первые международные автомобильные гонки
во Франции.
— В США применен способ торпедирования нефтяных
скважин.
1895 г. — Братья Луи Ж. и Огюст Люмьер (Франция) разработали
конструкцию киноаппарата для съемки.
— А. С. Попов в Петербурге впервые продемонстрировал
радиоприемник.
— В США применена электротяга на магистральных
железных дорогах.
— На выставке в Чикаго демонстрировались первые
турбины К. Г. Л аваля мощностью 5 л, с.
1896 г. — Русский ученый В. Г. Шухов построил на Всероссийской
промышленной выставке в Н. Новгороде металлическую
башню из гиперболоидных стальных секций.
— В Англии начали применяться головные электролампы
для горняков.
— Построена Ниагарская гидроэлектростанция — крупная
промышленная установка двухфазного тока.
1897 г. — Русский ученый И. В. Мещерский опубликовал первые
работы по исследованию полета ракеты.
— Американский изобретатель Лейнер создал совершенную
конструкцию молоткового перфоратора.
— Немецкий инженер Р. Дизель построил двигатель с
самовоспламенением от сжатия.
— Итальянский инженер Г. Маркони получил патент в
Англии на прибор для телеграфирования без проводов.
— Изобретатель радио А. С. Попов установил факт задержки
радиоволн отдельными объектами.
— Построен первый чешский автомобиль с 2-цилиндровым
двигателем системы «Бенц» (ныне выпускаются автомобили
«Татра»).
— В Германии для привода прокатного стана впервые был
применен электродвигатель.
745

1897—1898 гг. — На Березовском и Кочкарском предприятиях (Урал) был
применен цианистый процесс при получении золота.
1898 г. — Немецкий ученый Вильгельм Шмидт разработал первые
пригодные для эксплуатации пароперегреватели для
устранения конденсации в цилиндре.
1898—1899 гг. — Э. Стассано (Италия) и П. Эру (Франция) создали дуговые
электропечи для плавки стали.
— В Турине (Италия) начато производство автомобилей
«Фиат».
— В Америке построен первый аккумуляторный электровоз.
— Русский инженер Г. В. Тринклер разработал проект
бескомпрессорного двигателя высокого сжатия с
самовоспламенением, который был построен на Путиловском
заводе.
1899 г. — Французский инженер Огюст Рато создал активную
многоступенчатую турбину.
Конец XIX в. — В доменном производстве получили распространение
горизонтальные воздуходувки.
— Изобретение и внедрение метода электрического взрывания
в горном деле.
— Применение сеялок с паровым двигателем (сеялки Фау-
лера).
— Начало применения поршневых вентиляторов, приводимых
в действие балансирными паровыми машинами для
проветривания шахт.
Начало XX в. — В Петербурге организована первая химическая
лаборатория по исследованию действия высоких давлений на
протекание химических реакций.
— Благодаря работам исследователя Л. Бакеланда началось
промышленное развитие бакелитов (пластмасс).
— Русский химик П. П. Федотьев выполнил ряд работ по
электролизу алюминия.
— Русский изобретатель И. Л. Поляков предложил метод
использования фотоэлементов для воспроизведения
фотографической звукозаписи (запатентовал в 1903 г.).
— Начало применения электропривода на дисковых
врубовых машинах.
— Русский химик И. Л. Кондаков открыл способ превращения
углеводорода диметилбутадиена в каучукообразную массу.
1901 г. — Впервые проведен опыт радиотелеграфной передачи через
Атлантический океан.
— Впервые применено глубокое и сверхглубокое
вращательное бурение в нефтяной промышленности.
— Русский инженер В. П. Ижевский создал
электроплавильную печь сопротивления.
Начало 1900-х годов — Появление магнитных детекторов (заменивших когерер).
1902 г. — Впервые введена система разработки месторождений с
открытыми забоями (система подэтажных штреков).
— Англичанин Блеккет впервые применил скребковые
конвейеры на угольных шахтах.
— Англичанин О. Хевисайд и А. Кеннели (США) высказали
предположение о наличии в атмосфере особого сильно
ионизированного слоя, отражающего радиоволны.
— Русский ученый А. С. Чаплыгин опубликовал работу
«О газовых струях», которой положил начало
аэродинамике больших скоростей.
1903 г. — Русский ученый К. Э. Циолковский опубликовал работу
«Исследование мировых пространств реактивными
приборами».
— Братья Уилбур и Орвилл Райт (Америка) произвели полет
на аэроплане.
1904 г. — Датский изобретатель В. Поульсен сконструировал новый
тип передающих радиостанций с дуговым генератором
незатухающих колебаний.
1904 г. — Немецкий инженер X. Хюльсмайер получил патент на
способ обнаружения металлических объектов по
отражению ими радиоволн.
— Английский изобретатель Дж. А. Флеминг взял патент
на двухэлектродную лампу (диод).
746

1904 г. — Впервые получен сплав церия с алюминием.
1905 г. — А. Эйнштейн разъяснил механизм внешнего фотоэффекта
на основе квантовых представлений о природе света.
1905—1908 гг. — Немецкий конструктор Г. Гольцварт разработал
оригинальную конструкцию работоспособной газовой турбины.
1906 г. — Начало использования ацетилена для автогенной (газовой
сварки и резки металлов.
— В Тришанице (Чехословакия) пущен прокатный стан
с реверсивным электродвигателем.
— Русский ученый Н. Е. Жуковский опубликовал работу,
посвященную исследованию подъемной силы
крыла—основу всех аэродинамических расчетов самолета.
— Начало широкого применения кристаллических
детекторов.
— Англичанин Сетклиф сконструировал ленточный конвейер
для угольных пластов небольшой мощности.
1906—1907 гг. — В. И. Гриневецкий в России разработал метод теплового
расчета двигателя внутреннего сгорания.
1906—1908 гг. — Немецкий физик М. Вин разработал так называемый метод
ударного возбуждения колебаний в радиотехнике.
1907 г. — Русский ученый Б. Л. Розииг предложил использовать
для воспроизведения телевизионных изображений
электронно-лучевую трубку.
— Американский изобретатель Ли де Форест получил патент
на трехэлектродную лампу (триод).
— В Германии А. В ильм изобрел «твердый алюминий» —
дюралюмин.
— Усовершенствование преобразовательного агрегата
«генератор-двигатель» К. Ильгнером (Германия).
1907—1909 гг. — В США Ф. Беккет и Г. Джин разработали
электротермический способ выплавки малоуглеродистых
ферросплавов.
1908 г. — Русский химик Е. И. Орлов синтезировал этилен из окиси
углерода и водорода.
1908—1909 гг. — Американец Э. А. Сперри изготовил первый практически
годный образец морского гироскопического компаса.
1908—1913 гг. — Француз Л. Лорен предложил ряд схем прямоточных
воздушно-реактивных двигателей.
1909 г. — Инженер Н. Герасимов (Россия) предложил проект
турбореактивного двигателя.
1909—1910 гг. — В США разработаны методы получения
высококачественных нитей накала электроламп из вольфрама.
1909—1911 гг. — Э. Сперри и Л. Сперри (США) впервые разработали и
испытали автоматический стабилизатор с массивным
гироскопом.
1910 г. — В. США Ч. Кеттеринг предложил электрический стартер
для автомобиля.
— Американский химик Хантер впервые выделил чистый
титан.
1911 г. — Н. Е. Жуковский опубликовал работу о теоретических
профилях крыла самолета.
— Русский ученый Б. Л. Розинг получил простейшие
телевизионные изображения из 3—4 параллельных линий,
осуществив «катодную телескопию».
— В России изданы первые технические условия и нормы для
железобетонных сооружений.
1911—1912 гг. — Академик А. Н. Крылов при участии Р. М. Ветцера
создали первую математическую машину для интегрирования
дифференциальных уравнений.
1912 г. — В Дании построен первый океанский теплоход с
дизельным двигателем.
— Н. Е. Жуковский опубликовал работы по вихревой теории
гребного винта — пропеллера.
— Физик и электротехник В. П. Вологдин создал первые
в России машины высокой частоты от 6 до 150 кет.
— В Германии получена хромоникелевая сталь.
1912—1913 гг. — Русский ученый К. Шиловский предложил использование
ультразвука для обнаружения плавающих льдин.
747

1912—1913 гг. — В России Г. С. Петров предложил оригинальный способ
производства фенопласта (карболита).
1913 г. — На заводе Генри Форда применен конвейер для
механизации внутризаводского транспорта при сборке
автомобилей.
— Немецкий физик А. Мейснер запатентовал ламповый
генератор незатухающих колебаний.
— Ф. Габером и К. Бошем в Германии разработан процесс
производства аммиака.
— Американский ученый Э. Армстронг изобрел схему
регенеративного приема.
— Немецкий инженер Ф. Бергиус взял патент на
производство жидкого горючего из угля.
1913—1914 гг. — На бельгийском заводе Угре-Мари осуществлен опыт
применения обогащенного кислородом дутья в доменной
плавке.
1914 г. — Русский инженер Р. Э. Классон применил метод
гидромеханизации для разработки залежей торфа (гидроторф).
— М. Н. Никольской (Россия) разработал и построил модель
турбовинтового авиационного двигателя.
— В США осуществлен полет самолета с автоматическим
управлением.
1914—1915 гг. — В России на бакинских нефтепромыслах проведены первые
опыты по торпедированию скважин.
— Немецкий ученый Шмидт создал т. н. «весы Шмидта»
для разведки слабомагнитных руд.
1915 г. — Немецкий конструктор Г. Юнкере создал первый
цельнометаллический самолет.
— Русский ученый С. А. Боровик изобрел пароструйный
насос.
— В Германии начали изготовлять в полупромышленном
масштабе «метил-каучук».
1919 г. — Инженер Максимов (Россия) предложил первый проект
танкетки.
1919—1921 гг. — Советский ученый М. А. Бонч-Бруевич создал первые
мопддые радиолампы с водяным охлаждением.
20-е годы XX в. — Начато производство ацетатного шелка из ацетилцеллю-
лозы.
1920 г. — В СССР при гравиметрической разведке КМА применен
гравитационный вариометр.
— На заводе «Красное Сормово» выпущен первый советский
танк.
— Начало употребления электрофильтров для очистки
доменного газа.
1920—1922 гг. — Начало радиовещания в СССР, США, Англии, Франции.
1921 г. — В Швеции А. Вестгрен и В. Фрагмен провели работы по
изучению атомно-кристаллического строения различных
модификаций железа.
— По методу немецкого инженера Ф. Бергиуса создана
технологическая схема гидрирования угля для получения
жидкого топлива.
1921—1923 гг. — Радиолюбители впервые доказали возможность передачи
коротких волн на большие расстояния.
1922 г. — Советский инженер М. А. Капелюшников разрешил
проблему создания забойного двигателя-турбобура.
— В СССР создана первая линия электропередачи
(Шатурская РЭС — Москва) напряжением 110 кв.
— Американские ученые А. Тейлор и Н. Юнг повторили опыты
Попова по нарушению радиосвязи при прохождении
корабля между передающей и приемной станциями.
1922—1923 гг. — Советский радиолюбитель О. В. Лосев при помощи
полупроводниковых приборов осуществил генерирование
радиоволн.
— Немецким концерном по патенту французского химика
Г. Патара осуществлен в промышленном масштабе синтез
метанола (из водяного газа).
1923 г. — В СССР построены первые тракторы.
1923—1924 гг. — В СССР выпущены первые паровые турбины на
Ленинградском металлическом заводе.
748

1923—1924 гг. — В Англии установлена первая автоматическая станочная
линия для обработки блоков цилиндров и других крупных
деталей.
1924 г. — В СССР впервые положено начало осуществлению
теплофикации в Ленинграде.
— В Ленинграде по проекту Я. М. Гаккеля построен
первый мощный линейный тепловоз с электрической
передачей.
— В СССР В. И. Базаров разработал конструкцию
авиационного турбокомпрессорного реактивного двигателя.
— Применен кремний для восстановления магния из его окиси.
— В Германии начали применяться транспортно-отвальные
мосты в разработке месторождения угля.
1924—1925 гг. — В СССР для разведки цветных и полиметаллических руд
применена электрометрия.
1925 г. — Американец В. Буш построил первый дифференциальный
анализатор.
— В США использованы посылки импульсов радиоволн для
определения высоты ионизированного слоя.
— Советский ученый М. Бонч-Бруевич впервые создал
радиолампу мощностью в 100 кет.
— Советский инженер И. А. Адамян предложил принцип
последовательной передачи трех основных цветов
изображения в телевидении.
1926 г. — В Криворожском бассейне начаты работы по
использованию сейсмометрии для разведки нефти, солей и других
полезных ископаемых.
— В СССР создан диспетчерский пункт для координации
работы электростанций в системе МОГЭС.
1927 г. — В СССР Д. Дульчевским разработан способ дуговой
электросварки меди под слоем флюса.
1928 г. — Советский ученый С. В. Лебедев представил на конкурс
образец полученного им синтетического каучука.
— На Бакинских нефтепромыслах впервые проведены опыты
по нагнетанию воздуха в нефтяные пласты для увеличения
добычи нефти.
— Англичанин Дж. Бэрд осуществил первый опыт цветного
телевидения.
— В США создана одна из первых передающих
телевизионных трубок — «имэдж диссектор».
1928—1929 гг. — Советский физик С. Я. Соколов разработал
ультразвуковой метод дефектоскопии.
1929 г. — В СССР усовершенствован метод электроразведки (метод
сопротивлений).
— Советский ученый Б. С. Стечкин опубликовал работу
«Теория воздушного реактивного двигателя».
— В СССР на Московском автозаводе перешли на
конвейерную сборку автомобилей.
— Советский ученый А. Ф. Иоффе высказал мысль о
возможности получения электроэнергии с КПД 2,5—4% с помощью
термоэлектрического генератора из полупроводников.
— В. К. Зворыкин (США) создал приемную трубку —
кинескоп с электростатической фокусировкой.
1929—1930 гг. — Советский ученый К. И. Шенфер разработал новый тип
электромашинного регулирующего устройства (метадин).
30-е годы XX в. — В СССР и Германии начали вестись систематические опыты
по применению обогащенного кислородом дутья в доменной
плавке.
— В СССР начато массовое производство твердых сплавов.
1930 г. — Советский физик А. П. Константинов предложил
телевизионную трубку с емкостным накоплением заряда.
— Советские ученые Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папалекси
впервые предложили радиоинтерференционный метод
измерения расстояний.
1930 г. — Появление электростатического линейного ускорителя
заряженных частиц.
1930—1933 гг. — В СССР созданы первые жидкостно-реактивные двигатели
инженером Ф. А. Цандером.
749

1930 г. — Введен в эксплуатацию Волгоградский тракторный
завод — первенец советского тракторостроения.
— Профессор В. М. Маковский (СССР) организовал газо-
турбинную лабораторию, где был разработан проект
стационарной газовой турбины мощностью 1000 л. с.
1930—1934 гг. — В СССР Н. С. Селюгин и радиолюбитель А. И. Иоффе
провели первые работы по промышленному нагреву
материалов в высокочастотном электрическом поле конденсатора.
1931 г. — Проведена первая телепередача в СССР.
— Изготовлен первый в СССР блюминг.
— В Германии состоялись испытания ракет И. Винклера
и Рид ел я.
— На заводе «Электросила» впервые в СССР изготовлен
электропривод блюминга мощностью приводного двигателя в
5150 кет.
— Разработан синтез неопренового (хлоропренового)
каучука.
1932 г. _ В СССР пущен Волховский алюминиевый завод.
— Советский механик А. И. Бахмутский создал горный
комбайн.
— Советский ученый А. Ф. Иоффе создал из закиси меди,
а затем из селена фотоэлементы, дающие при их
освещении электрический ток без помощи внешних источников
энергии.
— Английские ученые Дж. Кокрофт и Э. Уолтен осуществили
первую ядерную реакцию посредством искусственно
ускоренных протонов.
— Советский ученый Д. Д. Иваненко впервые высказал
предположение о строении атомного ядра из протонов и
нейтронов.
— Английский физик Дж. Чедвик путем бомбардировки
бериллия альфа-частицами обнаружил новые
элементарные частицы — нейтроны.
— Построен первый в СССР магистральный 6-осный
электровоз в 2800 л. с.
— К. К. Хренов (СССР) разработал способ подводной
электродуговой сварки и резки металлов.
— В СССР начат серийный выпуск магистральных тепловозов.
— В СССР впервые в мире создано промышленное
производство синтетического каучука.
1933 г. — В СССР осуществлен первый высотный подъем
исследовательской ракеты с жидкостно-реактивным двигателем.
— На Макеевском металлургическом заводе пущен первый
советский блюминг, изготовленный Ижорским заводом.
— В СССР начали изготовлять одношпиндельные токарно-
револьверные прутковые автоматы.
— Советский инженер А. В. Москвин создал первый в СССР
работоспособный иконоскоп.
1934 г. — В США сконструирован рототрол для управления
электроприводами быстроходных лифтов.
— В США открыт третий изотоп водорода (радиоактивный) —
тритий.
1934—1935 гг. — Английский ученый Р. Уотсон-Уатт проводил опыты
по обнаружению движущихся целей методом «радиоэхо».
1934 г. — Французские физики Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри
доложили Французской Академии паук об открытии
искусственной радиоактивности.
1935 г. — Советский ученый А. Г. Иосифьян разработал
электропривод с тиратроном.
— В СССР В. П. Вологдин и Б. Н. Ромашов предложили
метод поверхностной закалки металлов токами высокой
частоты.
Вторая половина 30-х Создание первых промышленных установок каталитиче-
годов XX в. ского крекинга в США по методу французского инженера
Э. Гудри.
1936 г. — В СССР впервые применен гидравлический способ
подземной добычи угля.
— В СССР проведены первые магнитные съемки с самолета
аэромагнитометром, изобретенным А. А. Логачевым.
750

1^36 г. — На Московском заводе им. С. Орджоникидзе налажено
производство многошпиндельных прутковых автоматов.
— Началось проектирование и строительство телецентров
в Москве и Ленинграде.
— В СССР открыта химическая реакция каталической
ароматизации парафиновых углеводоров нефти.
1936—1937. гг. — В СССР и в Англии удалось получить первые образцы
полиэтилена.
1936—1938 гг. — Американский химик У. Карозерс разработал метод
производства нейлона.
1937 г. — В СССР началось производство турбогенераторов в 100 тыс.
кет.
— Начало применения гидравлического подъемника на
тракторах—одной из важнейших предпосылок введения
навесных машин и орудий.
— Изготовлен сурмяно-цезиевый фотокатод.
— Впервые применен водород в качестве охлаждающей
среды в турбогенераторах.
— В Институте химической физики Академии наук СССР
предложен факельный способ зажигания в
автомобильных двигателях.
1937—1938 гг. — Получен первый бензин по методу Э. Гудри
(каталитический крекинг).
1938 г. — В СССР под руководством И. С. Брука построен
механический дифференциальный анализатор с шестью
фрикционными интеграторами.
— Советские инженеры А. П. Островский и П. В. Александров
создали электробур.
— Советский инженер П. А. Чихачев испытал свой
проходческий комбайн на шахте «Ново-Дружеская» в Донбассе.
— В Англии созданы первые образцы радиолокационной
аппаратуры.
— В Германии организовано промышленное получение
синтетического каучука.
1939 г. — В СССР впервые состоялось испытание ракеты с
прямоточным воздушно-реактивным двигателем конструкции
И. А. Меркулова.
— Немецкие ученые О. Ган и Ф. Штрасман сообщили об
открытии деления ядер урана под действием медленных
нейтронов.
— Американские инженеры А. Розе и X. Ямс изобрели так
называемый ортикон (телевизионную передающую трубку).
— Начато промышленное производство нейлопа.
— Советскими инженерами П. П. Шумиловым, Р. А. Иоанне-
сяном, Э. И. Тагисвым, М. Т. Гусманом создан
многоступенчатый турбобур.
— На шахтах Подмосковного бассейна проведены испытания
углепроходческого комбайна ПК-1.
— Построена и сдана в эксплуатацию опытная гидрошахта
в Донбассе.
— А. Ваккер в Германии предложил удалять углерод из
феррохрома продувкой расплава кислородом в вакууме.
— Пущен один из крупнейших в Европе Уральский
алюминиевый завод.
1939—1940 гг. — В СССР проводились летные испытания
воздушно-реактивных двигателей на самолете Н. Н. Поликарпова.
— Харьковский турбогенераторный завод построил
стационарную газовую турбину мощностью 1000 л. с.
— По инициативе рабочего Волгоградского тракторного
завода И. П. Иночкина впервые в СССР создана
автоматическая станочная линия.
40-е годы XX в. — Советский ученый А. М. Самарин предложил
эффективный метод вакуумирования стали в ковше или
изложницах.
1940 г. — В СССР совершен первый полет на самолете с жвдкостно-
реактивным двигателем Л. С. Душкина.
— В СССР А. Г. Иосифьяном построен электромашинный
усилитель ЭМУ.
— Американскими учеными выделен изотоп урана-235.
751

1940 г. — В лаборатории академика А. А. Лебедева в Ленинграде
построен отечественный образец электронного
микроскопа с увеличением в 10 тыс. раз.
1940—1941 гг. — В Англии выпущена первая партия полиэтилена.
— В Англии и США начаты работы по изучению и освоению
новых методов выделения изотопа урана-235.
1941 г. — В СССР в лаборатории В. П. Вологдина создан станок-
автомат для пайки в вакууме токами высокой частоты
свечей зажигания двигателя внутреннего сгорания.
— Осуществлен полет на экспериментальном
самолете-истребителе с турбореактивным двигателем английского
конструктора Ф. Уиттла.
— Построен первый в СССР реактивный самолет-истребитель
с жидкостно-реактивным двигателем.
1942 г. — В США организовано промышленное получение
синтетического каучука.
— В Германии проведены испытания прямоточных воздушно-
реактивных двигателей конструкции Э. Зенгера.
— Проведены испытания первого в СССР реактивного
самолета с жидкостно-реактивным двигателем.
— В США в промышленном масштабе освоено извлечение
магния из морской воды.
— В СССР В. Г. Головкин разработал способ непрерывного
литья проволочных заготовок без применения литейной
формы.
— Э. Ферми в США осуществил ядерную цепную реакцию
в первом ядерном реакторе в Чикагском университете.
1943 г. — Г. И. Вабат (СССР) соорудил первую экспериментальную
установку высокочастотного электротранспорта.
— В США построена первая электронная цифровая
вычислительная машина «ЭНИАК».
— Американские инженеры А. Розе, П. Веймер и X. Лоу
предложили телевизионную трубку, названную суперор-
тикоп.
— Советскими учеными Б. Р. и Н. И. Лазаренко предложен
электроискровой способ обработки металлов.
— Состоялись испытания первого в США реактивного
самолета.
1944 г. — В СССР освоен новый способ бурения шахт большого
диаметра (5—6 м) по методу Г. И. Маньковского.
1945 г, — Создан первый в СССР реактивный истребитель «ЯК-15».
1945 г., июль — В штате Нью-Мексико в опытном порядке взорвана первая
атомная бомба.
1945 г., август — Атомные бомбы США без всякой военной необходимости7
варварски взорваны над японскими городами Нагасаки
и Хиросима.
1945—1946 гг. — Проведены первые опыты локации Луны.
1946 г. — Советские инженеры Н. Г. Трупак и Я. А. Дорман
разработали и внедрили в практику строительства
подземных сооружений метод искусственного
замораживания.
— В СССР ЭНИМС и завод «Станкоконструкция» создали
автоматическую линию станков для обработки блоков
двигателей тракторов СТЗ-НАТИ.
1946—1948 гг. — Начало промышленного производства титана.
1948 г. — На Туймазинском нефтяном месторождении впервые
освоено промышленное применение метода законтуренного
заводнения по способу, разработанному советскими
учеными А. П. Крыловым, В. А. Каламкаровым и М. Ф. Мирчи-
ным.
— В СССР создан горный комбайн «Донбасс» для пологих
и наклонных угольных пластов.
1948 г. — Американский ученый Н. Винер опубликовал книгу
«Кибернетика».
— В США Дж. Бардиным и У. Браттейном предложен первый
кристаллический триод (точечного типа).
1949 г. — Осуществлен взрыв атомной бомбы в СССР.
752

1949 г. — В СССР осуществлена автоматизация и телемеханизация
целого каскада гидроэлектростанций в Узбекистане.
— В СССР Т. Т. Кузьменко внедрено центробежное реле
для автоматического управления ленточными конвейерами.
— Советские инженеры М. А. Гейман, С. Л. Залкин, О. А. Меж-
лумов и Э. И. Тагиев разработали способ бурения скважин
двумя стволами.
— В СССР на заводе-автомате в единый автоматизированный
поток включена машина для литья под давлением здгото-
вок поршней автомобильных двигателей.
— В СССР впервые в мире построен автоматический завод
по производству поршней.
— В СССР произведен первый испытательный атомный взрыв.
1950 г. — В Ленинградском электротехническом институте связи
получено в опытном порядке первое объемное
телевизионное изображение.
— Создана передающая телевизионная трубка с
фотосопротивлением—«видикон» (идея трубки с использованием
внутреннего фотоэффекта предложена А. А. Чернышевым
в 1925—1926 гг.).
— Английская фирма «Ровер» выпустила газотурбинный
легковой автомобиль.
— Академики А. Сахаров и И. Тамм (СССР) разработали
модель термоядерного реактора с использованием
магнитных сил для образования термоизоляции.
1950—1952 гг. — В СССР начаты работы по проектированию дальних
линий электропередачи Москва — Куйбышев и Москва —
Волгоград на переменном токе напряжением 400 кв
и 500 кв.
1951 г. — В СССР Е. Г. Николаенко и А. В. Улитовский
предложили и внедрили новую технологию производства литых
чугунных плит.
— В СССР под руководством конструктора М. Л. Миля создан
первый серийный вертолет «МИ-1».
1953 г. — Впервые в мире в СССР осуществлена в
опытно-промышленном масштабе реакция полимеризации синтетического
волокна энант на основе работ коллектива ученых под
руководством академика А. Н. Несмеянова.
— В СССР создана водородная бомба и произведен
испытательный взрыв ее.
— В ФРГ и США запатентован процесс производства
полиэтилена при нормальном давлении и небольшом повышении
температуры.
— В СССР под руководством Е. О. Патона сооружен первый
цельносварный мост через Днепр под Киевом.
— Создана атомная полупроводниковая батарея.
1954 г. — В СССР пущена в эксплуатацию первая атомная
электростанция мощностью в 5 тыс. кет.
— На Ленинградском металлическом заводе изготовлена
уникальная поворотно-лопастная гидротурбина мощностью
до 126 тыс. кет.
— На карьере «Гумбольт» начали применяться при бурении
крепчайших гематитов станки для прожигания скважин,
т. е. так называемое огневое бурение (ГДР).
— В США фирмой «Понтиак» создан автоматический завод
по производству поршней.
1954—1956 гг. — Разработан способ полимеризации синтетического
материала пропилена и получения из него синтетического
волокна.
1954—1960 гг. — В СССР освоено серийное производство исследовательских
во до-водяных атомных реакторов.
— В СССР построен атомный реактор на быстрых нейтронах
на атомной электростанции и г. Обнинске.
— В СССР сооружена первая промышленная установка для
непрерывной разливки стали на заводе «Красное Сормово».
1955 г. — В США спущена на воду первая подводная лодка
«Наутилус» с ядерным реактором.
— В США осуществлен опыт электродуговой плавкп
молибдена в вакууме.
753

1955 г.
1955—1956 гг.
1955—1959 гг.
1956 г.
4 октября 1957 г.
3 ноября 1957 г.
1957 г.
31 января 1958 г.
21 февраля 1958 г.
15 мая 1958 г.
1958 г.
13 января 1959 г.
1959 г.
12 сентября 1959 г.
4 октября 1959 г.
1959 г.
— В США выпущена автоматическая формовочно-заливочная
выбивная установка.
— В Англии созданы автоматические формовочные машины
производительностью 240 опок в час.
— В СССР в Институте электросварки им. Е. О. Патона
разработан новый высокоэффективный способ бездуговой
электросварки толстого металла — электрошлаковая сварка.
— Гражданский воздушный флот СССР пополнялся
новейшими пассажирскими самолетами — ТУ-104, ИЛ-18, АН-10,
ТУ-114 и др.
— Ленинградский металлический завод изготовил
газотурбинную установку мощностью 12000 кет с температурой
рабочего газа 650°.
— На Первом государственном подшипниковом заводе (СССР)
вошел в строй цех, оборудованный двумя автоматическими
линиями, по производству шариковых и роликовых
подшипников.
— В Англии вошла в строй первая атомная электростанция.
— В СССР освоено производство нового типа ртутного
(безнасосного) металлического выпрямителя.
— В СССР разработан проект мощного газотурбовоза с
газовой турбиной, работающей на мазуте.
— Опробован полупромышленный метод «зонной плавки»
и получены очищенные бруски титана.
— В СССР запущен первый в мире искусственный спутник
Земли.
— В СССР запущен второй искусственный спутник Земли.
— В СССР спущен на воду первый в мире ледокол «Ленин»
с атомным двигателем.
— Бессемеровский цех завода имени Петровского (г.
Днепропетровск) перешел на выплавку конвертерной стали
с применением кислорода.
— В Англии (в Харуэлле) создана термоядерная
экспериментальная установка «Зета».
— Пущена первая в США промышленная атомная
электростанция.
— В США получен новый химический элемент с атомным
номером 102 (радиоактивный «нобелиум»).
— В Объединенном институте ядерных исследований (СССР)
введен в строй крупнейший в мире синхрофазотрон,
дающий пучок протонов с энергией в 10 млрд. электроновольт.
— В СССР создана экспериментальная установка для
ультразвуковой обработки стекла.
— На Шатской станции «Подземгаз» (близ Тулы) сооружена
первая промышленная станция подземной газификации
углей.
— В США запущен первый американский искусственный
спутник Земли «Эксплорер-1».
— В СССР запущена на рекордную высоту 473 км
одноступенчатая геофизическая ракета с научной аппаратурой
весом 1,52 т.
— В СССР запущен третий искусственный спутник Земли.
— Открытие Волжской гидростанции им. В. И. Ленина.
— В СССР впервые создана моделирующая машина на
полупроводниках — «МН-10».
— В СССР закончены подготовительные работы по созданию
оборудования для цветного телевидения.
— В СССР запущена космическая ракета в сторону Луны.
— Атомный ледокол «Ленин» начал опытное плавание.
— В СССР запущена космическая ракета в сторону Луны.
— В СССР запущена третья космическая ракета и впервые
сфотографирована обратная сторона Луны.
— Создан первый в СССР многоместный газотурбинный
автобус конструкции НАМИ.
— В СССР создана землеройная машина с дизельным
двигателем, главным рабочим органом которой является фреза.
— Коломенский тепловозостроительный завод построил
первый в СССР газотурбовоз с газотурбинным двигателем
в 3500 л. с.
754

1959 г.
1960 г.
15 мая 1960 г.
19 августа 1960 г.
1961 г.
12 февраля 1961 г.
12 апреля 1961 г.
6 августа 1961 г.
Сентябрь 1961 г.
1962 г.
16 марта 1962 г.
— На Нижне-Тагильском металлургическом комбинате
построена самая мощная доменная печь в СССР и Европе.
— В Англии и США проводились опыты по использованию
Луны как звена в радиорелейной связи на Земле на
ультракоротких волнах.
— В Узбекистане вступила в строй крупнейшая в СССР
станция подземной газификации углей.
— Первые запуски советских мощных многоступенчатых
баллистических ракет в заданный район Тихого океана
на расстояние до 13 тыс. км.
— В США спущено на воду атомное товаро-пассажирское
судно «Саванна».
— На Ленинградском металлическом заводе создана
уникальная паровая турбина мощностью в 300 тыс. кет.
— Запущен первый в мире советский космический корабль-
спутник на орбиту спутника Земли.
— Второй советский космический корабль-спутник успешно
приземлен с собаками «Стрелка» и «Белка».
— Получен искусственный 103-й химический элемент (США).
— В СССР выведен на орбиту тяжелый искусственный спутник
Земли, с которого стартовала космическая ракета,
выведшая автоматическую межпланетную станцию к Венере.
— Ю. А. Гагарин совершил первый в мире полет в космос
на корабле-спутнике «Восток».
— Г. С. Титов совершил второй в мире полет в космос на
корабле-спутнике «Восток-2».
— Пуск на полную мощность (2563 тыс. кет) крупнейшей
в мире гидроэлектростанции — Волжской ГЭС имени
XXII съезда КПСС.
— Д. Глени и М. Карпентер (США) совершили полеты
в космос.
— В СССР был произведен очередной запуск
искусственного спутника Земли.

ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Абель Ы. Г.— 213.
Авдиев В. И.— 723.
Авогадро А.— 224.
Агрпкола Г.— 64, 87, 88, 89, 100, 104,
105, 728, 732.
Адаме Дж.— 215.
Адамян И. А.— 516, 749.
Адер К.— 316.
Адриан — 49.
Адрианов Б. М.— 459.
Айзенштадт Л. А.— 723.
Акимов И.— 320.
Александерсои Э.— 494.
Александров П. В.— 609, 751.
Алексеев П. II.— 278.
Алексей Михайлович — 314.
Алисов М. И.— 202, 742.
Альберт В.— 170, 737.
Ампер А. — 217, 221, 222, 223.
Амслер А.— 533, 740.
Анаксагор — 219.
Андрианов К. А.— 663.
Андрусов Н. И.— 342.
Аносов П. П.— 158, 160, 171, 727, 739.
Антонов О. К.— 465.
Анучин Д. II.— 723.
Аппольд — 170.
Апполоний Пергский — 59.
Араго Д. Ф.— 203, 738.
Арган Ж.— 213.
Арго Ф.— 215.
Аристарх Самосскиы — 57.
Аристотель — 41, 59, 723.
Аркнн Д. Е.— 724.
Арко Г.— 494.
Аркрайт Р.— 125, 126, 127, 128, 132,
133, 135, 734, 735.
Арманд Е. Б.— 723.
Армат Т.— 320.
Армстронг Э.— 499, 500, 748.
Аррениус С— 340.
Артоболевский И. И.— 6, 723.
Архимед — 41, 54, 58, 59, 136, 726.
Арцнмович Л. А.— 676.
Арциховский А. В.— 723.
Арчднкон — 317.
Аршо — 209, 739.
Асмус В. Ф.— 723.
Аспдин Д.—251, 252, 737.
Асташенков П. Т.— 723.
Аткинсои — 288, 741.
Ауэрбах А. А.— 272, 743.
Б
Бабат Г. И.—408, 409, 723, 752.
Бабынин В. В.— 723.
Багратион П. Р.—171, 172, 272, 739.
Баев Л.— 723.
Базаров В. И.—468, 749.
Бакеланд Л.— 661, 746.
Бакланов И. Б.— 723.
Балабанов Е. М.— 723.
Бардин Дж.—530, 753.
Бардин И. П.—581, 582, 723.
Барлей — 210, 741.
Батуров П. Н.— 723.
Бауэр — 191, 328.
Бахмутский А. И.— 620, 750.
Бахчиваджи Г. Я. — 470.
Беббидж Ч.— 532.
Бейлынтейн Ф. Ф.— 278.
Бек Т.— 723.
Бекетов Н. Н.— 340, 595, 741.
Беккерель А.— 336, 672.
Беккет Ф.—586, 747.
Белелюбский Н. А.— 256.
Белл А.—318, 743.
Белль — 177, 189, 736, 737.
Белов Г.— 723.
Белозеров В. И.— 723.
Белькинд Л. Д.— 723.
Бельтрами Е.— 329.
Беляев А. И.— 723.
Бенардос Н. Н.— 296, 297, 571, 726
743.
Бенда К.— 343.
Беннет Р.—479.
Бенц К.—416, 417, 418, 420, 744.
Берг А. И.— 723.
Бергнус Ф.—650, 748.
Бергман Т.— 106, 734.
Беркович Д. М.— 723.
Бернал Д.— 723.
Бернуллп Д.— 218.
Бертло М.—340, 641, 647, 649, 670,
740, 741.
756

Бертолле Л.— 131, 735.
Бертолин Э.— 105.
Бертон В.— 653.
Берцелиус И.— 5, 225.
Бессемер Г.— 208, 251, 264, 265, 578,
579, 726, 740.
Бехер И. И.— 76.
Био Ж.— 221.
Бируни Абу Рейхин-Мухаммед иби-
Ахмет аль — 77, 78.
Бишоп — 723.
Би-Шэн (Пи-Шэн) — 5, 73, 732.
Блаватский В. Д.— 723.
Блеккет — 285, 746.
Бленкинсон — 185, 736.
Блерио Д.— 317.
Блинов Ф. А.— 314, 432, 433, 743, 744.
Бове В.— 77.
Богаевский Б. Л.— 723.
Бо де Рот А.— 313, 742.
Божек И.—5, 183, 737.
Бойер А.— 279.
Бойль Р.— 107, 224, 733.
Бокий Б. И.— 289, 449, 624, 725.
Болле А.— 417, 742.
Болтон М.— 140, 141, 143, 200.
Болховитинов В. Ф.— 470.
Больцано Б.— 213.
Больяи Я.— 214, 329.
Бонч-Бруевич М. А.— 408, 499, 748,
749.
Бор Н.— 338, 341.
Бордони П.— 508.
Боровик С. А.— 597, 748.
Бородин А. П.— 244, 245, 744.
Борткевич Г. С— 547.
Бочвар А. А.— 567, 603.
Бош Р.— 417, 644, 744, 748.
Брам Дж.— 149, 150, 151.
Бранд Л.— 702.
Бранк — 309.
Бранли Э.— 384.
Браттейн У.— 530, 753.
Брауде Г. В.— 512.
Браун В.— 474, 480, 490.
Браун К. Ф.— 493, 509.
Брауэр Л. Э.— 702.
Бредихин Ф. А.— 215.
Брентон — 185, 736.
Бриквид — 694.
Брилинг Н. Р.—415.
Бриткин А. С— 723.
Броун Дж.— 270, 741.
Брук И. С—533, 751.
Бруно Д.— 64, 102, 219.
Брусницын Л. И.— 164, 171, 736, 737.
Брэстед Д. Г.— 723.
Брюнелль — 192.
Бубнов И. Г.— 328.
Будников В. И.— 725.
Буйен Э.—432, 742.
Буланин В.— 723.
Буллон У.— 201, 741.
Бунзен Р.— 212, 216, 225, 230.
Буркхардт Я.— 723.
Бурлянд В. А.— 723.
Бурместер Л.— 217.
Бурсель Ш.— 317.
Бурштын •-• 325.
Бутлеров А. М.— 225, 339, 652, 653
659, 666.
Бух Л.— 227.
Буш В.—533, 749.
Бушуев С. М.—547.
Бэкон Ф.— 212, 219.
Бэрд Дж. Л.— 509, 517, 749.
Бюрги И.— 109, 733.
Бюффон Ж.— 106.
Быков П.— 547.
В
Вааге П.— 341.
Ваккер А.— 586, 751.
Валкер Д.— 199, 737.
Вальтер И.—342.
Ван-Аркел А.— 599.
Ван-Бенеден Э.— 343.
Вант-Гофф Я. Г.— 341.
Варвинский И. И.— 171.
Варендорф — 205.
Васильев А.— 326.
Васильев В. М.— 723.
Васютинский В. А.— 723.
Вацлав — 71.
Введенский Б. А.— 502.
Веддинг — 270.
Веджвуд Т.— 203, 736.
Везалий А.— 104.
Вейерштрасс К.— 213, 334.
Вейлэ К.— 724.
Веймер П.— 512, 752.
Вейндл К.— 88, 733.
Вейсман А.— 343, 344.
Вейц В. И.— 724.
Векслер В. И.— 688, 724.
Векшинский С. А.— 523.
Велер Ф.—587, 588, 739, 740.
Венельт А. Р.— 509, 522.
Венсан К.— 724.
Венье — 314.
ВериЖников С. М.— 444.
Вернер А. Г.— 106.
Верховский В. С.— 724.
Веселовский И. Н.— 724.
Веселовский О. Н.— 723.
Вессель К.— 213.
Вестгрен А.— 602, 748.
Вестингауз Дж.— 248, 287, 312, 742.
Ветцер Р. М.—533, 747.
Бидонов С. С— 723.
Виета Ф.— 109.
Виксцемский А. Ф.— 524, 744.
Виленский М. А.— 724.
Виллис Р.— 216, 217.
Виль А.— 84, 733.
Вилькинсон — 155, 734.
Вильм А.— 589, 747.
Вильсон Ч.— 326, 670.
Вин М.—493, 747.
Винзор Ф. А.— 200, 736.
Винер Н.— 13, 539, 540, 724, 753.
Винклер И.— 470, 750.
Винклер К.— 526.
Винтер А.— 724.
Винтслей — 168, 283.
Виргинский В. С— 724.
757

Вирт — 281.
Витворт И.— 150, 151, 152, 740.
Витрувий — 724.
Власенко А. Р.—438, 741.
Войслов С. Г.— 289.
Вокансон Ж.— 130, 734.
Вологдин В. П.—408, 494, 573, 748,
750, 752.
Вольта А.— 209, 220, 402, 736.
Вольтер В.— 331.
Вольф — 288.
Воюцкий В. С— 608.
Вуд П.- 174, 737.
Вул Б. М.—507.
Вульф А. В.— 393.
Вышнеградский И. А.— 216.
Г
Габер Ф.— 644, 645, 748.
Гавре В.— 508.
Гаврилов — 278.
Гагарин Е. И.— 724.
Гагарин 10. А.— 14, 353, 489, 490, 514,
755.
Гадолин А. В.— 206.
Гаккель Е. Я.— 724.
Гаккель Я. М.—414, 415, 749.
Галилей Г.—5, 64, 98, 102, 103, 104,
106, 217, 219, 732.
Галле И. Г.— 215.
Галуа Э.— 214.
Гальвакс В.—335, 523.
Гальвани Л.— 220.
Гамбург Д. Ю.— 724.
Гамель И. X.— 204.
Гамильтон У. Р.— 213.
Ган О.— 673, 751.
Гарвей У.— 104.
Гассенди П.— 219, 224.
Гаусс К. Ф.— 212, 213, 214, 221.
Гвоздев М.— 724.
Гвоздков М.— 179, 739.
Гебер Джабир-Ибн-Хайян — 78.
Геворкян А. М.— 727.
Гегель Г.— 230.
Гейман М. А.— 610.
Гейтель Г.— 496, 523.
Геккель Э.— 343.
Гелл И.— 86, 733.
Гельмгольц Г.— 218, 220, 332.
Герасимов Н.— 468, 747.
Герике О.— 107, 136, 209, 733.
Герман А. П.— 624.
Геродот — 724, 726.
Герон Александрийский — 41, 58, 136.
Герстнер Ф. А.— 188.
Гертвиг О.— 343.
Герц Г.—320, 334, 335, 338, 523, 733,
744.
Гершгорин С. А.— 533.
Гершель В.— 211, 215.
Гесс Г. И.— 340.
Геттон Дж.— 106.
Гефнер-Альтеиек Ф.— 302, 303, 742.
Гиббс Д.- 341.
Ги Бонкур — 514, 515.
Гладков А. И.— 724.
Гленн Дн. — 491.
Глинков Р.— 127, 734.
Говард — 175, 740.
Годдард Р.—470, 473.
Голованов Н. Г.— 724.
Головкин В. Г.— 569, 752.
Головкинский Н. А.— 342.
Голубицкий П. М.— 318, 743.
Гольджи К.— 343.
Гольдмарк П.— 517.
Гольдшмидт Г.— 595.
Гольдшмидт Р.— 494.
Гольцварт Г.— 448, 747.
Горинов А. В.— 724.
Горожанкин И. Н.— 343.
Горохов П. К.— 724.
Горст А. Г.— 724.
Горяинов В.— 652, 653, 742.
Горячкин В. П.— 723.
Готье 10. В.— 724.
Грамм 3.— 210, 298, 302, 303, 742.
Грасмаи Г.— 213.
Грацианский Н. П.— 724.
Грей С— 107.
Греков А. Ф.— 204, 739.
Грин В.— 724.
Грин Д.— 212, 220.
Гриневецкий В. И.— 415, 747.
Гриневецкий И. Ф.— 176.
Гриньяр В.—.340.
Грисом М.— 491.
Громека И. С— 289.
Громов М. М.— 463.
Гроссен В.— 724.
Гудов И. И.— 547.
Гудри Э.— 653, 751.
Гудцов И. Т.— 724.
Гук Р.— 217.
Гульдберг К. М.— 341.
Гумбольдт А.— 227.
Гуменник Я. Я.— 617.
Гумилевский Л. И.— 724.
Гуммер К.— 191.
Гуревич М. И.— 469.
Гус Я.— 64.
Гусев С. А.— 724.
Гусман М. Т.— 609, 751.
Гутенберг И.— 74, 732.
Гуторович А. А.—725.
Гюйгенс X.— 97, 98, 217, 733.
д
Даггер Л. Ж.— 203, 738.
Даймлер Г.—313, 416, 417, 418, 419,
420, 744.
Дальтон Д.— 224.
Данилевский В. В.— 724.
Данилов — 95.
Даннеман Ф.— 724.
Дарвин Ч.— 228, 229, 230, 342.
Деви Г.— 209, 736.
Девидсон Р.— 393.
Декарт Р.—5, 105, 109, 723, 733.
Деларю — 299, 737.
Демени Ж.— 319.
Демокрит — 58, 59, 219.
758

Денвер А. И.— 204.
Денвуди Г.—493.
де Пайва — 508.
Дерби А. (сын)— 154, 734.
Депп Г. Ф.— 414.
Депре М.— 298, 305, 743.
Дессауэр Ф.— 12.
Дженкинсон Н. Ф.— 509.
Дженкинсон Ф.— 320.
Джерри — 743.
Джефри — 285.
Дисилиберт У.— 107, 732.
Джин Г.—586, 747.
Джоуль Д. П.— 220, 221, 222.
Диад - 53.
Дивиш П.— 108.
Дивногорский Н. П.— 724.
Дидро Д.- 149.
Дизель Р.— 313, 314, 745.
Дильс Г.— 724.
Дир Дж.— 175, 738.
Дирдофф — 285.
Дирихле П.— 212.
Добров Г. М.— 724.
Добронравов Н. И.— 724.
Додлей Д.— 154, 732.
Докучаев В. В.— 342.
Доливо-Добровольский М. О.— 299,
306, 307, 382, 745.
Долматовский 10. А.— 724.
Домарадский М. М.— 724.
Дорман Я. А.— 616, 752.
Дорнбергер В.— 472.
Дорошенко Г. Я.— 289.
Дубинины (братья)— 275, 276.
Дубровский А. А.— 724.
Дузь П. Д.- 724.
Дульчевский Д. А.— 410, 749.
Дэви Г.— 171, 299, 402, 737.
Дэлен — 270, 739.
Дэнлоп Дж.— 418, 744.
Дуддель У.— 494.
Дюфе Ш. Ф.— 108, 733.
Е
Евреинов Е.— 172.
Ефименко П. П.— 725.
Ж
Жаккар Ж.- М.— 117, 130, 532, 736.
Жебелев С. А.— 723.
Желябовский — 314.
де Женн — 130, 733.
Жерар III. — 225.
Жиллуэн Р.— 12.
Жирар А.— 117, 128, 736.
Жиффар А.— 315, 740.
Жолио-Кюри И.— 673, 750.
Жолио-Кюри Ф.— 673, 750.
Жоффруа Э. Ф.— 189.
Жуковский Н. Е.—5, 333, 453, 454,
462, 472, 747.
Журавский Д. И.— 256.
Жуховицкий А. Ф.— 725.
3
Забудский Н. А.— 332.
Загорский Ф. М.— 725.
Загряжский Д. А.— 432, 738.
Залкин С. Л.— 610.
Зарубин П. А.— 533, 740.
Засулич В. И.— 722.
Захаров Я. Ф.— 315.
Зворыкин А. А.— 725.
Зворыкин В. К.—510, 511, 749.
Зворыкин К. А.— 295, 745.
Зеебек Т.— 221, 527, 737.
Зелинский Н. Д.— 341, 657.
Зенгер Э.— 467, 752.
Зенефельдер А.— 202, 736.
Зинин Н. Н.— 167, 206, 324, 656.
Золе —564.
Зомбарт В.— 725.
Зюсс Э.— 342.
И
Ибн-Сина (Авиценна)— 5, 64, 77, 732.
Иван III— 88.
Иваненко Д. Д.— 672, 750.
Иванов В. П.— 6-16.
Ивановский С. Р.— 728.
Игнатьев В.— 340.
Ижевский В. П.— 406, 746.
Изократ — 40.
Ильгнер К.—287, 398, 747.
Ильюшин С. В.— 464.
Иночкин И. П.— 552, 751.
Иоаннесян Р. А.—609, 751.
Иосифьян А. Г.— 400, 401, 750, 752.
Ингик— 277.
Иоффе А. И.—408, 750.
Иоффе А. Ф.—527, 528, 725, 749,
750.
Ирини — 199.
Исаев А. С— 725.
К
Кавалли — 205.
Кавальери Б.— 109.
Кавендиш Г.— 108, 735.
Кагаров Е.— 725.
Казанский Б. А.— 658.
Каламкаров В. А. —611, 752.
Калашников В. И.— 249, 743.
Калинин И.— 725.
Каменецкий М. О.— 725.
Каменомостскиы Л.—725.
Каммерер П.— 199, 738.
Камов А. И.— 466.
Кампанелла Т.— 64.
Канаев А.— 725.
Канарский И. Я.— 725.
Канниццаро С—224, 225.
Кант И.— 105, 110, 211, 215.
Кантейн Я.— 331, 332.
Кантор Г.— 330.
Капелюшников М. А.—607, 608, 609,
748.
759

Каплан В.— 379.
Каплан Дж.— 478.
Карно Л.—216.
Карно С— 13, 218.
Карпентер М.— 491.
Карпинский А. Л.— 86.
Картрайт Э.— 130, 131, 735.
Каугерт — 178, 739.
Каупер Э.— 155, 741.
Кашинцев Д.— 725.
Кей Дж.— 121, 123, 733.
Кекуле Ф. А.— 225.
Кениг Ф.— 201, 736.
Кеннели А.— 498, 746.
Кеннингэм У.— 725.
Кеплер И.— 103.
Кертис Ч.— 312.
Кеттеринг Ч.— 417, 747.
Кибальчич Н. И.— 5, 467, 743.
Кинд — 165, 166, 739.
Киржиер Д. М.— 725.
Кирпичев В. Л.— 367, 743.
Кирхгоф Г.— 212, 216, 221, 225,
230.
Китаев С. И.—511.
Китов А. И.— 725.
Кларк У.— 210, 393.
Классон Р. Э.— 630, 631, 748.
Клаузиус Р.— 218.
Клаус К. К.— 172, 739.
Клейн Ф.— 214, 329.
Клемент — 151.
Клименко К. И.— 727.
Климов В. Я.— 469.
Клягинский П. П.— 201.
Коанье — 252.
Ковалев Н. Н.— 725.
Ковалев С. И.— 723.
Ковалевская С. В.—332, 333.
Ковалевский А. О.— 343.
Ковалевский В. О.— 343.
Ковальский М. А.— 332.
Козлов Н. Я.— 443, 445.
Коккинаки К. К.— 459.
Кокрофт Дж.— 673, 676, 750.
Кольбе — 340.
Колдинг — 220.
Колесов В.—547.
Колумб X.— 192, 479.
Колчин Б. А.— 725.
Кондаков И. Л.— 666, 746.
Константинов А. П.— 511, 749.
Константинов К. И.— 728.
Конт О.— 230.
Конфедератов И. Я.— 723. 725.
Коньо — 182, 734.
Коперпик Н.— 5, 57, 64, 100, 101, 102,
103, 732.
Корнейчик Н. К.— 725.
Корт Г.— 157, 158, 161, 735.
Косвен М. О.— 725.
Косса П.— 725.
Коссель В.—341.
Костович О. С— 313, 744.
Коули Д.— 138.
Коуч — 167, 739.
Коши О.—212, 213, 217.
Кошкин Л. И.— 558.
Крамарев В. М.— 725.
Кранеджи (братья)— 156, 157, 734.
Красавцев И. И.— 725.
Крелиус — 281.
Кржижановский Г. М.— 359, 725.
Кржижик Ф.— 298.
Кричевский С. О.— 725.
Кромптон С— 126, 127, 129, 728,
735.
Кропоткин П. А.— 342.
Кросс Р.— 724.
Крукс У.— 335.
Крупп А.— 266, 267.
Крылов А. И.— 250, 332, 334, 533, 725,
747.
Крылов А. П.— 611, 752.
Ксенофонт — 40.
Кубецкий Л. А.—523.
Кудрявцев А. С— 725.
Кудрявцев П. С— 725.
Кузин А. А.— 725.
Кузнецов Б. В.— 725.
Кузнецов Б. Г.— 725.
Кузнецов В. И.— 725.
Кузьменко Т. Т.— 630, 753.
Кузьминский П. Д.— 448, 745.
Кук Дж.— 176, 196, 735.
Кулибиы И. П.— 5, 98, 99, 194, 200,
418, 727, 735.
Кулишер И. М.— 725, 726.
Кулон Ш.— 109, 735.
Купер А. С— 225.
Купер Д.— 199, 737.
Курбатов А. А.— 278.
Курган И.— 176.
Курпаков Н. С— 341, 602.
Курчатов И. В.— 674, 675, 676.
Кучеров М. Г.— 340.
Кушелевский — 277.
Кювье Ж.— 227.
Коньо — 182, 734.
Кюри Поль — 743.
Кюри П.— 336, 337, 505, 672, 743.
Кгори-Складовская М.— 336, 337, 672.
Л
Лаваль К. Г.—309, 310, 311, 744,
745.
Лавров А. С— 270.
Лавровский В. М.— 726.
Лавуазье А.— 219, 224, 225.
Лагранж Ж.— 110, 214, 216, 334.
Лазарев В. Н.— 726.
Лазаренко Б. Р.— 403, 726, 752.
Лазаренко Н. И.— 403, 726, 752.
Лайель Ч.— 105, 211, 227, 228.
Лалетин — 272.
Ламарк Ж. Б.— 227, 228.
Ламбо — 252.
Лаиген Э.— 208, 741.
Ланжевен П.— 505.
Лаплас П.— 110, 211, 215.
Латам У.— 319.
Лачинов Д. А.— 298, 302, 304, 727,
743.
Лебедев А. А. —525, 752.
Лебедев В. И.— 726.
Лебедев П. Н.— 334.
760

Лебедев С. А.— 726.
Лебедев С. В.— 666, 667, 668, 749.
Леблан Н.— 275.
Левассер — 325.
Левенгук А.— 104, 105.
Леверье У.— 215.
Леви О.— 245.
Левиг К.— 652.
Левин К.— 740.
Левинсон-Лессинг Ф. Ю.— 342.
Левицкий С. Л.— 204.
Левицкий Я. А.— 726.
Левкипп — 58.
Ледебург К. Ф. —270.
Лежнева О. А.— 726.
Лейбниц Г.— 105, 110, 532.
Лейнер — 282, 745.
Лейт В.— 726.
Лемб Д.—508.
Лен Дж.— 174, 738.
Ленард Ф.— 523.
Ленгмюр И.— 522, 597.
Ленин В. И.—5, 6, 8, 13, 16, 17, 117,
118, 162, 163, 179, 180, 229, 236,
238, 239, 242, 243, 303, 312, 339,
345, 347, 358, 368, 448, 449, 462,
544, 707, 708, 709, 717, 722, 724,
726.
Ленуар Э.— 208, 741.
Ленц Э. X.— 221, 222, 527, 726.
Леонард — 287, 398, 399.
Леонардо-да-Винчи — 64, 100, 101, 105,
136, 314.
Леонтович М. А.— 676.
Лесников М.— 726.
Лессепс Ф.— 257.
Летний А. А.— 278, 657, 742.
Лехнер — 285.
Ле Шателье А. Л.—270, 271, 341,
602.
Лешо Г.— 281, 741.
Ли В.— 97.
Ли С—214.
Ливчак И. Н.— 202, 742.
Лилиенталь О.— 316.
Лилли С— 704, 726.
Линде К.— 282, 742.
Лисенко К. М.— 278.
Лисичкин С. М.— 726.
Лобачевский Н. И.— 213, 214, 329.
Логачев А. А.— 607, 751.
Логинов Б. Г.— 610.
Логинов И. Г.— 436.
Лодж О.— 410.
Лодыгин А. Н.— 298, 299, 300, 301,
406, 742.
Лозинский М. Г.— 573.
Лойтер — 282.
Ломоносов М. В.— 5, 64, 89, 105, 108,
109, 110, 138, 219, 224, 227, 728,
734.
Лопатин А.— 169, 741.
Лорен Л.— 747.
Лорен Р.— 467.
Лоренц Г.— 335, 336, 339.
Лосев О. В.—.531, 748.
Лоу X.— 512, 752.
Лоцманов С. Н.— 573.
Лошмидт И.— 225.
Лугинин В. Ф.— 340.
Лудд Дж.— 133.
Лукин — 440.
Лукреций — 219.
Лукьянов П. М.— 726.
Лурье Г.— 726.
Лурье И. М.— 726.
Лурье С. А.— 726.
Луцато Дж.— 726.
Львов М.— 652.
Лыоис Г.—341.
Лэпп Р.— 726.
Любарский В. В.— 600, 737.
Людендорф — 326.
Люлька А. М.— 469.
Люмьер Ж.— 319, 745.
Ляпунов А. М.— 330, 332.
М
Мазинг Е. К.— 415.
Маиевский Н. В.— 206, 332.
Майер Р.— 5, 219, 220.
Майер Ф.—176.
Майкельсон — 339.
Макаров CO.— 250.
Мак-Артур — 272.
Макдональд Д.— 701.
Македонский Александр — 53.
Макки Д.— 441.
Мак-Миллан Э.— 688.
Маковский В. М.—448, 750.
Максвелл Д.— 223, 224, 298, 334,
336.
Максим X. С— 303, 316.
Максимов М. И.— 610, 748.
Мал лет М.— 244, 246, 743, 744.
Мамин Я. В.—433, 745.
Мандельштам Л. И.—502, 749.
Манту П.— 726.
Мануковский Н. Ф.— 440, 441.
Маньковский Г. И.— 616, 752.
Мариотт Э.— 107, 219, 733.
Маркин А.— 724.
Марков А. А. (старший)— 330.
Марковников В. В.— 340.
Маркони Г.— 321, 493, 745.
Маркс К.— 8, 13, 17, 18, 21, 22, 40,
43, 44, 45, 63, 68, 73, 76, 79, 80,
83, 97, 98, 113, 116, 117, 123, 125,
126, 130, 132, 133, 134, 135, 143,
146, 147, 150, 158, 173, 298, 354,
697, 698, 703, 707, 714, 722, 725,
727.
Мартен П.—208, 267, 741.
Мартен Э.— 208, 741.
Мартынов — 95.
Матвеев Г. А.— 726.
Матийко М.— 726.
Машкин Н. А.— 726.
Меджер — 87, 737.
Межлумов Л. А.— 610, 753.
Мейер Ю. Л.— 226.
Мейкль — 178, 735.
Мейман М. Н.— 726.
Мейснер А.— 497, 748.
Меликишвили Г. А.— 726.
Менделеев В. Д.— 325.
761

Менделеев Д. И.— 5, 212, 225, 226, 229,
230, 277, 279, 324, 337, 339, 341,
526, 581, 673, 742.
Мензис — 168, 283, 734.
Мердок У.— 182, 183, 200, 735.
Меркулов И. А.—467, 751.
Меррей — 185, 736.
Мерсени М.— 219.
Мертенсон — 166.
Мерфи — 694.
Местер О.— 320.
Мечников И. И.— 343.
Мещерский И. В.— 333, 472, 745.
Микоян А. И.— 469.
Микулин А. А.— 469.
Милликен Р.— 335.
Милонов Ю. К.— 726.
Миль М. Л.— 466, 753.
Мильке Г.— 726.
Минкеларс Я.— 200, 735.
Мирчин М. Ф.— 611, 752.
Митташ А.— 644.
Михайлов О. А.— 95, 726, 733.
Мичурин И. В.— 343.
Модели Г.— 149, 150, 151, 152, 735,
736.
Можайский А. Ф.— 5, 13, 315, 316,
723, 743.
Мозли Г.— 341.
Молдавская М. А.— 726.
Молдавский Б. Л.— 658.
Молешотт Я.— 230.
Монгольфье Ж.— 315, 735.
Монгольфье Э.— 315, .735.
Монд Л.—599, 745.
Монж Г.— 216, 217.
Монье — 252, 742.
Мор Т.— 64.
Морган Т.— 344.
Морен — 216.
Морзе С— 197, 738.
Морисон В.— 175, 741.
Морлей — 339.
Москвин А. В.— 511, 750.
Мосолов Г. К.— 459.
Мостовенко В. Д.— 726.
Моторины — 93, 734.
Мотт Н.—529.
Мстиславец П.— 74, 732.
Муассан А.— 586, 670.
Мун — 151.
Мусин-Пушкин А. А.— 172, 736.
Мучник В. С— 631.
Мюллер Р.— 663.
Мюрк — 288.
И
Навье Л. М.— 216, 217, 218.
Налетов М. П.— 328.
Наполеон — 186.
Нартов А. К.—95, 148, 149. 723, 724,
733, 734.
Натт Дж.— 665.
Нейбург — 168.
Неймайер М.— 342, 564.
Некрасов Н. Н.— 726.
Неменов Л.— 726.
Непер Дж.— 109, 733.
Неру Дж.— 726.
Несмеянов А. Н.— 660, 726, 753.
Иесмит Дж.— 151, 161, 738.
Несселыптраус Г.— 726.
Нестеров П. П.— 726.
Нидерле Л.— 726.
Никитин В. П.—410, 411.
Николаев И. И.— 726.
Николаенко Е. Г.— 570, 753.
Никольской М. Н.— 468, 748.
Никольсон Дж. — 244, 739.
Никонов Е.— 327.
Никсон — 181, 736.
Нил сон Дж.— 155, 200, 737.
Нипков П. И.—509, 744.
Нобель А.— 167, 206, 324, 741.
Новиков М. М.— 610.
Ньепс де Сен Виктор — 204, 739.
Ньепс Жозеф — 203, 738.
Ныокомен Т.— 137, 138, 140, 141, 154,
189, 733, 734.
Ныоленде Дж.— 226.
Ньютон И.— 64, 103, 110, 217, 338,
339, 454.
О
Оберт Г.— 472, 473.
Обухов П. М.— 160, 740.
Огль Г.— 177, 737.
Огневецкий А.— 726.
Одемар — 659.
Однер В. Т.— 532, 742.
Ознобин Н.— 726.
Окладников А. П.— 726.
Оливье — 314.
Олыпки Л.— 727.
Олышев П. А.— 289.
Ом Г.— 221.
Онлей — 328.
Оньен П.— 157, 735.
Орджоникидзе Г. К.— 564.
Орлов Е. И.— 641, 747.
Осипов Г. В.— 727.
Осмонд Ф.— 270, 271, 602, 744.
Островский А, П.— 609, 751.
Остроградский М. В.— 212.
Остромецкий А. А.— 727.
Осьмова Н. И.— 727.
Отто Н.— 208, 313, 741, 743.
Ощепков П. К.— 507.
П
Павлов А. П.— 342.
Павлов И. П.— 104, 343.
Павлов М. А.— 582, 583, 727.
Пельтье Ж.— 527, 738.
Панпушко С. В.— 325.
Папалекси Н. Д.—408, 502, 749.
Папен Д.— 136, 137, 188, 733.
Парацельс Ф.— 103.
Парри — 262, 740.
Парсонс Ч.—309, 310, 311, 744. 745
Паскаль В.— 107, 532, 733.
Патар Г.— 647, 748.
762

Патон Е. О.—410, 572, 749, 753.
Петтенкофер М.— 226.
Пауль Л.— 122, 123, 124, 126, 733, 734.
Пауссон С. Д.— 212.
Пейдус Ч.— 317.
Пейл Л.— 199, 735.
Пексан — 207, 737.
Перемежко П. И.— 343.
Перси Д.— 270.
Пестарини Дж. М.— 400.
Петр 1—75, 94, 137.
Петренко Т.— 175.
Петров В. В.— 208, 220, 221, 299, 736.
Петров Г. С— 662, 727, 748.
Петров Н. П.— 248, 295, 332, 743.
Петровский Ф. А.— 724.
Петрушевский В. Ф.— 167, 206, 324.
Пиацци Д.— 213.
Пикар — 143.
Пиксии (братья)— 210.
Пильчер — 316.
Пинкерле С— 331.
Пипуныров В. Н.— 727.
Пироцкий Ф. А.— 304, 307, 393, 727, 742.
Питий — 56.
Пифагор — 59.
Планк М.—338.
Платэ А. Ф.— 658.
Платон — 59.
Плахов Л. С— 204.
Плиний — 41, 177.
Покровский Г. И.— 727.
Покровский 10. М.— 727.
Поленов К. П.— 265.
Поликарпов Н. Н.— 467, 751.
Ползунов И. И.—5, 9, 13, 90, 138,
139, 154, 187, 724, 734.
Поло М.— 725.
Поляков И. Л.— 746.
Понселе Ж.— 216, 217.
Попов А. С— 320, 321, 334, 493, 499,
502, 723, 744, 745.
Порта Д.— 203, 732.
Пост В.— 476.
Поул Р.— 320.
Поульсен В.— 494, 746.
Починоти — 210.
Прандтль Л.— 333.
Пристли Дж. (Пристлей)— 108, 734.
Прокопович А. Е.— 727.
Протодьяконов М. М.— 289, 624, 725.
Птоломей — 57, 58, 77.
Пуанкаре А.— 330, 332.
Пуансон С— 218.
Пэкстон Ж.— 253.
Пятов В. С— 270, 727, 741.
Р
Равдоникас В. И.— 727.
Радовский М. И.— 723.
Радунский Л.— 726.
Радциг А. А.— 727.
Райт (братья)— 13, 316, 317, 461.
Раковский В.— 727.
Рансон Р.— 174, 736.
Раскин Н. М.— 727.
Рато О.— 311, 448, 746.
Резерфорд Э.— 337, 338, 672.
Рейс Ф.— 317, 318.
Рейхенбах — 151.
Рело Ф.— 216, 217.
Реньо А. В.— 220.
Рентген В.— 334, 335.
Рессел И.— 191, 737.
Ржонсницкий Б. Н.— 726, 727.
Реутов О.— 727.
Ридель — 470, 750.
Риман В.— 329.
Риман Г.— 213, 214.
Рис Ф.— 331.
Рихман Г. В.— 108, 734.
Риц О.— 328.
Ричардсон О.— 522.
Ройтбуд Л. Н.— 727.
Роберте Р.— 128, 737.
Розе А.— 751, 752.
Розенберг Е.— 399.
Розенберг Л. Д.—507.
Розенфельд С. Я.— 727.
Розинг Б. Л.—509, 510, 724, 727, 747.
Ромашов Б. Н.— 408, 750.
Рот В.— 508.
Роуланд 220.
Рубакин Н.— 727.
Рубинштейн М.— 727.
Рубцов Н. Н.— 727.
Рудницкий Л.— 175.
Рулье К. Ф.—228.
Рыбаков Б. А.— 727.
Рыбкин А. П.— 727.
С
Саблуков А. А.— 170, 171, 728, 738.
Савар Ф.— 221.
Савельев Н. Я.— 724.
Салем Р.— 84, 733.
Сальва Ф.— 194, 735, 736.
Самарин А. М.— 598, 727.
Самарский А.— 320.
Сарт — 168.
Сахаров А.— 675, 753.
Севергин В. М.— 202, 736.
Северцов А. Н.— 343.
Сегре Б.— 479.
Сегре Э.— 688, 727.
Селюгин Н. С— 408, 750.
Семенников В. А.— 272, 741.
Семенов Н. Н.— 671, 715.
Семенов С. А.—727.
Сен-Венан А.—217.
Сент-Клер Девиль А. Э.— 588, 740.
Сергеев В. С— 727.
Сергиенко С. Р.— 727.
Сетклиф — 286.
Сеченов И. М.— 343.
Сигов С. П.— 727.
Сидоров А.— 727.
Сизов А. А.— 444.
Сименс — 210, 743.
Сименс В.— 208, 267, 741.
Сименс Ф.— 208, 267, 741.
Симоновская Л. В.— 727.
Складановский М.—320.
Скорина Г. [Ф.]— 5, 74, 732.
763

Скочинский А. А.— 624, 625.
Славянов Н. Г.—296, 297, 571, 726,
744.
Смит Дж.— 128, 191, 738.
Смит У.— 523, 742.
Смитон Д.— 90, 138, 735.
Соболевский П. Г.— 600, 737.
Собреро А.— 167, 206, 739.
Соколов В. А.— 608.
Соколов Е. А.—727.
Соколов С. Я.— 506, 507, 749.
Соколов Т. Н.— 399.
Сольве Э.— 275.
Соммелье — 167, 740.
Сомов О. И.— 334.
Сорби Г. К.— 270.
Сперри Л.—476, 747.
Сперри Э.—747.
Сталь Г. Э.— 103.
Старосельская-Никитина О. А.— 727.
Стассано Э.—405, 406, 746.
Стеклов Ю. В.— 727.
Стено Н.— 105.
Стечкин Б. С—415, 473, 728, 749.
Стефенсон Дж.— 185, 186. 187, 189,
246, 737.
Стодола А.— 448.
Стоке Дж.— 218.
Столетов А. Г.— 335, 336, 523, 744.
Стоней — 335.
Стопе — 200, 736.
Страбон — 728.
Страссбургер Дж.— 584.
Страссбургер Э.— 343.
Стржалковский Е. Г.— 444.
Строков А. А.— 728.
Струве В. Я.— 215.
Струмилин С. Г.— 728.
Суханова Е. М.— 728.
Сысоев Н. И.— 723.
Сировский И. А.— 725.
Сэвери Т.— 136, 137, 138, 733.
Сюзюмов М. Я.—728.
Т
Тавризев А.— 277.
Тагиев Э. И.— 609, 610, 751, 753.
Тальбот В.— 204, 739.
Тамм И. Е.— 675, 752.
Тамман Г. А.— 341.
Тартальей Н.— 109.
Татаринов М. П.— 728.
Тейлор А.— 502, 748.
Тельный С— 406.
Теннант С— 131, 736.
Теплов — 724.
Тернер — 178, 740.
Терпигорев А. М.— 624, 625, 728.
Тесла Н.— 306, 320, 494, 745.
Тиле — 564.
Тиме И. А.— 289, 295, 367, 728, 743.
Тимирязев К. А.— 5, 202, 343, 742.
Тимофеев П. В.— 512, 523.
Тимченко — 319.
Титов Г.— 14, 353, 490, 755.
Тихомиров В. В.— 728.
Тихомиров М. Н.— 728.
Толей Р.— 281.
Толстов СП.— 728.
Томас С— 268, 269, 743.
Томпсон Р. У.— 418, 739.
Томсон — 296, 741.
Томсон Дж.— 335, 336, 337.
Томсон К.— 218.
Томсон 10.— 340.
Торрей П.— 612.
Торричелли Э.— 106, 109.
Тоунлей Р.— 107.
Тревитик Р. —184,- 185, 736.
Тривальд М.— 138.
Триже — 166, 739.
Тринклер Г. В.— 313, 415, 746.
Триттон — 326.
Трошп Г.— 650.
Трошин А. К.— 728.
Труве Г.— 288.
Трупак Н. Г.— 616, 752.
Туликов М. В.— 204.
Тулль Дж.— 176.
Туполев А. Н.— 455, 462, 463.
Тураев Б. А.— 728.
Тэйлор Э. В.— 728.
Тюменев А. И.— 728.
У
Уайатт Дж.— 122, 123, 124, 126, 733,
734.
Уатт Д.— 5, 9, 13, 140, 141, 142, 143,
146, 151, 154, 155, 175, 182, 189,
200, 217, 727, 734, 735.
Узатис А. И.— 727.
Уиткомб Р.— 457.
Уитни Э.— 128, 735.
Уитстон — 196, 210, 741.
Уиттл Ф.—469, 752.
Улитовский А. В.— 570, 753.
Ульянин В. А.—523, 744.
Уолтон Э.— 673, 750.
Уоринг — 168, 283.
Уорк Дж.—270, 745.
Уорк Л.— 270, 745.
Уотсон-Уатт Р.— 502, 750.
Ф
Фабиаи — 165, 739.
Фаворский А. Е.— 650.
Фаерман Е. М.— 728.
Фал ее Милетский — 58, 59, 107.
Фальковский Н. PL— 728.
Фарадей М.— 5, 172, 210, 222, 223, 224,
298, 402, 738.
Фессенден Р.— 493.
Фаулер — 175, 177, 740.
Федоров Е. С— 330, 342.
Федоров И.— 74, 75, 732.
Федоров М. М.— 624, 726.
Федорова 3. М.— 726.
Федоровский А. С— 728.
Федотьев П. П.—402, 588, 746.
Фейербах Л.— 722.
Фейт — 702.
Фельт — 532.
764

Фергюсон Г.— 434.
Ферма П.— 109.
Ферми Л.— 728.
Ферми Э.— 673, 752.
Феррари Л.— 109.
Феррарис Г.— 305, 306, 744.
Ферро С— 109.
Филиппе — 275.
Филипс Г.— 316.
Фитч — 189.
Фишер Ф.— 650.
Флеминг Дж.—496, 747.
Флеминг В.— 343.
Флуг К. К.—728.
Фонтако — 191.
Фонтень И.— 303, 304, 742.
Форд Г.— 421, 422, 543, 544, 728,
748.
Форест Ли де— 496, 497, 747.
Форрест (братья)— 272.
Фостер Б.— 201, 737.
Фохт — 230.
Фрагмен В.— 602, 748.
Франкленд Э.— 225.
Франклин В.—5, 107, 108, 192, 734.
Франсуа А.— 282.
Фролов П. К.— 182, 736.
Фролов К. Д.— 84, 85, 86, 735.
Фуко Л.— 209, 300, 739.
Фультон Р.— 189, 192, 736.
Фурье Ж.— 212.
Фуст — 74.
X
Хаин В. Е.— 728.
Хайатт Дж.— 661, 742.
Хайс Т.— 126.
Хантер — 599, 747.
Харгривс Дж.— 123, 124, 125, 126, 127,
132 734.
Хвостов М. М.— 728.
Хевисайд О.—498, 746.
Хедли — 185, 736.
Хейнман С— 728.
Хиорт — 210, 740.
Холл Ч.—588, 744.
Хольз (Гулль) Дж.— 189, 734.
Хоррокс — 130, 736.
Хохлов — 277.
Храмой А. В.— 728.
Хренов К. К.—410, 750.
Хрущев Н. С— 358, 445, 605, 606,
709, 716, 723.
Хуссей О.— 178, 741.
Хюльсмайер X.— 747.
Хейлшен — 490.
ц
Цандер Ф. А.— 470, 750.
Цвет М. С— 341.
Цезарь 1С— 40.
Цейтлин Е. А.— 728.
Цеппелин Ф.— 315.
Циклинский Н. Н.— 494.
Циолковский К. Э.— 5, 315, 333, 467,
470, 472, 476, 480, 489, 746.
Ч
Чайлд Г.— 728.
Чай-Лунь — 73, 732.
Чаплыгин С. А.— 333, 454, 455, 746.
Чебышев П. Л.— 216, 217 330, 532.
Чедвик Дж.— 672, 750.
Чемпей (братья)— 185, 736.
Чергем У.— 201, 737.
Черепанов Е. А.— 144, 145, 187, 188,
724, 738.
Черепанов М. Е.— 144, 145, 187, 188,
724, 738.
Чернов Д. К.— 270, 271, 602, 743.
Чернышев А. А.— 509, 512, 753.
Чиколев В. Н.— 209, 300, 742.
Чистяков И. Д.— 343.
Чихачев П. А.— 616, 751.
Чихачев С. А.— 723.
Чкалов В. П.—463.
Чохов А.— 94, 732.
Чудаков Е. А.— 728.
Ш
Шадрон — 166, 739.
Шамшур В. И.— 728.
Шапп К.— 194, 735.
Шардоне Г.— 659, 739, 744.
Шарль — 315.
Шателен М. А.— 728.
Шванн Т.— 228.
Шварц Д.— 315, 745.
Шваршильд К.— 332.
Шевяков Л. Д.— 624.
Шееле К. В.— 272.
Шелест А. Н.— 415.
Шень-Го — 73.
Шенбейн X.- 167, 206, 739.
Шепард А.— 491.
Шиллинг П. Л.— 167, 195, 196, 736,
737, 738.
Шилов А. Н.—341.
Шиловский К.— 505, 748.
Шлак П.— 660.
Шлейден М.—228.
Шмаков П. В.—512, 515, 728.
Шмидт В.— 246, 746.
Шмидт — 281, 748.
Шмидт К.— 702.
Шмидт Р.— 728.
Шнейберг Я. А.— 723.
Шокли У.—530.
Шолпо Н. А.— 728.
Шолс К.— 202, 741.
Шотки В.—522, 529.
Шпаковский А. И.— 209, 300, 723„
740.
Шрамм — 168.
Шрапнель — 205, 736.
Штейнберг С—406.
Штернфельд А.— 728.
Штрасман Ф.— 673, 751.
Шувалов П. И.— 95.
Шулейкин М. В.—494.
Шульце — 203, 733.
Шуман Э. П.— 176, 740.
Шумилов П. П.— 609, 751.
765

Шухардин СВ.— 728, 729.
Шухов В. Г.— 254, 278, 653, 655, 725,
745.
щ
Щепотьев К. Н.— 616.
Э
Эванс — 182, 735.
Эвклид — 41, 58, 59, 77, 213. 214.
Эджуорт Р. Л.— 181.
Эдисон Т. А.—5, 288, 298, 300, 301,
302, 303, 304, 318, 319, 496, 522, 743.
Эдлунд — 220.
Эйлер Л.— 110, 217, 218.
Эйнгаузен — 164, 738.
Эйнштейн А.— 338, 339, 523, 747.
Эйфель А. Г.—253, 744.
Эльснер Л.— 172.
Эльстер 1С— 496, 523.
Эльтеков А.— 652.
Эмпедокл — 219.
Энгельс Ф.— 18, 21, 22, 28, 41, 43, 44,
45, 64, 68, 76, 79, 97, 100, 101, 109,
132, 144, 158, 188, 211, 215, 224,
227, 228, 230, 235, 242, 259, 260,
285, 298, 305, 339, 722.
Эпикур — 219.
Эпинус Ф.— 109, 734.
Эратосфен — 59.
Эринсон — 192.
Эрр Ф. Ж.— 729.
Эрстед Г. X.—221, 222, 587, 737.
Эру П.—405, 406, 588, 744, 746.
Эсно-Пельтри Р.— 473.
Эфрос Б. В.— 725.
Ю
Юз Д.— 197, 318, 740.
Юнг Н.—502, 748.
Юнкере Г.—414, 455, 748, 750.
Юри — 694.
Я
Яблочков П. Н.— 298, 300, 301, 302,
304, 723, 743.
Языков — 178, 739.
Якоби Б. С— 196, 197, 198, 210, 221,
393, 402, 738, 739.
Яковкин В.— 724.
Яковлев А. С— 466, 469.
Яковлев В. Б.— 729.
Ямс X.—512, 751.
Янг Дж.— 540.
Янсен И.— 216.
Яроцкий А. В.— 729.

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
Вступление
Что такое техника?
Естественнонаучные и общественные основы техники
Объективные законы и цели человека, развивающего технику
Роль личности и отдельных народов в развитии техники
Роль техники в современном обществе
Определение предмета истории техники
Диалектический материализм и техника
Методологические основы истории техники
ЧАСТЬ I
ТЕХНИКА ДОКАПИТАЛИСТИЧЕСКИХ СПОСОБОВ
ПРОИЗВОДСТВА
Глава I. Техника первобытнообщинного способа производства.
(Возникновение и распространение простых орудий труда.)
Появление простых орудий труда
Открытие огня и способы его добывания
Накопление простых орудий труда
Изобретение лука и стрел
Появление сложных орудий труда
Первое применение металла
Возникновение земледелия
Глава П. Техника рабовладельческого способа производства. (Развитие
и распространение сложных орудий труда.)
Орудия труда из бронзы
Выплавка железа — одно из крупнейших достижений человечества ....
Земледелие и оросительные сооружения
Обособление ремесла от земледелия
Строительная техника
Горное дело
Развитие военной техники
Улучшение способов передвижения
Возникновение отдельных отраслей естествознания в связи с потребностями
производства
Глава III. Техника в период зарождения и зрелости феодального способа
производства. (Распространение сложных орудий труда, приводимых в
действие человеком.)
Техника земледелия
Развитие ремесла
Выплавка металла
Горное дело
Крупнейшие изобретения: порох, бумага, книгопечатание, очки, компас
Состояние естествознания
767
5
7
8
10
12
13
14
17
21
26
28
30
32
34
36
37
39
41
43
44
46
48
51
53
55
57
62
64
65
68
71
72
76

Г л а в а IV. Техника в период упадка феодализма и зарождения
капиталистических отношений. (Мануфактура. Возникновение предпосылок для создания
машинной техники.) 79
Мануфактура, дифференциация и усовершенствование рабочих инструментов 82
Водяное колесо — основной двигатель мануфактурного периода 84
Развитие горной техники 87
Изменения в технике металлургии 90
Изменение в военной технике в связи с применением огнестрельного
оружия 93
Техника текстильного производства 95
Часы и мельница как основа для создания машин. Первые машины и
изобретательство 97
Состояние естествознания 100
ЧАСТЬ II
ТЕХНИКА В ПЕРИОД ПОБЕДЫ И УТВЕРЖДЕНИЯ КАПИТАЛИЗМА.
КОНЕЦ XVIII—70-е годы XIX в.
(Распространение рабочих машин на базе парового двигателя)
Г л а в а V. Промьппленная революция XVIII—XIX вв. п
общественно-экономические условия развития техники с конца XVIII в. по 70-е годы XIX в. . . НЗ^
К. Маркс о машинах и машинной индустрии —
Историческая последовательность возникновения машинного капитализма 115
Глава VI. Первые рабочие машины в текстильном производстве 120
Экономические предпосылки изобретения первых рабочих машин в
английской текстильной промышленности —
Первые рабочие машины 122
Переход к механическому ткачеству как результат революционизирующего
влияния рабочих прядильных машин 130
Создание фабричной системы. Борьба рабочих против машин 131
Г л а в а VII. Создание универсального теплового двигателя • . . 135
Технико-экономические предпосылки изобретения универсального
теплового двигателя —
Пароатмосферные машины как последняя ступень перехода к
универсальному тепловому двигателю 136
Первый тепловой двигатель универсального назначения И. И. Ползунова 138
Изобретение практически пригодного универсального теплового двигателя.
Работы Джемса Уатта > 140
Революционизирующее влияние парового двигателя двойного действия
на развитие техники 143
Г л а в а VIII. Создание рабочих машин в машиностроении 140
Противоречие между ручной техникой изготовления машин и
потребностью производства в машинах —
Изобретение Генри Модели первой рабочей машины в машиностроении 149
Глава IX. Развитие техники металлургии 153
Изменения в доменном производстве —
Развитие способов передела чугуна в железо 156
Развитие техники получения стали 158
Завершение технического перевооружения металлургии в первой
половине XIX в 160
Глава X. Развитие техники горного дела 162
Новые требования, предъявляемые к горному делу —
Технические усовершенствования в области разведки полезных
ископаемых 164
Усовершенствование техники проходки и крепления горных выработок.
Совершенствование систем разработки месторождений полезных
ископаемых 166
Механизация подземного транспорта, подъема и водоотлива 169
Усовершенствование вентиляции и освещения горных выработок 171
Новые методы обогащения полезных ископаемых —
8

Глава XI. Развитие техники земледелия 173
Влияние крупной машинной индустрии на технику сельского хозяйства —
Механизация обработки земли. Эволюция плуга 174
Механизация процесса сева 176
Механизация процесса уборки зерновых. Жатвенные машины 177
Применение машин для молотьбы 178
Глава XII. Развитие техники транспорта 180
Противоречие между развитием машинной индустрии и старыми средствами
транспорта —
Возникновение чугунно-конных дорог 181
Изобретение паровоза. Развитие железнодорожного транспорта 182
Возникновение и развитие парового водного транспорта 188
Глава XIII. Изменения в технике связи 194
Глава XIV. Новое в области светотехники. Прогресс в полиграфии. Создание
фотографии 199
Новые методы получения огня и изменение способов освещения —
Технический прогресс в полиграфии 200
Создание фотографии 202
Глава XV. Изобретения в области военной техники 205
Глава XVI. Изобретения и открытия, ставшие основой технического
прогресса в последующий период развития техники 208
Глава XVII. Состояние естествознания (Период эволюционных идеи в
естествознании.) : 211
Математика 212
Астрономия 214
Механика 216
Термодинамика 218
Электричество, магнетизм 220
Химия 224
Геология 227
Биология 228
ЧАСТЬ III
ТЕХНИКА В ПЕРИОД
МОНОПОЛИСТИЧЕСКОГО КАПИТАЛИЗМА
70-е годы XIX века—1917 г.
(Развитие системы машин на базе электропривода)
Глав а XVIII. Общественно-экономические условия развития техники в период
монополистического капитализма . . 235
Основные особенности и направления развития техники 240
Глав aXIX. Требования, предъявляемые транспортом, строительством и
военным делом к машинной индустрии 242
Развитие транспорта —
Железнодорожный транспорт 243
Водный транспорт 249
Строительное дело 251
Применение новых материалов —
Изменение конструктивных форм зданий 253
Развитие техники транспортного строительства 254
Механизация строительных работ 259
Военное дело —
Глава XX. Развитие металлургии 261
Усовершенствование доменного производства —
Изобретение бессемеровского способа получения стали 263
Разработка мартеновского способа получения стали 266
Создание томассовского способа получения стали 268
769

Новая техника проката 269
Возникновение науки о строении металлов 270
Развитие цветной металлургии 271
Общее состояние металлургии в конце XIX и начале ХХв 273
Г л ав а XXI. Развитие химической технологии 274
Усовершенствование производства серной кислоты —
Новые методы производства соды 275
Создание нефтеперерабатывающей промышленности —
Проникновение химии в главнейшие отрасли техники 278
Глава XXII. Развитие техники горного дела 280
Состояние горного дела —
Развитие техники разведки полезных ископаемых —
Изменение техники проходки горных выработок 282
Механизация процессов разрушения горных пород 283
Технический прогресс в механическом комплексе горных предприятий . . . 285
Глава XXIII. Развитие техники машиностроения 290
Особенности развития машиностроения —
Развитие станкостроения 291
Внедрение электропривода в машиностроение 293
Развитие науки о металлообработке 295
Изобретение электрической сварки металлов 296
Г лав а XXIV. Технический прогресс в энергетике и электротехнике 298
Особенности развития энергетики —
Создание электрического освещения 299
Развитие генераторов и электродвигателей 302
Разрешение проблемы передачи электроэнергии на расстояние 303
Технический прогресс в теплоэнергетике 308
Глава XXV. Зарождение новых отраслей техники 313
Изобретение двигателя внутреннего сгорания. Создание самолета .... —
Изобретение телефона, фонографа, кинематографа 317
Изобретение радио 320
Глава XXVI. Развитие военной техники 322
Артиллерийское и пехотное вооружение —
Взрывчатые вещества 324
Новые типы боевых машин 325
Военное судостроение 327
Глава XXVII. Состояние естествознании 329
Математика —
Астрономия 331
Механика 332
Физика 334
Химия 339
Геология 341
Биология 342
А С Т Ь IV
ТЕХНИКА ПОСЛЕ ВЕЛИКОЙ ОКТЯБРЬСКОЙ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ
(Переход к автоматической системе машин)
Г л а в а XXVIII. Социально-экономические условия развития техники после
Великой Октябрьской социалистической революции 351
ГлаваХХ1Х. Развитие техники генерирования и использования электроэнергии 358
Рост применения электричества —
Повышение экономичности электростанций 361
Развитие основного машинного оборудования электростанций 371
Электрические сети и системы 381
770

Электрическая тяга 392
Совершенствование электропривода и внедрение электроэнергии в
технологические процессы производства 397
ГлаваХХХ. Применение двигателей внутреннего сгорания в автотранспорте,
авиации, новейших ракетах 413
Значение и краткая характеристика двигателей внутреннего сгорания . .
Развитие автомобильной и некоторых других областей техники на базе
двигателей внутреннего сгорания 415
Газовые турбины и их применение 448
Развитие авиационной техники 453
Реактивные двигатели 467
Создание новейших ракет, беспилотной авиации и искусственных
спутников Земли 471
Г л а в а XXXI. Развитие радиотехники и электроники 492
Краткая характеристика развития различных областей радиотехники и
электроники —
Основные этапы развития радиотехники 493
Радиолокация. Ультразвук и его применение 501
Развитие телевидения 508
Некоторые черты развития и использования средств электроники 522
Электронные вычислительные машины 532
Глава XXXII. Развитие техники производства машин 542
Массовое поточное производство — характерная черта машиностроения
в XX в —
Развитие металлорежущих станков в условиях массового поточного
производства 545
Переход к автоматическим станочным линиям 552
Прогресс кузнечно-штамповочного производства 560
Повышение роли литейного производства 566
Усовершенствование электросварки и других методов технологии
машиностроения 571
Глава XXXIII. Развитие новой техники производства промьипленных
материалов 575
Техника металлургии —
Основные черты развития черной металлургии —
Металлургия легких металлов 586
Металлургия редких металлов 590
Металлотермия. Пирометаллургические вакуумные процессы 595
Получение чистых металлов путем использования термической диссоциации
(разложения) их летучих соединений 598
Порошковая металлургия 600
Развитие металловедения 601
Техника горного дела 604
Особенности развития горного дела —
Изменения в технике ведения геологоразведочных работ и бурения . . . 606
Интенсификация процессов нефтедобычи 610
Развитие техники добычи газа 612
Изменения в добыче полезных ископаемых подземным способом.
Механизация и автоматизация трудоемких процессов 614
Развитие открытых работ 625
Новые прогрессивные методы добычи полезных ископаемых 631
Развитие методов обогащения полезных ископаемых 634
Химическая технология 636
Требование новой техники к продукции химического производства и
тяжелый органический синтез —
Некоторые характерные черты развития современной химической технологии 639
Синтез аммиака 644
Синтез метанола. Катализ 647
Синтез жидкого топлива и методы улучшения его свойств 649
Крекинг нефти. Ароматизация нефти 653
Синтетическое и искусственное волокно. Пластмассы. Синтетический
каучук 658
Химия ацетилена 670
771

Глава XXXIV. Развитие ядерной техники 672
Общие сведения. Из истории развития современной ядерной физики.
Атомная и водородная бомбы. Термоядерная реакция —
Использование атомной энергии в мирных целях и создание атомных
электростанций 677
Ускорители заряженных (атомных) частиц 686
Радиоактивные изотопы и их применение 689
Новые материалы для ядерной техники 692
Глава XXXV. Социальные последствия развития техники при
капитализме и социализме. Создание материально-технической базы коммунизма 696
Социальные последствия развития техники при капитализме .... —
Социальные последствия развития техники при социализме. Создание
материально-технической базы коммунизма 705
Заключение 719
Библиография 722
Хронологический указатель 731
«Именной указатель 756
ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ. [Отв. ред. канд. экон. наук Ю. К. Милонов.]
М., Соцэкгиз, 1962.
772 с. [Акад. наук СССР. Ин-т истории естествознания
и техники].
Перед загл. авт.: А. А. Зворыкин, 11. И. Осьмова, В. И. Чернышев,
С. В. Шухардин.
6 (09)
Редактор О, Баковецкий
Младший редактор М. Стрепетова
Оформление художника Б. Шварца
Технический редактор Р. Москвина
Корректоры С. Новицкая, А, Фомина, С. Киселева и 3. Лобова
Сдано в набор 15 июня 1961 г. Подписано в печать 17 апреля 1962 Гг. Формат бумаги
70x1081/16. Бумажных листов 24,125. Печатных листов 66,11. Учетно-издательских листов 64,27.
Тираж 30 000 экз. А03264. Цена 2 р. 80 к.
Издательство социально-экономической литературы. Москва, В-71, Ленинский проспект, 15.
Московская типография № 5 Мосгорсовнархоза. Москва, Трехпрудный пер., 9. Заказ 1118.
772