Текст
                    В. И. ЛЕБЕДЕВ
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ
ТЕХНИКА
В ПР ошло м
КНИГА ПЕРВАЯ
С 155 РИСУНКАМИ
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ
ПЕРЕРАБОТАННОЕ
И ДОПОЛНЕННОЕ
КООПЕРАТИВНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО сВ Р Е М Я»
ЛЕНИНГРАД


Рисунок на переплете Ю. Д. Скалдина Рисунки в тексте Е. Д. Белуги, Г. В. Вест- флллена и Ю. Д. Скалдина 19 3 3 Scan AAW
ГЛАВА ПЕРВАЯ В ПОМОЩЬ ИЗОБРЕТАТЕЛЮ ЧЕЛОВЕК КАК МАШИНА ИЛИ ФАБРИКА Декарт, великий мыслитель XVII века, рассматривал человеческое тело как машину. Современный ученый был бы более склонен назвать наш организм скорей фабрикой, чем только машиной. Человек—„завод", который имеет свою особую „технику". В этом заводе имеются разделение труда — различные органы исполняют вполне определенную функцию — и своя система управления при помощи нервов. Эти нервы, соединяющие различные органы тела с мозгом, напоминают собой телефонную сеть большой фабрики. Один из главных органов человеческого тела — сердце. Сердце — машина весом 300 г. Его мощность — около 7з75 ЛОШ. СИЛЫ. Это самый продуктивный двигатель в мире. Сердце делает 100000 биений в сутки, почти 40000000 биений в год. Нормально эта живая машина работает 70—80 лет без перерывов. При каждом ударе сердце-машина совершает работу, достаточную для подъема 400 г на высоту одного метра. С каждым ударом сердце прогоняет из вен !/ю литра крови в правое предсердие, оттуда в правый желудочек и затем, через легочную артерию, к легким, где кровь очищается с помощью вдыхаемого нами кислорода. Из легких обновленная кровь через легочную вену прогоняется в левое предсердие, затем в левый желудочек 3
и оттуда в большую аорту. Благодаря этой машине- сердцу кровь питает все органы, кожу, нервы... В течение одной минуты сердце перекачивает 7 литров крови (около 30 стаканов); в сутки это составит больше 5000 литров, а за год жизни—4 000 000 литров, т. е. восемь тысяч сорокаведерных бочек! И эта машина, созданная природой, работающая без ремонта десятки лет, весит всего 300 г. Такой машине позавидует любая фабрика. Не потому ли многие изобретатели старались подражать природе? Что наши руки—замечательные рычаги, знал еще Борелли, ученик Галилея, современник Декарта. Рисунок, который вы видите здесь, взят из замечательного сочинения Борелли— „О движении животных". Этот ученый показал, что сила, действующая в мышце, приложена к меньшему плечу рычага и потов, то мышцы руки произво- ОЛл« тому значительно превосходит дят совместно тягу в 2000 фун- J г тов\ (Из сочинения Борел- ГРУ3> действующий на конец ли, 1685 г.) пальца (точка „5" нашего рисунка). По вычислению Борелли, если держать руку горизонтально и подвесить к пальцам 10 фунтов, то все мышцы руки вместе производят тягу в 2000 фунтов. Какою же огромною крепостью должен обладать тот материал, из которого сделана мышца! Современная наука выяснила, кроме того, что мышцы обладают огромной эластичностью. Здесь есть чему поучиться технику. Французский ученый Марэй показал 4 Рис. 1. „ Когда протянутая рука держит на пальце 10 фун-
на опыте, что при перевозке тяжестей получается 26% экономии усилия, если лошадь, запряженная в экипаж, тянет его при помощи эластических тяжей. Как видим, природа недаром создала эластические мышцы: в целях экономии силы человека. Не менее интересна особенность костей у человека и животных. Надо заметить, что только со времени Галилея (XVII век) начали изучать то, что теперь называют сопротивлением материалов. В настоящее время установлено, что сопротивление сгибанию одинаково как для сплошного стержня, так и для полого, имеющего достаточной толщины стенку. Кости наших рук и ног внутри пусты. По типу наших костей строят теперь рамы велосипедов: пустые металлические трубки велосипеда дают, при своей легкости, весьма большую прочность. Как видим, за сотни тысячелетий естественного подбора животное царство выработало тип рычага, который одобряет современная техника. Физиологи установили, чт^ для раздробления кости нужно употребить давление около 3 тонн! Посмотрите рисунок, где приведены в связь техника природы и техника, созданная человеком. На рисунке даны—разрез бедренной кости, вычерчены линии давлений, т. е. кривые, вдоль которых передается усилие, и, наконец, показана схема действующих усилий в стрелке подъемного крана. Приведу еще пример из области того, как работает фабрика-организм. Он относится к органам наших чувств. Наиболее совершенным является орган зрения—глаз. По строению глаз напоминает собой фотографический аппарат, который стал орудием исследования лишь в средине XIX столетия. Вы, наверное, знаете, что матовое стекло фотографического аппарата и чувствительная фотографическая пластинка, устанавливаемая на его место по наведении аппарата на фокус, пред- 5
ставляет подражание чувствительной сетчатой оболочке глаза. В последнее время физиологи идут еще дальше в сравнении процесса зрения с фотографированием. Высказывается предположение, что на сетчатой оболочке получается такое же химическое видоизменение ее поверхностного слоя, как в пленке чувствительного слоя Рис. 2. Бедренная кость (налево) с вычерченными линиями давлений и стрелка подъемного крана (направо) с схемой действующих усилий. фотографической пластинки, а роль так называемой пурпурной жидкости глаза—роль проявителя и фиксажа, вызывающих изображения на пластинке. ЧТО МОЖЕТ ПОЧЕРПНУТЬ ИЗОБРЕТАТЕЛЬ, НАБЛЮДАЯ ПРИРОДУ Посмотрим теперь, какова „техника" в других уголках природы. Припомните форму дирижабля. Форма аэростата была математически обоснована впервые Жиффаром примерно лет 75 тому назад. Его 6
дирижабль представлял собой „тело вращения" дуги вокруг своей хорды, т. е. имел форму „чижа", в который играют дети. В наше время конструкторы отказались от Рис. 3. Форма дирижабля 75 лет назад (управляемый аэростат Жиффара). такой формы дирижабля. Современный „цеппелин" походит скорей на рыбу. Нужно ли упоминать, что современные быстроходные аэропланы похожи на птицу? Между тедо первый летательный аппарат Райта (1903 г.) походил скорее на ящичный змей, чем на птицу. И только через двадцать лет летательный аппарат принял ту форму, которую выработала природа. 7
Не покидая мира птиц, приведу еще пример, показывающий удивительную технику природы. Посмотрите, как устроены ноги многих птиц. Природа снабдила птиц Рис. 4. Рыба и цеппелин. особым механизмом: как только птица садится на ветку и поджимает ноги, мускул-тяж тянет когти, и они авто- Рис 5. Аппарат Райта в полете напоминает большой змей. матически обхватывают ветку. Вот тоже механизм, достойный подражания! Мы живем в век электрификации. Интересно знать, мог ли бы электротехник почерпнуть свои знания из 8
самой природы? Физиологи отвечают на этот вопрос утвердительно. В морях водятся рыбы, вооруженные органами, производящими электрический разряд. К таким рыбам принадлежит, например, электрический скат („торпедо мар- мората"), электрический угорь („гимнотус электрикус"). [р~ \\ Ь-=^^- . = _ 1 zr=^r ^=- -=— г-И^Э II— * ¦"— _з — =Е^^ ^Щ ILr^^-i—-^г^.^-^т^г^^—^,— -^-4*^=^^^ — ^1г -— ""-^•"~^—-— /<Ггу^*к '-—^Щ^^\ i Щ9Ш^Ж WF^** *«i*^^L iELJ Цч&^?ШНт~ =11$ШШШ§ _ —^—~*Щ&^-~ ==-_д^=^ ~~ —11РЙ| — —=1 А ~— j /у II щаяЯу- \\ OpJBffSSfff^^^ | - =Г=Щ L. ^EJ^-~~]| s*fes===^^,,- || ^уУ— ~; ^^rii^rjj = =- " J] ill^^^^rij Рис. 6. Аэроплан 1924 г. похож на птицу. Долгое время думали, что эти рыбы выпускают особый яд. Действие этого „яда" настолько значительно, что, например, ученый Гумбольт чувствовал полученный им удар от угря целые сутки: болели суставы. Другой есте ствоиспытатель, Капплер, после удара угря упал в воду и в течение двух минут ощущал паралич ног. Не даром жители южной Америки, где водится ^^С^*^-^ г{ электрический угорь, r*^ vs*. называют его „арима", Рис. 7. Механизм птичьей ноги: когда ЧТО на их языке значит птица садится на ветку, поджимая ноги, „лишающий движения". паль5ы автоматически обхватывают i~i А ветку. Современные физио- логи изучали устройство и работу электрического органа 9
угря. Оказалось, что он представляет собой как бы батарею из 8000 элементов, и, по измерениям Дюбуа Раймонда, напряжение его доходит до 300 вольт. Такое напряжение почти в три раза больше напряжения тока, который питает наши электрические лампы. Я мог бы привести много примеров из мира растений и животных, показывающих, насколько высока техника, созданная самой природой на протяжении тысячелетий. Для изобретателя, не только для ученого, природа является замечательной книгой, из которой он может черпать идеи, полезные для использования сил природы. ДВА ПРИМЕРА ИЗ ИСТОРИИ Великий инженер, естествоиспытатель и гениальный художник XV века Леонардо да-Винчи в своих изобретениях старался подражать природе. Чтобы построить летательный аппарат, он наблюдал за полетом птиц. Леонардо написал замечательную книгу „О летании птиц", оказывающуюся полезной для конструкторов аэропланов еще и в наши дни. Стараясь подражать природе, изобретатель не всегда, однако, сразу находит в ней ответ. Таких примеров можно было бы указать из истории техники очень много. Изобретатели первого парового экипажа были уверены, что паровоз, стоящий на гладких колесах, не будет двигаться,—нужна „зацепка" для этого. Первые строи- 10 Рис. 8. „Паровоз-пешеход" Брунтона 1813 г.
тели железной дороги снабдили поэтому паровоз зубчатыми колесами, а рельсы—зубчатой рейкой. Нъ англичанин Брунтон решил выйти из этого затруднения иначе, чтобы заставить двигаться паровоз, он снабдил его искусственными ногами. Он следовал природе, но неудачно. Надо было очень много рычагов, чтобы при движении поршня вперед и назад заставить передвигаться искусственные ноги, которые подталкивали бы паровоз. Вот поучительный пример того, что сам по себе верный принцип „подражай природе" может иной раз привести изобретателя и к ложному направлению в его работе. КАК ИЗРБРЕТАЛ ЭДИСОН Недавно умер один из величайших изобретателей нашего века Томас Эдисон. Он прожил 84 года (род. в 1847 г., умер в 1931 г.). О том, что изобрел Эдисон, писалось много. Но многие ли знают, как он изобрел? Даже< беглый перечень всех работ этого изобретателя потребовал бы солидного тома. На одну только систему электрического освещения со всеми ее деталями взято Эдисоном более 1000 привилегий! А ведь электрическое освещение—только часть того, что сделано этим изобретателем. 11 Рис. 9. Томас Эдисон (1847—1931).
С именем Эдисона связаны почти все важнейшие изобретения конца XIX и начала XX века. Проследим бегло в хронологическом порядке, какие изобретения были сделаны этим великим американцем. 1. В 1868 т., когда Эдисону было всего 21 г., он взял патент на механический счетчик голосов. В 1870 г. Рис. 10. Первый американский электрический трамвай системы Эдисона. была открыта даже специальная мастерская-фабрика для изготовления приборов в Нью-Арке. Это было первое патентное изобретение Эдисона. 2. В 1872 г. Эдисон изобретает и совершенствует „дуплексную" телеграфию, т. е. открывает способ по одному проводу одновременно передавать две телеграммы. Впоследствии Эдисону удается добиться одновременной передачи по одному проводу 4 и даже 8 телеграмм. 3. В 1877 г. Эдисон изобретает фонограф—прибор, записывающий и воспроизводящий человеческую речь и музыку. Это одно из замечательных изобретений нашего века. Над усовершенствованием фонографа Эдисон упорно работал всю жизнь. 12
4. В 1878 г. (15 июня) Эдисон берет патент на „угольный телефон", позволивший увеличить радиус действия этого аппарата. 5. В 1879 году впервые засветилась „эдисонрвская электрическая лампочка". Правда, это изобретение является только развитием идеи А, Н. Лодыгина. С лодыгинской лампочкой Эдисон Рис. 11. Коллекция фонографов Эдисона, хранящаяся в его музее. Особенно интересны: 1 и 6—кукла, говорящая с помощью фонографа познакомился через некоего Хотинского. И все же вышло так, что всюду засветились именно американские лампочки. Причина—хорошо разработанная эдисоновская система освещения: удобная проводка, патроны, предохранители и пр. Все приспособления к освещению: патрон, способ включения лампочек, предохранитель („пробка") и пр.—это изобретено Эдисоном. Он первый осуществил центральную электрическую станцию и построил динамо-машину особой конструкции для своего освещения. Впервые такая машина заработала на пароходе „Колумбия". Здесь в 1880 г. была пущена первая центральная установка электрического освещения с лампочками накаливания. 13
6. Аккумулятор, над которым Эдисон работал много лет, изобретен в 1903 г. Сейчас этот источник тока получает все большее распространение. Эдисон J? с**я/^? •&**\*sf*<4 &4J*~b%* О Oil Y Q'O if X 6 7 »* ¦^l-^4> •У *И J*/ 4 COV>S,>. 0-^TUU* v^AA-J\ Рис. 12. Автограф Эдисона: первый заказ на изготовление 350 ламп накаливания для парохода * Колумбия". Заказ помечен 20 сентября 1880 г. поставил своей задачей получить такой источник тока, который имел бы малый вес при большом количестве энергии. Он стремился создать как бы конкурента углю: то, над чем работал и лаш изобретатель „электрической свечи а— П. Н. Яблочков. Эдисону удалось отчасти разрешить ту задачу, которую он себе ставил. Какими еще изобретениями прославился Эдисон? 7. Эдисон очень много работалв области строительной техники. Он изобретаетв1903г. машину для порт- ланда-цемента, а в 1907 г. открывает новый дешевый способ постройки домов, при котором дом не строится, а отливается при помощи форм. Получается очень простой „дом-монолит". Отлить его можно в 2—3 дня, 14
8. Наш век часто называется „веком радио". И в этой молодой отрасли техники Эдисоном сделано много открытий. Еще когда никто не думал о радиопередаче, у Эдисона был уже взят патент (1885 г.) на беспроволочную передачу сигналов. Любопытно, что Маркони, при основании „Общества беспроволочного телеграфа", должен был купить этот патент у Эдисона. 9. Работа катодной лампочки, так хорошо знакомой нашим радиолюбителям, основана на явлении, открытом также Эдисоном (в 1885 10. Эдисону Щ??ШёШШ первому удалось Рис. 13. Дом-монолит Эдисона, осуществить говорящий кинематограф—соединением кинематографа с фонографом (1912 г.). 11. В Америке первые трамваи были системы Эдисона. И т. д., и т. д. Было бы, однако, ошибкой думать, что все изобретения этого великого человека достались ему легко, что Эдисон — только человек с большой фантазией и что в этом причина успеха и его изобретений. На самом деле успех Эдисона основан на других качествах его характера. Прежде всего он настойчив в работе. Работая, например, над лампочкой накаливания, Эдисон предпринимает ряд опытов, которым отдает по 15—20 часов в сутки. Необходимость изучить десятки томов, чтобы найти ответ на нужный вопрос, не 15
останавливает Эдисона. Когда в процессе работы Эдисон пришел к исследованию угольной нити для накала, он изучает десятки тысяч видов древесины для изготовления нити. Наилучшей нитью оказалась нить из древесины бамбука. Но имеется до 120Э видов этого дерева. Какой взять? Надо испробовать все без исключения! Эдисон командирует агентов во все части света и, после долголетних опытов и исследований, убеждается, что лучшие результаты дает именно японский бамбук. Такова былана- стойчивость этого человека в работе, настойчивость, не Рис. 14. Форма для дома Эдисона, со- знавшая границ, ставляемая из отдельных частей. Умение довести работу до конца — одна из характерных черт Эдисона. В этом он напоминал знаменитого Фарадея, который на вопрос, чему он обязан успехам в своих работах, ответил: „Тем, что я, начиная, довожу дело до конца". Не менее яркий пример дает работа Эдисона над фонографом и граммофоном. Об этих работах он рассказывал следующее: „В продолжение семи месяцев по 18—20 часов в день я работал над одним только словом, которое „не умел" сказать мой аппарат. Я говорил в фонограф „спешиал", „спешиал"... (английское слово, которое означает—„особенный"). А мой аппарат отвечал „пешиа", „пешиа", 16
и я не мог его заставить говорить другое. Было от чего сойти с ума! „Но я достиг того, что если даже произнести тысячу слов со скоростью 150 слов в минуту, прибор повторит их. Вы поймете всю трудность работы, если я скажу, что следы, оставляемые на цилиндре от слова »спе* шиал"—в 1000 000 долю дюйма глубины * и совершенно невидимы, даже в микроскоп. Отсюда вам ясно, как я работаю. „Легко изобрести удивительные вещи, трудно усовершенствовать их настолько, чтобы придать им практическую ценность. Вот над чем я работаю главным образом". Такая же настойчивость наблюдалась у Эдисона и в методах проведения им своих изобретений в жизнь: в умении заинтересовать общество и промышленные круги своим изобретением. Приведу один пример. С изобретением способа записывать и воспроизводить речь, с фонографом, Эдисон познакомил публику следующим образом. Это было в 1879 г. В редакцию крупной газеты явился молодой человек, который попросил аудиенции у редактора. Войдя в приемную, он молча пустил в ход свой аппарат, который довольно громко спел куплеты очень ходовой в то время американской песенки и затем сказал: „Здравствуйте, господин редактор, как вам нравится фонограф—новое изобретение Эдисона?" На этой первой демонстрации фонографа перебывала вся редакция, и на следующий день в газете был помещен огромный фельетон о новом замечательном изобретении и его авторе—Эдисоне. Имя изобретателя сразу стало широко известным. Другая черта изобретательской работы Эдисона—может быть самая существенная—уменье организовать ра- 1 Меньше 0,00003 мм. 17
боту. Хороший организатор в нем чувствуется на протяжении всей его жизни. Двенадцати лет мы видим Эдисона торгующим газетами на поезде. Но даже в такой обстановке мальчик-Эдисон нашел средство учиться и делать опыты. На гроши, остающиеся после отсылки денег родителям, он организует в поезде лабораторию, изучает химию. Пятнадцати лет он издает железнодорожную газету. Сделавшись инженером, Эдисон умело организует мастерскую, заинтересовав всех ее работников. Мастерская скоро получает известность. Заказы растут, и вместе с тем увеличивается и размах работы. В конечном итоге Эдисон создает замечательную лабораторию, которая является, может быть, самой обширной и богатой лабораторией в мире. Это целая „фабрика изобретений", фдбрика из нескольких корпусов. В одном—находится библиотека и музей по истории техники, лаборатория и мастерская, оборудованные по последнему слову техники. В другом корпусе — химическая лаборатория. В третьем—лаборатория по чувствительным и точным измерениям. Есть специальное здание для кинематографии и т. д. Под руководством Эдисона на этой фабрике изобретений работают несколько сот различных инженеров, ученых и изобретателей, которые по определенному плану исполняют задания великого изобретателя. В работе Эдисона мы видим указание, как надо организовать изобретательскую работу и в СССР. Одиночка-изобретатель и кустарь редко смогут добиться того, чтобы их изобретение имело практическую ценность. Только при коллективной работе, только группа изобретателей, работающая планомерно, сможет дать действительно практически полезную вещь. 18
В ПОМОЩЬ ИЗОБРЕТАТЕЛЮ-МУЗЕИ В наших очерках „О технике в природе" и „О том, как изобретал Эдисон" мы хотели показать, откуда начинающий изобретатель может черпать для себя идеи в своей творческой работе. „Техника природы" и биографии великих ученых и изобретателей, несомненно,— хорошая школа для него. Еще большую помощь в деле „овладения техникой" могут оказать хорошо организованные технические музеи. В СССР сейчас имеется много прекрасных музеев, где изобретатель найдет интересный материал для своей работы. Старейшими из таких русских музеев являются Государственный политехнический музей в Москве, Артиллерийский музей в Ленинграде, Музей связи (Ленинград), Сельскохозяйственный музей (Ленинград), музей при Академии наук. Из новых музеев обращают на себя внимание „Музей по авиации" имени М. В. Фрунзе (Москва), Музей ж.-д. транспорта (Москва), Музей трамвая (Киев), Музей им. А. С. Попова по радио (Кронштадт). Несомненно, что эти „дети" Политехнического музея * должны будут в предполагаемый сейчас „Музей техники" войти как составные части, чтобы мощно выявить всю технику. Так поступила, например, Германия, создав „ Дейчес музеум"—по существу объединивший все местные музеи техники. Благодаря этому объединению, создался исключительный по экспонатуре музей, не имеющий себе равного в мире. Таков же и Парижский музей или Кенсингтонский (Англия), куда направляются и где сосредоточиваются все замечательные открытия и изобретения страны. 1 Многое было взято у Политехнического музея. 19
В 1925 и 1928 г. мне удалось посетить два таких музея—в Мюнхене („Дейчес музеум") и в Париже („Консерватория искусств и ремесел"). Вот что я увидел здесь замечательного с точки зрения истории техники. ПАРИЖСКИЙ МУЗЕЙ ТЕХНИКИ Знаменитая „Консерватория искусств и ремесел" города Парижа является одним из древнейших музеев техники. Этот музей вырос из коллекции Вокансона—знаменитого французского механика XVIII в., известного своими авто- Матами, а также по им изобретенному механическому ткацкому станку. В 1733 г. „Кабинет машин" Вокансона содержал всего 60 моделей. Цель этого „кабинета" — сделать доступным пониманию устройство машин того времени. „Консерватория ремесел" была основана декретом Конвента 19 вандемьера IV года республики (1796 г.) и сначала была разбросана по городу, ютясь в подвалах Лувра и двух отелях. В 1796 г. Директория предоставила для музея „монастырь св. Мортена", где и хранятся до сего времени эти замечательные коллекции машин, станков, моделей, аппаратов, рисунков, описаний, книги технического характера, чертежи и пр. Первый каталог этого музея был составлен в 1817 г. и заключал в себе всего 3276 номеров. Музей пополнялся случайными вещами и через 50 лет (1869 г.) имел 8 669 номеров. По каталогу 1888 г. это число возросло до 11703. В 1908 г. дирекция музея предприняла издание подробного каталога в 6 томах с фотографическим воспроизведением отдельных замечательных установок (около 1500 страниц—во всех томах). Содержание этих томов следующее: I. Механика. П. Физика. 20
III. Геометрия. Геодезия. Астрономия. Хронометрия. Счетные машины. Меры. IV. Химическая промышленность. Краски. Керамика и стеклоделие. V. Графическое искусство. Фотография. Горное дело, металлургия и обработка металлов. VI. Строительная техника. Гигиена и домашнее хозяйство. Сельское хозяйство. Парижский музей имеет одну особенность, которая отличает его от большинства подобных же музеев Европы. В нем предметы распределены часто в беспорядке: рядом, например, с аэропланом Блерио, на котором этот смелый авиатор перелетел в 1907 г. через Ламанш, ютится модель „статуи свободы" (подарена Францией САСШ), здесь же паровой экипаж Кюнгьо, а коллекция велосипедов—рядом с огромными образцами по обработке стекла. Проследить развитие той или иной области техники в этом музее довольно трудно. Между тем французские изобретатели внесли очень много замечательных технических идей, а высоко развитая промышленность являлась хорошей базой для проведения этих идей в жизнь. Парижский музей очень мало может дать человеку, не подготовленному в области технических дисциплин, Зато дая специалиста—это единственное место, где ой может видеть оригинальную аппаратуру великих изобретателей, познакомиться на подлиннике с целым рядом машин, проектов, технических установок и пр. Этому помогает обстоятельно составленный каталог, где указано происхождение того или иного экспоната и год поступления в музей. Попробуем, однако, привести в систему впечатления, которые мы получаем при посещении музея. Сделаем попытку мысленно перенести многие экспонаты из одного зала в другой, чтобы иметь возможность лучше его обозреть. 21
Начнем с транспорта. В истории транспорта французские инженеры и изобретатели сыграли огромную роль, и в музее это нашло свое отражение. Здесь посетителя поражает прежде всего огромный паровой автомобиль или „паровая повозка Кюньо", назначение которой было перевозить пушки. Свою первую повозку Кюньо (который умер в 1804 г.) построил в 1769 г. В музее хранится его вторая повозка, более усовершенствованная (1771 г.). Этот паровой автомобиль состоит из огромной деревянной рамы на деревянных колесах. В передней части находится огромный котел, соединенный с двумя вертикальными паровыми цилиндрами. Передачей от этих цилиндров и приводилось в движение переднее колесо повозки, снабженное зубчатыми нарезками. Топочные дверцы находятся впереди, вследствие чего надо было останавливать машину, чтобы подбросить топливо. Мы уже сказали, что назначение этого парового экипажа было перевозить пушки. Несомненно, это был и первый автомобиль. В истории автомобилизма Франция сыграла огромную роль,—она дала нам этот новый способ передвижения. В 1880 г., когда в Германии еще только делались первые проекты повозок с двигателем внутреннего сгорания, во Франции—Буалле, Серполле и др. уже совершали рейсы на легковом паровом автобусе из города в город. И на устроенных в 1894 г. редакцией „Ле пти Журналь" автомобильных гонках Париж—Руан участвуют как паровые, так и бензиновые авто. Из 102 записавшихся благополучно доходят 14 бензиновых и 7 паровых автомобилей. Мы привели эту справку из истории техники, чтобы отметить момент начала борьбы в транспорте между паром и газом (двигатель внутреннего сгорания). Эта борьба была решена в пользу последнего во Франции, благодаря инициативе французских военных и промышленных кругов, для чего был устроен ряд 2*
гонок-состязаний. Тогда-то и выработался современный автомобиль. Историю „повозки" можно видеть в другом музее Парижа (Мюзе де ла вуатюр). В области авиации Франция также сыграла решающую роль. В „Консерватории искусств" хранится знаменитый „Авион № 3" Адера, который впервые 9 октября 1890 г. совершил механический полет, про- Рис, 15. Первый велосипед с цепной передачей (по проекту Гильме, 1868 г.) (Парижский мужей). летев 50 метров, в связи с чем получил от правительства 500 000 франков для продолжения опытов. „Авион № 3" подарен изобретателем музею в 1903 г. (Адер умер сравнительно недавно: в мае 1925 г.) Этот первый построенный в Европе механический летательный аппарат весит 258 кило, имеет 2 паровых двигателя по 20 лош. сил каждый. В 1897 г. Адер пролетел на нем 300 метров. Опыты, однако, были прекращены, так как военная комиссия не удовлетворилась этими результатами. 23
В музее можно познакомиться также с устройством другого „пионера" авиации—с моделью аэроплана Фар- мана (1908 г.). Как известно, 13 января 1908 г. Фарман впервые в Европе совершает полет на аэродроме на расстояние 1000 метров и выигрывает приз в 50 000 франков. Он развил скорость в 34,5 км/час. На том же аппарате Фарман впервые (30 октября 1908 г.) перелетел из города в город (Шалон—Реймс), покрыв расстояние в 27 км, на высоте 40 м, в 20 мин. В главном зале Парижского музея помещен также знаменитый моноплан Блерио, на котором этот смелый летчик 25 июля 1909 г. перелетел Ламанш. Заметим, что одним из главных недостатков музея является плохое отражение современной техники. Это действительно только архив („консерватуар") иногда случайно попавших машин и приборов. Хранить памятники истории техники —не плохо, но можно было бы путем объяснительных надписей свйзать прошлое с настоящим, чего администрация музея не делает. Между тем, от этого только еще более выиграла бы сама экспонируемая вещь. Французская техника много дала не только в области автомобилизма. Как известно, французский инженер Морен, ученик знаменитого математика Понселе, произвел по его идее ряд тщательных опытов над разными повозками на разных дорогах, при помощи самозаписывающих динамометров. Морен пришел в выводу, что сопротивление повозки обратно пропорционально диаметру колес и на мягких дорогах уменьшается при увеличении ширины ободьев и пр. В музее имеется огромная коллекция различных динамометров Морена. Этот замечательный французский инженер-механик был, между прочим, с 1853 по 1880 гг. директором Парижского музея. Перейдем теперь к другой области техники —к технике связи* 24
Здесь имеется много материала rto истории французской телеграфии. Франция первая ввела у себя оптический телеграф. В 1793 г. (12 апреля) впервые заработал телеграф Шаппа и передал Конвенту известие о сдаче Конде. По образцу Франции, оптический телеграф был введен на военных кораблях Англии (1796 г.). Между прочим, в 30-х годах прошлого столетия оптический телеграф работал между Варшавой и Петербургом. В музее имеется много материала по истории этого телеграфа, а также можно видеть своеобразный электрический телеграф Фуа и Бреге, где при помощи тока передаются особые знаки Шаппа (не знаки Морзе). Франции пришлось с изобретением электрического телеграфа для использования „шаппистов"—работников по оптическому телеграфу — создать и особую аппаратуру, отличную от аппаратов Морзе. Сейчас, как известно, азбука Морзе сделалась международной. И французам впоследствии пришлось перейти на азбуку Морзе. Из аппаратов по телефонии следует отметить телефоны Адера. Этот изобретатель, кроме авиации, работал также над телефонией. По радиотехнике, кроме коллекции когереров Б р а н л и, не представлено ничего оригинального, Зато очень много интересного найдем мы здесь по истории фотографии и кино. Из летописей истории техники можно узнать, что дагерротипия — предшественница современной фотографии—была опубликована Французской Академией после покупки у Дагерра его изобретения 19 августа 1839 г. В музее имеется 12 прекрасных дагерротипных снимков самого Дагерра, сделанных, как известно, на серебряных пластинках в парах ртути. Здесь же хранится знаменитая гелиогравюра Ньепса — фотография 25
кардинала Амбуаза (1824 г.), которую обычно считают первой полученной фотографией. Отдел фотографии вообще в музее особенно хорошо представлен, может быть, в связи со столетним юбилеем фотографии, когда эта коллекция была значительно пополнена. Из других экспонатов этого отдела обращает на себя внимание фотохронограф Меррея — аппарат, поведший к осуществлению кино, а также первые кинематографические аппараты братьев Люмьеров, которые, как известно, являются пионерами в области кино. Перейдем теперь в отдел, где собраны экспонаты по обработке волокнистых веществ. Это один из богатейших отделов музея, быть может потому, что французские изобретатели внесли много усовершенствований в эту область техники. Правда, чтобы изучить историю французской шелковой промышленности, надо ехать в Лион (Лионский промышленный музей основан в 1864 г.), зато здесь имеется много интересного по льнопрядению: например, машина для прочески льна, изобретенная Филиппом Жираром, затем подобного же рода машина, только более совершенная, Гейлемана. Среди станков интересна коллекция прялок времен Людовиков XIII—XVI (из королевских дворцов), а также образцы вещей, сотканных на станке по способу Жакка- ра, — например, шелком вытканный портрет Жаккара, Вашингтона и даже завещание Людовика XVI! Жаккар, как мы узнаем, составил своим станком эпоху в текстильной промышленности, дав возможность путем машины воспроизводить сложные рисунки, узоры и пр. Огромный исторический интерес представляют станок Вокансона 1746 г, и оригинальный первый станок Жаккара. К рассматриваемому отделу примыкают также швейные машины. В музее хранится одна из первых таких машин — швейная машина Тимонье (1834 г.)* 26
Как представлены другие отделы истории французской техники? Например, электротехника? Этот отдел создан в музее только в 1890 г. Достаточно вспомнить имена: Кулона, Ампера, Грамма, Румкорфа, Беккереля, Труве, — чтобы понять, какую роль сыграли французские ученые в развитии электротехники. Рис. 16. Фотографический аппарат Меррея (Парижский музей). К сожалению, отдел этот представлен в музее довольно случайно. Оригинальные аппараты Ампера хранятся вне Франции, в „Дейчес музеум" в Мюнхене. Ход мыслей рабочего-токаря Грамма при его осуществлении динамомашины с кольцевым якорем — не выявлен... Имеется только несколько образцов этой машины. Зато очень подробно представлена изобретательская деятельность Планте, осуществившего первый аккумулятор, много уделено Фроману, его электромоторам, т. е. из- 27
обретателю не первоклассной величины. Вообще, весь этот отдел наполнен аппаратурой, представляющей малую ценность не только в научном отношении, но и в историческом. Рис. 17. Оригинальный станок Жаккара (Парижский музей). Заметим, что Парижский музей когда-то послужил образцом при создании „Московского музея прикладных знаний", который возник в 1872 г. и из коллекции которого после революции образовался „Государственный политехнический музей" (Москва)* 28
Музей прикладных знаний — дело Общества любителей естествознания и антропологии или, вернее, наиболее деятельных его членов: А. П. Богданова, Г. Е. Щу- ровского и А. Ю. Давидова. Рис. 18. Пеовая швейная машина Тимонье 1834 г. (Парижский музей). Кто бывал в Московском музее прикладных знаний, тот помнит все его особенности. Это были особенности Парижского музея: залы, в которых расставлены случайные экспонаты, и при том под стеклянным колпаком; здесь так же было все непонятно, ибо объяснительных 29
надписей почти не было; это был тоже архив-хранилище раритетов, где рядом с безусловно ценным в историческом отношении экспонатом ютилась случайно попавшая машинка. Сейчас наш Государственный политехнический музей, возникший на базе „Музея прикладных знаний", сделал большие успехи в технике экспонирования и давно уже „перегнал Париж", И если я рассказал об этом музее, то только для того, чтобы показать, где можно изучать „технику в прошлом". Одним из достоинств французского музея является хорошая каталогизация, позволяющая использовать экспонаты при изучении истории техники. Таков старейший музей техники. „ДЕЙЧЕС МУЗЕУМ" В мае 1903 г. в огромном помещении на отдельном острове немецкого города Мюнхена обосновался знаменитый музей точных наук и техники — „Дейчес Му- зеум". Вот где изобретатель найдет много материала для ответа на вопрос, как делаются открытия. По количеству собранных здесь оригинальных машин и приборов величайших германских инженеров, техников и физиков этот музей является единственным в мире. Он исключителен также по той цели, которую преследует, исключителен и по своему устройству. Мюнхенский музей не представляет собрания занумерованных редкостей, как большинство заграничных и русских музеев, редкостей, часто доступных пониманию только специалистов. Музей возник по инициативе одного энергичного человека—инженера-электрика Оскара Миллера. В 1903 году в кругу небольшой кучки инженеров и ученых он впервые развил свой план создания му- 30
зея замечательных с точки зрения истории наук и техники машин, физических приборов, технических установок. Музей должен был, с одной стороны, знакомить посетителя с историей точных наук и техники, с другой — служить памятником величайших произведений человеческой мысли в деле подчинения природы воле человека. Привлекательный план Миллера нашел отклик у ряда германских инженеров и ученых, и скоро в совет музея вошли такие корифеи германской науки и техники, как Цеппелин, Рентген, Нернст, Планк, Вильгельм Сименс, Линде. Посыпались пожертвования со стороны отдельных ученых, заводов, фабрик, учебных заведений, научных и профессиональных организаций. Через три года, к началу 1906 г. музей являлся уже обладателем 12000 редчайших оригинальных машин и приборов, моделей, портретов, картин, чертежей, рисунков, эскизов.., 31 Рис. 19. Верхняя часть башни Мюнхенского музея; на ней барометр.
Сейчас, через каких-нибудь 30 лет, Мюнхенский музей, едва вмещает свои коллекции в мощном здании, выделяющемся своей башней с огромными вверху циферблатами. Даже при беглом осмотре всего того, что в нем собрано, надо сделать до 16 километров! А посмотреть и поучиться в этом музее есть чему. Рис. 20. Старинные паровые машины Мюнхенского музея. Они могут быть приведены в действие. Интересующийся физикой увидит здесь те оригинальные приборы германских ученых (Герике, Ома, Майера, Гельмгольца, Рентгена, Гертца), благодаря которым был установлен ряд законов физики и открыты явления, составившие эпоху в истории наук. Все отделы физики представлены здесь в ряде опытов, сопровождаемых описанием, часто словами самого автора, впервые произведшего тот или иной опыт. Это как бы развернутая книга истории наук и техники. Но 32
вместо букв и чертежей перед вами те самые приборы и машины, при помощи которых добыто знание о природе. Часто достаточно нажать кнопку или повернуть ручку, чтобы произвести опыт. В музее хранятся, например, знаменитые „Магдебург- ские полушария", которые послужили Отто Герике для публичных опытов по атмосферному давлению. Здесь же можно видеть первый воздушный насос. Огромная картина во всю стену наглядно изображает обстановку этого замечательного „опыта с полушариями", подготовившего, как известно, появление паровой машины. Посетитель легко поймет сущность этого опыта по описанию, находящемуся под картиной, и по чертежам самого Герике. Вокруг Магдебургских полушарий собраны другие опыты, служащие для доказательства существования атмосферного давления. А вот установка Рентгена, которая привела его к открытию новых лучей. И вы, конечно, не удержитесь и повторите этот опыт, чтоб*я посмотреть скелет своей руки. Для этого вам предлагается войти в особую комнату и, поместив руку перед экраном, нажать кнопку. При желании вы можете повторить почти все классические опыты по физике: Фарадея, Эрстеда, Ома, Ампера, Вольты. В музее искусно сочеталась теория с практикой. Возьмем для примера отдел акустики* Помимо опытов с отражением, преломлением звука, с звучанием различных тел, вы имеете возможность слушать граммофоны и фонографы всех эцох. К вашим услугам пластинки лучших немецких музыкантов и певцов. В определенные часы вы можете в музее слушать оперу или концерт по радио. Если вы не любитель „машинной музыки', идите слушать орган или музыку на старинных инструментах: клавикордах, шпинетах, клавесинах* Слушайте произведения Моцарта, Баха на инструментах их эпохи. Вы только здесь поймете, почему 33
Моцарт не мог дать той полноты и мощи в своих произ- декиях, какую дают Вагнер, Римский-Корсаков и современные авторы и которая возможна только на роялях нашей эпохи. И искусство зависит от состояния техники! Интересующийся химией, астрономией, машиностроением, транспортом, технологией, авиацией, горным делом Рис. 21. Зал охарииных клавишных инструментов Мюнхенского музея. и пр. также найдет здесь огромное количество материалов, которого нет ни в одном из европейских музеев. Вот вы вошли в комнату, и на вас сразу повеяло средневековьем. Это лаборатория алхимика, мечтавшего добыть искусственное золото, изобрести „жизненный элексир", „философский камень". Вот аптека XVIII века. Банки, флаконы, реторты той эпохи. На пюпитре огромная книга, служившая для справок аптекарю* и вы имеете возможность перелистать ее. Нужно много дней, чтобы осмотреть как следует каждую 34
из этих комнат. Зато вы воспримете дух химии средневековья и XVIII века. А вот залы, посвященные современной химии и химической промышленности. Большие толпы посетителей привлекает знаменитый планетарий. Даже если вы не интересуетесь астрономией, вам нужно непременно побывать в этом отделе. Помимо Рис. 22. „Пыхтящий Билли" (Мюнхенский музей). замечательных старинных рисунков из различных сочинений по астрономии древнейших эпох, вы найдете здесь оригиналы и копии приборов, которыми пользовались Гиппарх, Птолемей, Коперник, Браге... Гвоздь этого отдела—замечательный планетарий, построенный для музея фирмой Цейсса. Это—искусственное небо. Лектор может по желанию представить вид звездного неба в различные времена года, показать, как на цебе изменяют свое положение солнце, луна, планеты... При помощи такого планетария можно воспроизвести положения небесных тел в прошлом и будущем. После демон- 35
страции этого планетария вам особенно любопытно будет побывать в другом планетарии, воспроизводящем систему Птолемея. Планетарий Цейсса сейчас поставлен во многих германских городах. Недавно построен он и в Москве. Непременно посетите наш Московский планетарий. При помощи него вы очень легко постигнете „механику неба". Рис. 23. Терраса зрительных труб Мюнхенского муяея. Войдем в отдел двигателей. По шуму, который слышится издали, вы догадываетесь, что машины не только собраны, как редкости, но что демонстрируется и их работа. Здесь имеются модели двигателей, приводимых в движение силой животных, воды, ветра. Вы можете наблюдать работу многих из них, ветер производится вентилятором, вода берется от водопровода. Шум, который вы слышите издали, оказывается, происходит от модели огромной паровой машины XVIII в. Модель сделана в натуральную величину и движется при помощи электричества. Виден разрез цилиндра с поршнем и в движении, понятно, что происходит с отдельными частями этой машины. Поражает ее неуклюжесть и то, что в машине деревянные части еще смешаны с железными. 36
Свисток! Оказывается, в одном из залов пущен в ход паровоз 1813 г.—знаменитый „Пыхтящий Билли". Он подарен музею „Обществом германских инженеров" и представляет собой точную копию с оригинала, хранящегося в Лондоне. После осмотра коллекции велосипедов, автомобилей, вагонов разных эпох вы чувствуете усталость. Для отдыха поднимаетесь в отдел оптики. На огромной террасе можно несколько освежиться и испробовать силу различных зрительных и подзорных труб и биноклей. Рядом здесь же библиотека. Она еще недостаточно полна, но в ней вы найдете все последние издания по истории техники и познакомитесь с различными немецкими журналами, и популярными и специальными. Удобные кресла располагают к чтению. Из библиотечного зала сверху виден огромный зал авиации и мореходства. Здесь собраны коллекции авиационных двигателей, моделей, аэропланов, гравюр, изображающих первые полеты на аэростатах, фотографий первых успехов авиации. Желая завершить беглый обзор всего того, что собрано в музее, вы спешите на третий этаж музея. Здесь перед вами в моделях представлена история плуга, серпа, мельницы, прялки, ткацкого станка, все, что касается типографского дела, бумажного, книжного. Все модели машин демонстрируются служителями, или вы сами это делаете, нажимая кнопку. Чтобы осмотреть отдел горного дела и металлургия, вы спешите вниз. Спускаетесь все ниже и ниже. Вы в шахте! Рудокопы-манекены застыли в своих позах. Вот лошадь тащит тележку с рудой; она слепая. Рядом показана конюшня этих несчастных пожизненных пленников. Идете все ниже, все дальше и дальше. Перед вами мелькают шахты различных эпох и рудников. Наконец, 37
вы чувствуете, что заблудились... Так бывает и в настоящей шахте. Однако, благодаря стрелкам, указывающим выход, вы все же выходите наружу и — оказываетесь на пороге отдела металлургии. Нет возможности хотя бы бегло познакомиться с различными способами обработки руд. Они представлены в огромных моделях, картинах на стенах. Вы идете дальше. Нельзя не обратить внимания на огромную коллекцию замков, которые пробуют посетители. Тут и древнеегипетские, и римские, и японские, и средневековые — вплоть до английского замка новейшей конструкции. По каталогу вы убеждаетесь, что не осмотрели еще коллекции математических приборов, часов, весов, электротехнический отдел, отдел отопления,—хотя на беглый осмотр вы потратили около восьми часов. Вы прошли около 20 километров! Наши музейные работники делают сейчас очень много, чтобы в технике психологизации экспонатов превзойти даже и этот замечательный музей. Заметим, что *Дей- чес музеум" отличается одним большим недостатком. Он претендует быть „музеем истории техники", а между тем в нем совершенно не отражена экономика. В этом отношении наш Политехнический музей превзошел Мюнхенский: появление того или иного изобретения представлено здесь правильно. Посетитель же „Дейчес музеум* может получить ложное представление о развитии техники,— будто „дело только в гениальности того или иного изобретателя". Между тем фактор экономический в истории и развитии техники был всегда решающим. В заключение моего рассказа еще раз отмечу,, что изучение и посещение технических музеев—один из способов не только пополнить свои знания по технике. Многое, что вы увидите здесь, даст вам богатый материал для размышлений, которые могут привести вас к новым идеям по технике, к новым изобретениям...
ГЛАВА 6Т0РАЯ ИЗ ПРОШЛОГО МАШИНЫ ЧТО ТАКОЕ МАШИНА? „Человек—существо, способное создавать орудия",— так Охарактеризовал человека Вениамин Франклин, один из замечательных американских ученых и общественных деятелей XVIII века. Во времена Франклина (1706—1790) машина еще не получила такого значения в производстве, какое мы наблюдаем теперь и в производстве XIX века. Иначе Франклин охарактеризовал бы человека несколько шире— как , животное, способное создавать орудия и машины*. Работа при помощи машин и ее полное торжество— вот что характерно для нашей эпохи. Римский „инженер-строитель" Витрувий, живший 2000 лет назад, в своем сочинении *Об архитектуре" определяет машину, как „деревянное приспособление, оказывающее величайшие услуги при подъеме грузов*. Такое определение машины в то время вполне обнимало собой все области ее применения. Все машины того времени были деревянные и служили исключительно для подъема грузов. В портах были „портовые машины", при постройке больших зданий—„строительные машины" ит, д. В наше время машина строится из металла, и, помимо машин для подъема грузов („краны"), мы различаем „машины-орудия" — добывающие и обрабатывающие железо, дерево, хлопок, шелк. Это всевозможного рода S9
станки. Затем мы различаем „ машины-двигатели \ „машины для измерения" (весы, часы, счетные машины) и т. п. Но чго такое машина в современном смысле слова? Глубоко уверен, что с понятием „машина" у вас связано представление о чем-то сложном и хорошо прилаженном, о приспособлении, исполь» зующем какую-либо силу природы. В действительности зачатки машины уже можно подметить в том камне, который схватил первобытный человек, защищаясь от нападения. Из первобытного „камня-молота" выработался впоследствии молот, приводимый в движение водяным колесомГ, затем паровой молот—„молот-машина". Точно так же наши „транспортные машины" ведут свое начало от того первобытного способа перевозки, который был в употреблении у египтян и вавилонян. Взгляните на древневавилонский рисунок (рис. 25), Из круглых бревен образовалось впоследствии колесо,— один из основных элементов транспортной машины. Точно так же из заостренной палки, которою копал землю первобытный человек, образовался сначала сук, содержащий в себе уже все элементы современного плуга, а затем в наше время многолемешный плуг, влекомый мощным трактором; т. е. „плуг-машина". Рис. 24. Наш обезьяноподобный предок, вооруженный палкой и камнем—первыми орудиями. 40
Трудно указать в истории любого орудия, когда оно стало более всего походить на машину. Даже в ножном токарном станке кустаря уже имеется наличие „машины- двигателя" (сам кустарь) и „машины-орудия" (станок). Рис. 25. Перевозка статуи в древнем Вавилоне, 6000 лет назад. МАШИНЫ ДРЕВНИХ КУЛЬТУРНЫХ НАРОДОВ У всех древних „культурных" народов рабочей силой служили рабы и скот. Поэтому, например, римские инженеры говорили, что есть: 1) „немые" орудия—например, топор, плуг и пр., 2) „живые" орудия—домашние животные и 3) орудия, „обладающие даром речи",—рабы. При помощи этих трех типов „орудий" и осуществлялись те грандиозные постройки Египта, Греции и Рима, многие из которых сохранились до наших дней. В строительном деле, высоко развитом в этих древних государствах, земляные работы не представляли особых затруднений. Иначе обстояло дело с переноской камней из каменоломен. Здесь приходилось прибегать 41
К специальным приспособлениям: к салазкам, каткам, рычагам. Геродот (V век до н. э.) рассказывает, что „сто тысяч человек в течение трех месяцев тащили камни для пирамиды Хеопса—самой большой пирамиды,—и понадобилось десять лет, чтобы проложить дорогу от места добычи камня до Нила". Какая разница в сравнении с нашими способами переправления тяжестей при помощи кранов, поездов, пароходов, электровозов! И все же древним инженерам удалось в некоторых областях техники достигнуть огромных результатов. Благосостояние Египта зависело от разлива Нила, от орошения. Поэтому вопрос об орошении всегда был для Египта самым важным,—был вопросом жизни. И в области водных сооружений египетские инженеры не имели себе равных в античном мире. Обширные водоемы, искусственные озера и плотины запасали воду во время разлива Нила, чтобы потом использовать ее для орошения. Как в древнем Египте, так и сейчас на Востоке при орошении полей прибегают к „водочерпательным колесам". Водяное колесо, появление которого знаменует собой новую эпоху в истории машины, возникло как раз из такого водочерпательного колеса. У Витрувия мы встречаемся с описанием того и другого колеса, так что, по- видимому, 2000 лет назад водяное колесо начало вытеснять силу раба. Это тем более вероятно, что как раз в то время, когда жил Витрувий, в I веке до н. э., иссякли источники свежих притоков рабов, и на рынке почувствовался недостаток в них. Глядя на два рисунка, воспроизводящих два водочерпательных колеса, описанных Ви- трувием, вы поймете, как напали на изобретение водяного колеса: раб в процессе работы заметил, что колесо может вертеться само, если приделать к нему лопатки. Водяное колесо стало двигателем. 42
С точки зрения современной техники водйное колесо можно назвать уже „машиной" без всяких оговорок. Оно работает без усилия человека, — силами природы. Водяные мельницы с такими колесами появляются в Риме уже в I веке нашей эры. Таким образом, настоящая ма- Рис. 26 и 27. Как было изобретено водяное колесо. Налево-*-вод°ч«р- пальное колесо, движимое рабом. Направо—то же колесо, движимое силою воды (по Витрувию). шина-двигатель возникла примерно две тысячи лет назад в Римской империи. Рим — родина двигателя. Посмотрим теперь, как развивалось машиностроение в последующих веках* МАШИНЫ В СРЕДНИЕ ВЕКА И В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ Сильный удар натуральному хозяйству средних веков нанесла развившаяся торговля с Востоком, или „Левантом", как тогда говорили. Ткани, цветные стекла, выши- 43
тые золотом одежды, разные благовония, пряности широким потоком полились с Востока на Запад, и роскошь, почти совершенно отсутствовавшая в жизни средневекового европейца, начинает выступать на сцену, требуя от Рис. 28. Водяная лесопилка. него большого напряжения. В VIII и IX вв. вся торговля была в руках арабов, потом она перешла к венецианцам. Начинается соперничество городов. Но все же техника развивается медленно» 44
Лишь в Xl веке почти все производства Запада — мукомольное, лесопильное, суконное, бумажное, масляное и т. п. — переходят на водяной, даровой двигатель. В связи с появлением водяного двигателя усложняются „машины-орудия" благодаря увеличению мощности дви- Рис. 29. Мельница, работающая помощью ступальног» колеса; оно приводится в движение быками (иа соч. Цонка 1621 г.). гателя. Вот (рис. 28) как была устроена лесопилка, приводимая в движение водой. Этот рисунок взят из одного сочинения XVII в. На историю машины оказало влияние также открытие пороха. При изготовлении пушек требуется искусство в обработке и отливке металла. Для пушек нужно много металла, и потому спрос на него растет; развиваются горное дело и металлургия. Шахты приходится рыть глубже и глубже. Откачка воды делается все труднее. Строятся водоотливные машины. Для крепости приходится некоторые части делать железными; начинается борьба дерева с железом. 45
Завоевание турками Константинополя в 1453 г., занятие берегов Черного моря татарскими полчищами пересекло торговый путь, соединявший Черное море с Балтийским, подорвало значение Средиземного моря. В связи с этим начинаются поиски „западного пути* в Индию. Рис. 30. Коллекция сверл, начиная от первобытного и кончая современными. Колумб думал, что он нашел этот путь, но только Васко де Гама, обогнув Африку, находит решение поставленной задачи, а затем Магеллан в 1521 г. совершает первое кругосветное путешествие, достигнув впервые Индии, плывя на запад. Зарождается мировая торговля. Прогрессирует судостроение. Судно Колумба в 1492 г. имело всего 246 тонн водоизмещения. Но через сто лет мореплаватели располагали уже кораблями водоизмещением в 700—800 тонн. 46
Рис.31. Ступальное колесо в порту XVIII века. Оно приводится в движение людьми.
Возникают новые промышленные центры. В развившейся борьбе за первенство на море побеждает сначала Голландия, потом Англия. В XVI и XVII вв. в связи с ростом промышленности замечается особенное увеличение мощности машин, появляются сложные трансмиссии (передаточные механизмы). Человек, овладев силой воды, начинает строить „машины-орудия". Так появляются водяные лесопилки, водяные сверла для пушек, водяные молота, но водяной двигатель, несмотря на все свои достоинства, имеет, однако, ряд недостатков. Хороший двигатель нужен очень часто как раз там, где мало воды: в городах, в центре „мануфактур". Кроме того зимою в умеренных ртранах— в Швеции, Норвегии и пр. — сила воды не Действует, Является мысль использовать какую-либо другую силу. Кроме воды такой силой может служить ветер. Ветер начали использовать очень давно — на морях, применяя, парус. Ветряные же двигатели появились в XV — XVI вв. Наиболее раннее изображение такого двигателя мы находим в рукописях Леонардо да Винчи (1452—1519). Ветряный двигатель—даровой двигатель, но у него есть недостаток: часто, когда нужно, чтобы он работал, ветра нет. Вот почему даже в XVI и XVII вв. в порту, на мельницах и пр. продолжают работать всевозможные ступальные колеса, конные приводы и т. п. МАШИНЫ XVIII ВЕКА Делая набросок важнейших моментов в истории машины, я должен был бы перейти теперь К выяснению причин появления паровой машины и к описанию такой машины. Однако, прежде чем это сделать, необходимо остановиться на тех изобретениях в области „машин- орудий", которые произвели промышленную револю- 48
F^ цию в конце восемнадцатого столетия во всей Западной Европе, а главным образом, как известно, в Англии. В конце XVIII века было сделано множество изобретений прежде всего в области машин по обработке „волокнистых веществ" — главным образом, хлопка. До середины XVIII века бумажные ткани производились ткачами у себя на дому ручным способом по заказу скупщиков. Так как прядение совершалось гораздо медленнее, чем тканье, то ткач постоянно нуждался в большем количестве пряжи. Спрос на пряжу еще повысился, когда появился „самолетный челнок". Это замечательное изобретение было сделано англичанином Кэем в 1733 г. Улучшение, введенное Кэем, толкало мысль изобретателя на улучшение пря- п 00 ~ J J г Рис. 32, Эскиз ветряной мель» дения, сильно отставшего от ницы ЛеонарЛо да Винчи тканья. Однако, только (около 1500 г.). в 1769 г. была изобретена „прядильная машина" — тоже англичанином, Аркрайтом, и получила название „ватер-машина" (ватер или, вернее, „уотер"—английское слово, означающее „вода"). Машина Аркрайта получила название „водяной машины" потому, что приводилась в движение силой воды. Затем в 1775 г. появляются улучшенные прядильные машины. Они сделали то, что теперь прядильщик начал обгонять ткача; чтобы последний мог „итти в ногу" 49
с прядильщиком, надо улучшить ткацкий станок. Появление в 1785 г. механического ткацкого станка разрешило это затруднение. Замечательно, что все эти открытия сделали английские инженеры: только английская промышленность в них нуждалась. Прядильные и ткацкие машины и произвели ту промышленную революцию, о которой я уже говорил. Исчезла мелкая мастерская, победила фабрика. Ткач-ремесленник уже не мог выдержать конкуренции ткацкой машины. Ему выгоднее было поступить на ткацкую фабрику — сделаться рабочим. Появившийся в 1808 г. знаменитый ткацкий станок Жаккарда только довершил эту революцию. ЗАРОЖДЕНИЕ ПАРОВОЙ МАШИНЫ Посмотрим теперь, чем было вызвано появление паровой машины. Родиной ее является также Англия. Англия еще в XVII в., в связи с недостатком древесного угля, должна была перейти к выплавке чугуна на каменном угле. В летописях истории техники отмечено, что первый завод, который начал это делать, был завод Дерби (1735 г.). При добыче угля из руд нужна постоянная откачка грунтовой воды, нужна работа насосов. Пока шахты неглубоки, как было в Англии в XVI и XVII вв., откачка воды еще может быть производима лошадьми или водяными колесами. Но по мере углубления борьба с водою становится все труднее и труднее. Как в древности мощность машины увеличивали числом рабов, так теперь мощность насосов начали увеличивать числом лошадей. В некоторых подъемных шахтных устройствах число лошадей доходило до 500, а размеры колес, например, в Корнваллисе — до 14—16 м. Высота такого колеса равнялась высоте трехэтажного дома!
Настало, однако, время, когда понадобились не десятки лошадиных сил, чтобы бороться с природой» а сотни и даже тысячи. Хотя попытки построить паровую машину восходят еще к XVII в., однако первая практически пригодная машина была построена кузнецом Ньюкоменом в 1711 г., и это был как раз паровой насос, откачивающий воду из шахт. Паровой насос Нькжо- мека был чрезвычайно просто устроен, работал больше атмосферным давлением, чем давлением пара. Полезное действие этой машины выражалось в сотых долях процента. Это значит, что больше 99% топлива пропадали даром. Посмотрите (рис. 33) на схему „парового насоса" Ньюкомена. Пар, получаемый в котле А, давит на поршень и заставляет его подниматься. Вниз поршень двигается под влиянием атмосферного давления, после того как пар путем впрыскивания воды из бака L конденсировался. Несмотря на то, что машина Ньюкомека столь несовершенна, она все же лучше справлялась с задачей, чем „живые машины" или водяные двигатели. Угля было достаточно, жечь его даже в большом количестве не было убыточно дая владельца каменйоугольных шахт. Но на других производствах такая машина не годилась. Поэтому днем „рождения" паровой машины следует признать тот день, когда Уатт взял свой главный патент—5 января 1769 г. 51 Рис. 33. Машина Ньюкомена. Вода вводится в цилиндр В из бака L при отвертывании крана.
Замечу, что Уаттом взято очень много патентов, касающихся паровой машины, в течение ряда лет, и этот великий изобретатель довел паровую машину до такого совершенства, что она стала экономически выгодной не только для владельцев шахт. Но патент 1769 г.—его главный патент. Уатта по справедливости обычно и считают изобретателем паровой машины. Он же был тот механик, который заменил последнюю деревянную часть машины железом. После Уатта паровые машины строятся уже целиком из металла. МАШИНЫ-ОРУДИЯ В XVIII ВЕКЕ „Если вы хотите знать, в чем заключается главное Рис. 34. Джемс Уатт (1736—1819), препятствие к устройству изобретатель паровой машины, машин, — пишет в ОДНОМ ИЗ своих писем Уатт, — так я скажу вам, что самое важное затруднение это недостаток кузнечной работы. Кузнецы не умеют изготовлять такой цилиндр, чтобы поршень в нем ходил хорошо". Уатту пришлось прибегнуть к ртути, стекольной замазке, войлоку, чтобы лучше „пригнать" поршень к цилиндру. Случалось, однако, что один конец цилиндра по диаметру был менее на целую восьмую дюйма в сравнении с другим. Как могли быть прилажены поршни к такому цилиндру? Вот почему одной из первых задач, ставших перед тогдашней техникой, было улучшение методов обработки металлов. И уже в 1797 г. появляется улучшенный токарный станок Модлея „с суппортом % крто- 52
рый позволил механизировать работу и изготовлять одинаковые блоки, шайбы и пр. С появлением хороших станков возможно было даль- Рис. 35. Машина Уатта 1788 г. в одном из лондонских музеев. нейшее улучшение паровой машины, которая, в свою очередь, позволила улучшать машины по обработке металла и т. д. ИСТОРИЯ ПАРОВОЙ МАШИНЫ В XIX ВЕКЕ Говорят, что XIX век—век пара. Характеристика эта станет вполне понятней, когда мы увидим те новые S3
машины начала XIX века, которые позволили „иарофи- цировать" почти все производства и транспорт. Вот хронологический список „побед" гаровой машины. В 1775 году-Уатт и Болтон строят паровую машину для Лондонского городского водопровода. В 1782 г. была построена на заводе Уатта первая паровая машина с вращательным движением дая фабрики Вилькинсона. Она приводила в движение молот. Раньше для той же цели применялось водяное колесо. В 1786 г. пущена была первая паровая мельница— в Лондоне. Мельница эта сделалась модным местом для посещений. Она сгорела в 1791 г. от поджога, организованного конкурентами-мельниками. В 1793 г. английский инженер Бентам берет патент на паровую лесопилку. В 1805 г, появился первый паровоз. В одном из последующих рассказов мы узнаем много подробностей о парофикации транспорта. В 1807 г. заработал первый пароход. В 1812 г. изобретатель паровоза применяет паровую машину к молотьбе, дая чего делает ее подвижной. В 1814 г. впервые паровой двигатель был применен к типографским машинам: немецкий изобретатель Кёниг поставил машину дая. английской газеты „Тайме", приводимую в действие паровым двигателем, и сразу стало возможно иметь до 1 000 экземпляров в час. Тогда эта цифра поражала типографов: сейчас, когда существуют „ротационные машины", эта Цифра не велика.1 В 1842 г. на заводах Крезо начал работать паровой молот. 1 Современные печатные машины могут делать до 50 008 оттисков в час. $4
В 1855 г. Фаулер разрабатывает паровую пахоту при помощи локомобиля. Однако, например, в Германии паровой плуг был введен только в 1869 г. Вместе с парофикацией промышленности паровая машина все более и более совершенствуется. Если в I860 г. одноцилиндровая машина с давлением в 2,5 атмосферы поглощала 11000 тепловых единиц (калорий) на лошадиную силу, то уже в 1874 г., благодаря увеличению давления до 6 атмосфер, удалось понизить эту цифру до 7500 единиц. Переход в том же году (1874 г.) к двухцилиндровым машинам принес дальнейшую экономию в топливе (до 6400). Следующим этапом развития было появление трех цилиндровой машины с одновременным повышением давления в котле до И атмосфер. Наконец, применение перегретого пара в 1900 г. при* вело к дальнейшему понижению расхода топлива до 3000 ед. тепла на лошадиную силу. О том, как распространялась паровая машина, можно судить из следующих данных. В 1785 г. в Германии впервые пришла в движение паровая машина, изготовленная из немецких материалов, как мы это узнаем из надписи на одном из памятников Германии. Но уже в 1837 г. в одной Пруссии имеется 219 паровых машин общей мощностью в 3356 лош. сил. В 1898 г., к началу XX века, эта цифра возросла до 2 947 642 лош. сил, само же число машин стало меряться тысячами: в 1898 г. их стало 67923 (в Пруссии)! Однако, XIX век замечателен не только своей „парофикацией". В этом веке произошли и другие события, которые подготовили новый переворот в истории машины.
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Говоря о достижениях в области машины в XVIII веке, я не упомянул об одном интересном явлении, которое наблюдается на протяжении почти всей истории машины: q попытках построить так называемый „вечный двигатель". Нельзя указать точно, когда возникла эта идея о „перпетуум мобиле" (латинское название „вечного двигателя"), кто был первый ее автор и вдохновитель. Нет сомнения, однако, что задача о вечном двигателе казалась чрезвычайно соблазнительной по своим последствиям. Вечный двигатель—это двигатель, который работает даром. Магнит, повидимому, благодаря своей неиссякаемой силе, должен был очень рано толкнуть на размышление о вечном двигателе. Есть основание предполагать, что использование воды и ветра как двигателей должно было навести также на идею (совершенно ложную) о вечном движении. Несерьезному созерцателю водяной мельницы казалось, что остается сделать один шаг, как-то приспо* собить колеса, которые подымали бы воду,—и вечный двигатель готов. Изобретение часов с гирями и различных автоматов — также должно было вдохновить меха* ников-часовщиков к созданию «вечных часов". Увлечение вечными двигателями и всевозможными автоматами несколько ослабло, когда был установлен закой сохранения энергии (1847 г.). С тех пор перед техниками стал вопрос о так называемом „коэффициенте полезного действия машины". Все улучшения паровой машины в XIX и XX вв. были направлены на повышение их полезного действия (т. е. к уменьшению траты угля)| Желая повысить полезное действие, изобретатели придумали ряд новых тепловых двигателей: паровую турбину* газовую машину, дизель, электромотор и др»
Самая лучшая паровая машина имеет коэффициент полезного действия —18°/0, дизель — 25%, бензиновый мотор — 40°/о. В этом виден прогресс XIX века. НАЧАЛО ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ Делая набросок истории машины, я должен упомянуть еще об одном замечательном изобретении XIX века: о „динамомаши- не". Такую машину вы можете видеть на любой электрической станции. Можно точно сказать, кем она изобретена, указать не только год, но даже день рождения этой машины. Этот день—1 января 1867 г., когда германским изобретателем Вернером Сименсом был сделан знаменитый доклад Берлинской Академии наук на тему—„О превращении механической энергии в электрический ток — без посредства постоянных магнитов". В этом состоит принцип динамомашины. Благодаря счастливой идее Сименса, стало возмож* ным то развитие электротехники, которое мы наблюдаем в наше время, а имеете с теп и тот экономический переворот, который несет в себе электрификация промышленности. 57 Рис. 36. Знаменитый германский электротехник Вернер Сименс (1816-1892). Рис. 37. Одна из первых дина- момашин Сименса.
Появление дйнамомашины, а затем изобретение ме* тодов передачи энергии по проводам—один лз последних моментов не только в истории двигателя, но и в истории машин орудий. Так, вместо паровых орудий" и паровых транспортных машин мы наблюдаем з XX веке, благодаря развитию электротехники, — электрический телеграф, электрическую тягу, электрическое паяние, электрический плуг, электрическую швейную машину и т. п. В БОРЬБЕ С ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ГОЛОДОМ Мне остается указать на многочисленные попытки изобретателей в строительстве машин, использующих различные другие виды энергии, которыми пренебрегал прежде человек» В богатых солнцем странах строятся „солнечные машины", которым, повидимому, суждено сыграть большую роль в виду надвигающегося мирозого голода энергии. Не менее интересны машины, использующие энергию морских волн, энергию приливов и отливов... Наконец, делаются попытки использовать при помощи специальных машин теплоту земного шара,—этот последний может быть источником имеющихся запасов энергии на земле, когда иссякнут запасы черного угля и будут до конца использованы угли „белый" (вода) и „синий" (ветер)... ПЕРВЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ МАШИНЫ Солнце—единственный пополнитель имеющихся запа* сов энергии на Земле. Когда иссякнут все запасы топлива, перед человеком будет стоять вопрос о том, чтобы как можно лучше использовать ту энергию, которую посылает нам Солнце. Температура поверхности Солнца — около 6000° Ц. По подсчетам Аррениуса, в год температура поверхности 38
Земли достигает 530.106 биллионов больших калорий.1 Попробуем представить себе это число. Для сравнения возьмем количество тепла, содержащееся в том угле, который сжигается на всех заводах, фабриках, паровозах и пр. По подсчетам того же Аррениуса, это число равно около 7000 биллионов калорий {для 1921 г.). 530000000 и 7000—вот те числа, которые вы должны сравнить. Вы видите, что тепло, доходящее от Солнца на Землю, более чем в 75000 раз превосходит тепло, добываемое от топлива на Земле. На квадратную поверхность, находящуюся на высоте 20 м над уровнем моря, перпендикулярную к солнечным лучам, размером в 1 кв. м, каждую минуту падает приблизительно 9 калорий лучистой энергии (по Аррениусу), причем количество получаемой энергии увеличивается с высотой. По измерениям физика Крова, на высоте 1900 м количество „упавших" калорий уже будет 14, вместо 9. Русский ученый Ганский, пользовавшийся очень чувствительными приборами, произвел измерения на Монблане (высота 4810 м) и нашел, что там на каждый квадратный метр Солнце посылает 34 больших калорий в минуту. Разница эта объясняется тем, что уже на высоте 1900 м содержится приблизительно в 5*/2 раз меньше водяных паров, чем на высоте 20 м. Пары воды в атмосфере являются главными поглотителями лучистой энергии. Так как одна калория тепла соответствует 427 килограммометрам работы и так как одна лошадиная сила равна 75 килограммометрам в секунду, то 9 калорий в минуту равносильны приблизительно 0,86 лошадиной силы. Если подсчитать, сколько это выйдет на квадр. километр, то получим 860 000 лошадиных сил! 1 10°, Ю12, 1С18—сокращенное обозначение миллионов, биллионов тр иллисноьч,. 106— единица с шестью нулями, т. е, миллион. S9
Сделаем небольшое отступление, чтобы помочь читателю уяснить себе, как велика мощность в одну лошадиную силу. Лошадиная сила соответствует мощности такой машины, которая совершает 75 килограммометров работы каждую секунду, т. е. машины, которая, скажем, в состоянии поднимать ежесекундно 15 кг на высоту 5 м или 75 кг на высоту одного метра. Надо заметить, что лошадь такую работу может совершать лишь с перерывами. Интересно происхождение этой единицы мощности. Ее установил Уатт. Одна из первых паровых машин, построенных этим изобретателем, должна была приводить в движение насос, работавший раньше с приводом в одну лошадь. При переходе на паровую силу было условлено, что машина должна делать в день такую работу, какую в состоянии произвести лошадь. При этом хозяин пред* приятия, где производилась установка, сам решил проверить, какова же мощность лошади. Чтобы получить машину возможно сильнее, заказчик при определении работы лошади заставил сильное животное работать под ударами кнута в течение 8 часов до полного истощения. При таких ненормальных условиях ему удалось получить от лошади работу, соответствующую мощности около 75 килограммометров в секунду. Впоследствии оказалось, что при длительной нормальной работе мощность лошади составляет всего 7з лошадиной силы. Мощность человека, как машины, еще меньше. Чернорабочие совершают в час приблизительно ту же работу, что красноармеец при часовом ходе. Высчитано, что человек, например, при часовом нормальном переходе (около 5 км в час) совершает работу от 20 000 до 25 000 килограммометров. Поэтому мощность чернорабочего равна, самое большее, одной десятой лошадиной силы. Теперь вернемся к вопросу о том, сколько же лошадиных сил может дать Солнце. Если бы солнечные
машины смогли работать в тех же условиях, что и паровые (с коэффициентом полезного действия от 10 до 15°/о), то с каждого квадратного километра, заставленного такими машинами, мы могли бы получить не 860000 лош. сил, а только от 86000 до 129000 лошадиных сил. Рис. 38. Солнечный двигатель Соломона де~Ко (1615 г.). Лучи падают на 16 зажигательных стекол, в фокусе которых помещены герметически закрытые и валитые до половины водою ящики. На довоенных трансатлантических пароходах ставились паровые машины мощностью от 20000 и больше лошадиных сил; значит, солнечные двигатели, поглощающие солнечную энергию с площади в 1 кв. км, могут заменить около 5 или б таких крупных паровых машин. Если теперь вспомнить, что температура в нашем Таджикистане бывает выше 60° Ц, а почва Аравийской пустыни накаляется даже до 90° Ц, то станет ясным, 61
какой огромный запас энергии мы имеем в лучах Солнца. Вот почему уже давно предпринимались попытки использовать, солнечную энергию путем специальных солнечных двигателей. Один из первых таких двигателей был устроен Соло- моном де-Ко (рис. 38). В нем солнечные лучи падали на 16 двояковыпуклых „зажигательных стекол", в главном фокусе которых были поставлены герметически закрытые металлические ящики. В ящики до половины их высоты была налита вода, а в нее почти до самого дна опущены трубы. Воздух в ящиках нагревался, расширялся, давил на поверхность воды, заставляя ее по трубе подниматься и бить фонтаном. Книга, в которой описана эта машина, относится к 1624 году (второе издание). Первые опыты, рассчитанные на более серьезные применения, были произведены французом Мушо в Алжире в 1860 году. Его „солнечный котел" (рис. 39) состоял из приемника А, закрытого пробкой и прикрытого стеклянным колпаком В. Рядом с ним ставилось зеркало, представляющее цилиндрическую посеребренную поверхность; фокус зеркала—та точка, в которой собираются падающие на поверхность зеркала лучи солнца,—находился на котле. Образующийся пар может выходить через трубу, а вода, необходимая для питания котла, поступает по другой трубке. При помощи такого солнечного котла Мушо удавалось в 99 минут нагревать три литра воды до 85°, а два литра воды нагревались до 90° Ц и в один час. В общем Ыушо получал только 0,03 лошадиной силы на квадратный метр, т. е. в 4 раза меньше, чем следовало ожидать. Полезное действие оказалось меньше 3°/о. Такой низкий коэффициент объясняется, разумеется^ несовершенствами паровых машин того времени. 6?
в Рис. 39. Солнечная машина Мушо (1860 г.), где помощью электрического зеркала С направляются лучи на котел Л, прикрытый стеклянным колпаком В. Более 200000 рублей затратил на опыты с солнечной машиной шведский инженер Эриксон. Вот некоторые данные об этих опытах. Зеркало, имеющее отверстие 9,3 кв. м, давало в Нью-Йорке в полуденное время приблизительно 0,1 лошадиной силы. В 1898 г. Эриксону в Калифорнии при помощи зеркала с об- /"О^Ш щей поверхностью в 930 кв. м удалось получить всего 10 лошадиных сил. Изобретенное инженером Эриксоном зеркало имеет в диаметре 10 м и в глубину—5 м и состоит из 1788 маленьких плоских зеркал, отражающих лучи к паровому котлу. Сам же котел представляет медный цилиндр, зачерненный поверху, я вмещает 670 литров воды. Это зеркало-гигант вращается около своей оси в течение дня, все время будучи обращенным к солнцу. Через час после восхода солнца эта машина доводила давление в котле до 12 атмосфер, и котел мог приводить в движение девятисильную паровую машину, при* водившую в действие насосы, которые доставляли воду для орошения. Но вследствие дешевизны угля и больших затрат на установку, машина оказалась невыгодной и разорила изобретателя. В большом масштабе производились опыты американским инженером Шуманом, который в 1913 г. соорудил машину на 500 лошадиных сил в Египте, около Каира. Устройство машины следующее. В отличие от машины Эриксона, зеркала здесь возвышались невысоко над землей. Пять цилиндрических зеркал длиной
в 60 м и шириной в 4 м были расположены горизонтально с севера на юг на общей площади в 3500 кв. м. В полуденное время зеркала затеняли приблизительно треть общей площади участка. Когда солнце опускалось до 20° над горизонтом, тени зеркал сливались вместе, так что вся площадь оказывалась затененной. При дальнейшем опускании солнца они уже начинали затенять друг друга. Паровые котлы помещены в фокусе зеркала и состоят из зачерненных цинковых коробок, проходящих по всей длине зеркала. С одной стороны в коробки поступает вода, а с другой принимается пар. Вся установка дала 0,06 лош. силы на каждый кв. метр. Стоимость каждой лошадиной силы в установке Шумана—300 рублей, втрое дешевле установки Эриксона. Поэтому машина Шумана, повидимому, может получить распространение. В последнее время предложено много проектов машин, устройство которых основано на новых началах. Назовем, например, опыты ленинградского физика проф. Б. П. Вейнберга, проектирующего устройство солнечных машин в Таджикистане. Рис. 40. Шведско - американский инженер Эриксон, производивший опыты с солнечными машинами. ЗНАМЕНИТЫЕ АВТОМАТЫ В Америке имеется специальная фабрика, которая изготовляет чрезвычайно забавные игрушки для детей— „говорящие куклы". Куклы эти могут спеть песню, рассказать схазку: для этого нужно только переменить валик. Эти говорящие куклы—выдумка Эдисона; появи- Ц
лись они почти одновременно с „фонографом"—первой говорящей машиной. Механизм их такой же, как у фонографа или граммофона. Пружина вращает валик, а игла, скользя по валику, передает колебания мембране... Не таковы говорящие и поющие куклы-автоматы XVIII века, которые выставлены в Венском, в Парижское и Мюнхенском музеях... Среди этих автоматов есть много интересных, чрезвычайно сложных по устройству механизмов, на изготовление которых мастер тратил целые годы, если не всю жизнь. Любопытно, что изготовлением автоматов занимались такие ученые, как Рожер Бэкон, Леонардо да Винчи, Региомонтанус (астроном XVI в»), Альберт Великий (ученый XII в.). Автомат Альберта Великого представлял человека, отпирающего дверь и кланяющегося входящим. Его разбил палкой испугавшийся приятель Альберта Великого—схоластик Фома Аквинский, решив, что автомат движет „нечистая сила". Астроном Региомонтанус изготовил два автомата: бегающую муху и орла, хлопающего крыльями и кивающего головой. Надо заметить, что город Нюренберг (Германия), где жил Региомонтанус, является родиной целого ряда искусных механиков. Изобретатель „карманных часов" с пружиной Петер Генлейн (1480—1542)— уроженец этого города: ему поставлен там памятник. Леонардо да Винчи, находясь на службе у различных князей Италии, потешал их „хитрой механикой", строил ползающих черепах, слонов, поющих птиц. Особенно богаты „автоматчиками"—XVII—XVIII вв. Еще сейчас, например, в Зальцбурге (Германия) можно видеть автомат 1613 г., который воспроизводит целую картину. Сначала вылетает из скалы дракон, затем слышится кукование кукушки и пение других птиц. На фоне этой „музыки природы" работает водяное колесо, приводя в движение молот; гончар, сидя за 65
станком, работает над горшком, точильщик точит нож... Медленно выползает и прячется черепаха. Наиболее знаменитые „автоматчики" жили в XVIII веке: наш Кулибин (1735—1818), французы: Вокансон (1709— J 782), отец и сын—Дро (1721—1790 и 1752—1791). Автоматы Вокансона появились перед публикой в 1738 г. Изобретатель разъезжал с ними по всей Европе (был и в России). В сохранившемся до нашего времени экземпляре афиши, которую расклеивал Вокансон, сообщается, что Вокансон, член Парижской Академии наук, предполагает демонстрировать флейтиста; музыкант-автомат играет 11 арий, сопровождая свою игру теми движениями, которые производит человек. Будет демонстрироваться пастух, который играет 20 различных арий на флейте и барабане, и, наконец,—„утка". Игрок на флейте имел натуральный рост человека и сидел на ящике, где был скрыт механизм. Особенно поражали публику физиономия и движения „музыканта", как бы старающегося очаровать своей игрой. Пружина приводила в действие девять свистков, которые при помощи барабана со штифтами (как в музыкальном ящике) попеременно замолкали или производили различный по силе и высоте свист. Игра автомата сопровождалась движениями пальцев. Этот „флейтист" и сейчас хранится в Венском музее. Самым интересным автоматом Вокансона была утка: она пила воду, крякала, двигала головой, крыльями, чистила перья, ела зерна и, что самое поразительное,— выбрасывала из желудка переваренную пищу. Чертеж несколько поясняет устройство внутренности этой машины-утки. Эта утка сгорела в Нижнем-Новгороде во время пожара. Современниками Вокансона являются два замечательных механика XVIII века—отец и сын Дро. Большинство построенных ими автоматов сохранилось до 66
наших дней, чего нельзя сказать о других. Дрр изобрели часы, которые отвечали боем, когда их спрашивали, который час. Секрет этих часов был, повидимому, основан на механическом действии звука. Интересен также автомат, представляющий собаку у корзины с фруктами; стоило вам дотронуться до фруктов, как собака начинала лаять. Всего больше прославился Дро автоматами „пианисткой" и „пишущим мальчиком". „Пианистка" не только играла, но и держала себя, как настоящая пианистка. Перед началом игры осматривала ноты, делала рукой некоторые предварительные движения, во время же самой игры ее глазки и головка следили по нотам. „Пишущий и рисующий мальчик" умел изобразить собачонку и подписать под рисунком „мой Туту"; он рисовал портреты Людовиков XV и XVI и Марии Антуанетты. В 1906 г. немецкий механик Фрелих привел в порядок эти автоматы, и сейчас они демонстрируются в одном из музеев Германии. Из автоматов, находящихся в СССР, наибольшим успехом пользуется механический соловей Государственного политехнического музея. Он заводится, как часы. 67 Рис. 41. Механизм утки-автомата Вокансона. Эта утка плавала, крякала, чистила перышки, ела и даже переваривала пищу. Утка погибла в Нижнем-Новгороде во время пожара.
Пружина приводит в движение меха, которые и заставляют свистать единственный находящийся в механизме свисток. Различная высота свистка, прищелкивание, подсвистывание и пр. достигаются тем, что свисток по временам закрывается и передвигается поршень, заставляющий свисток укорачиваться или удлиняться. Соловей вертит головкой и хвостиком при помощи проволочной нитки, продетой внутри палочки, на которой сидит соловей. Весь механизм скрыт внутри клетки — внизу. Мастер этого автомата, вывезенного в музей из Зимнего дворца, неизвестен. ИСТОРИЯ ОДНОГО ЗАБЛУЖДЕНИЯ Заблуждение, о котором здесь идет Рис.42. „Пишущий мальчик"-автомат речь> есть стремле. Дро-отца (1760 г.). 4 ние построить машину, которая двигалась бы вечно: задача эта всегда соблазняла умы и продолжает соблазнять еще в каши дни. Соблазнительно построить машину, которая, будучи раз приведена в движение, непрерывно двигалась бы сама, совершая некоторую полезную работу, скажем, поднимала бы воду, молола зерно... Машину, которая не требовала бы для преодоления сопротивления при работе никакой посторонней движущей силы, — давления пара, 68
действия текущей воды или ветра, а черпала бы энергию из самой себя. Где искать корни этого заблуждения? Первых наблюдателей поражал процесс, происходящий в природе. Солнце встает каждое утро и затем, совершив свой путь, исчезает за морем, чтобы на другой день проделать то же самое. Солнце, луна, планеты, звезды находятся в движении. Другой „вечный процесс" происходит на самой земле. Вода испаряется с поверхности моря, подымается, сгущается в облака и в более холодных областях опускается на землю в виде дождя. Дождевая вода отчасти идет на питание растений, отчасти собирается в реках, которые текут в море, затем вода снова испаряется, и т. д. Теперь, когда установлен так называемый закон сохранения энергии, мы знаем, что машину надо „кормить топливом", что энергию нельзя создать „из ничего". Мы знаем, что круговорот воды в природе совершается за счет энергии Солнца. Ученые античного мира, средних веков, XVI—XVIII веков вплоть до середины XIX века не знали этого основного закона. Впрочем, в античном мире не было надобности изобретать машины, которая работала бы даром. Промышленность была слабо развита, а многочисленный класс рабов давал работу почти даром. У древних греков поднимались такие вопросы, как „сквадратить круг", разделить угол на три равные части при помощи циркуля и линейки, но о вечном двигателе греки не додни- мали вопроса. Затем, когда почувствовался недостаток в рабской силе, уже в эпоху Римской империи, появился водяной двигатель. Водяное колесо, стоящее на реке и работающее без усилий со стороны человека, должно было будить мысль о постройке машины, которая работала бы даром—вечно. Появление так называемых „колес- 69
ных часов", т. е, часов, приводимых в движение энергией поднятой гири, также дразнило человеческую мысль и вызывало на размышления о вечном двигателе. Было заманчиво построить часы, которые ходили бы без завода. Известный под именем „Архимеда XV века" механик Марианус из Сиены дает рисунок (см. рис. 43) вечного двигателя, где делается попытка использовать силу тяжести. Рукопись Мариануса хранится в Мюнхенской библиотеке и относится к 1438 г. Машина эта — чрезвычайно типична: на нее похожи многочисленные более поздние проекты. Рис 43. Колесо, которое буд- дегК(> сообра3ить, на ЧТО то бы должно вочно вра- w™«„ / «л « рассчитывал автор этого прощаться („вечный двигатель" r х г Мариануса, 1483 г.). екта' Если колесу дать ТОЛЧОК для движения по часовой стрелке, то спицы, попадая на правую сторону, будут распрямляться, благодаря чему правая сторона будто будет „тяжелее", и если на вал колеса насадить ременную передачу, то такая машина могла бы производить работу даром. Замечательно, что видоизменение этой машины мы встречаем на протяжении ряда веков и в наши дни. Такова машина Порхунова, устройство которой ясно из чертежа. Сотни и тысячи изобретателей пытались осуществить на практике двигатель, подобный двигателю Мариануса и Порхунова, и все напрасно: двигатель не вращался. Причина ясна. В машине Мариануса справа действуют пять грузов-палок, но зато в противоположную сторону 70
шесть; это уничтожает преимущество, созданное различием плеч рычагов. Кроме того, палки-грузы, двигаясь сверху вниз (в правой стороне), не могут совершить большей работы, чем сколько было потрачено работы на них для поднятия на левой стороне. Курьезно, что многие изобретатели вечного двигателя были настолько уверены в успехе своего изобретения, что боялись, как^бы от быстрого вращения не разорвалась машина на части; потому они помещали у колеса тормоз. Можно было бы составить целую книгу из различных моделей и чертежей, претендующих на название „вечный двигатель". »—*щ При этом история повто- >V-r—? ряется: в XIX веке часто предлагаются проекты XVII и XVIII веков. Из таких проектов XVII века приведем только два, хотя их насчитывают тысячи. В книге (XVII века) некоего Вилькинса под заглавием „Математическая магия" приведен следующий мнимый вечный двигатель (рис. 44). Пусть АБ— деревянный цилиндр со спиральным ходом и имеет водяные колеса Н,1,К. В сосуде CD находится вода. Когда цилиндр АБ вращается, вода, которая поднялась из CD при помощи спирального цилиндра из цистерны, выливается сначала в сосуд Е и заставляет вращаться колесо Н, которое приводит в движение цилиндр АБ. Если одного колеса недостаточно, тогда пусть Рис. 44. Мнимый вечный двигетель Вилькинса (XVII век). 71
бода падает в сосуд Я", из которого, выливаясь, приводит в движение колесо / и т. д. „Когда я напал на эту мысль, — пишет Вилькинс, — я едва не закричал: „Нашел, нашел",— слова, которые когда-то восклицал Архимед при открытии своего закона. Однако, опыты обнаружили следующее: „1) Вода, которая поднялась на некоторую высоту, развивает при падении с небольшой высоты слишком незначительную силу. „2) Поток воды не в состоянии повернуть винт при помощи водяных колес. „3) Медленное движение винта не в состоянии поднять так много воды, чтобы привести в движение водяные колеса!" Как видим, автор сам отказывается от своего проекта. Другой проект XVII века, приводимый здесь, принадлежит инженеру-изобретателю по фамилии Цонка (рис. 45). В сочинении „Новый театр машин и зданий" он дает проект вечного двигателя, основанного на свойстве сифона. Как известно, при неравных коленах сифона равновесие невозможно: произойдет переливание жидкости из верхнего сосуда в нижний, но не наоборот. Чтобы добиться обратного, Цонка делает левое колено трубы более широким. Но это не поможет. Подсчитайте давление в верхнем сечении слева и справа, — и вы убедитесь, на основании законов гидростатики, что вода и в этом случае потечет из верхнего сосуда в нижний. Из всех мнимых вечных двигателей XVIII века самым замечательным является „колесо Орфиреуса", с которым связана одна из любопытных страниц истории вечного двигателя. Колесо Орфиреуса, согласно описанию, данному известным голландским физиком Гравезандом в его „философских статьях", представляло собой „большой барабан, 12 футов диаметром и 14 вершков глубины**, т. е. 37г м 72
йаметром и около 60 см глубины. Колесо состояло из множества отделений, пространство между которыми было обито клеенкой, с целью скрыть внутренность. Давая колесу, покоящемуся на железной оси, легкий толчок в какую-либо сторону, наблюдали постепенное ускорение вращения. Наконец, колесо приобретало такую быстроту, что делало 25 или более оборотов в минуту и, повиДи- мому, вечно сохраняло это быстрое движение... По крайней мере, специальная комиссия с ландграфом во главе через два месяца после пуска нашла колесо в движении после снятия своей печати. Так пишет Гравезанд. В рисунке, данном самим Орфиреусом в выпущенном им в 1719 г. сочинении о своем двигателе, механизм, разумеется, rie указан. Эту машину хотел Рис. 45. Машина Цонка (XVII в.), купить царь Петр I, и по "°'УЩ»я бУдт0 бы вечно обслужи- вать мельницу. этому поводу начались переговоры с немецким философом Вольфом. Орфиреусу удалось получить лестные отзывы от ряда комиссий, от польского короля Августа II, от ландграфа Гессен-Кас- сельского и др. Мошенничество было раскрыто чисто случайно. Он поссорился со своей женой и прислугой, которые знали его тайну, и они раскрыли секрет этой машины. Оказалось, что „вечный.двигатель" приводился в движе- 73
ние людьми, искусно спрятанными вне помещения и не* заметно дергавшими за шнурок. г Хотя в наше время закон сохранения энергии, который представляет собой только другую формулировку невозможности построить вечный двигатель, лежит в основе всей физики и техники, проекты вечных двигателей еще продолжают поступать. За время от 1617 г. по 1903 г. одно только Британское патентное бюро получило около 600 проектов вечных двигателей, из которых более 500 приходится на вторую половину XIX века, т. е. в такое время, когда закон сохранения энергии был уже установлен. Много проектов таких двигателей получали и Лондонское королевское о-во, Парижская Академия наук, наше Леденцовское о-во и др. Парижская Академия еще в 1775 г. постановила: „...вперед не рассматривать проекты машин, притязающих служить вечными двигателями"... Однако, и это постановление не ослабило энергии изобретателей вечного двигателя. ГОВОРЯЩИЕ МАШИНЫ Первому аппарату для передачи речи — телефону — сейчас больше пятидесяти лет. Это изобретение было „гвоздем" Филадельфийской выставки 1876 г. Его выставил американец Белл, которого и принято считать изобретателем этого прибора. Однако, в тот самый день, когда Белл принес заявку на получение патента, через два часа явился в Бюро другой изобретатель — Грэй — и сделал заявку на патент, который тоже касается передачи звука при помощи эле- 1 Подробное об этом колесе — см. Я. И. Перельман, „Занимательная физика" т. I, стр. 64, 10 изд., „Время", 1931 г. 74
ктрического тока по проводам. Случай замечательный, единственный случай в истории изобретений! й ТШДИГ ЯИ/Ш1 0? РНЛСГШ МГОЮМТН». ART. SCIEJCE. MECHANICS, CHEMISTRY, AND «AHUTArTl'HtA NEW VORK. OCTOBtll 6. is;» APv«iT^3J n ncrssts out nt» -т?ц.гузс*& Рис. 46. Одно из первых описаний телефона Белла (из американского популярно-научного журнала). Через два года после того, как был изобретен телефон, т. е. в 1878 г., наделала много шуму другая „говорящая" машина — фонограф Эдисона. 75
Рисунок представляет факсимиле того эскиза, который сделал Эдисон, заказывая мастеру построить фонограф. Чертеж помечен 12 августа 1877 г. Патент же взят 19 февраля 1878 г. Рис. 47. Рабочий эскиз Эдисона. Заказ мастеру на изготовление фонографа был сдан 12 августа 1877 г. В чем сущность этого изобретения Эдисона? В первом аппарате Эдисона запись речи и музыки производилась иглой, прикрепленной к мембране из слюды на листе станиоля. При этом за ручку вращался барабан, и игла скользила по борозде барабана, отмечая все колебания, которые она испытывала. При воспроиз- 76
ведении записанного надо было поставить иглу на борозду, которую она начертила, и затем вращать барабан. Скользя по борозде, игла приходила в колебание, которое передавалось мембране, а мембрана воспроизводила звук. Рис. 48. Говорящая машина Кемпелена 1778 г. Сбоку в увеличенном виде показаны „губы" этой машины. Эдисон прочил своему аппарату огромное будущее. Он говорил, что при помощи его аппарата можно: 1. Производить запись под диктовку, не прибегая к стенографистке. 2. Читать „фонографические книги" слепым. 3. Изучать иностранные языки. 4. Воспроизводить музыкальные номера. 5. Сохранять „семейные реликвии" —записи речей отдельных членов семьи, их последние слова и пр. 6. Осуществлять музыкальные игрушки, например, куклы. 7. Осуществлять часы, которые будут извещать путем речи о начале обеда, окончании работы и пр. 8. Производить запись различных наречий... и пр. 77
История показала, однако, что у фонографа явился сильный конкурент—граммофон, а в наше время —радио. Граммофон изобретен спустя 10 лет после фонографа. Изобретатель его—также американец, Берлинер—взял патент на свое изобретение в 1888 г. По существу грам- Рис. 49. Один из ервых фонографов (хранится в Гос. политехническом музее в Москве). мофон мало чем отличается от фонографа; разница только в том, что вместо валика у граммофона — диск. Опыт показал, что граммофон легче осуществить и диск более удобен дая записи. Он воспроизводит лучше валика все оттенки звука. И фонограф Эдисона, и граммофон Берлинера, и „громкоговоритель" (по существу этот прибор обычно тот же телефон, но только с рупором) — все передают звук с шипением, свистом и др. недостатками. „Говорящая машина" интересовала ученых еще в конце XVIII века. Петербургская Академия наук объявила в 1779 г, даже премию тому, кто построит такую машину. Между тем на Западе машина, похожая на говорящую, уже существовала. Она была построена в 1778 г. „коро- 78
левским советником" немцем Кемпеленом. В ней было всего 13 клавиш, при помощи которых можно было заставить машину издавать звуки речи. Рис. 48 изображает ее внешний вид. Сбоку в увеличенном виде представлены „губы" этой машины. Разумеется, так грубо устроенная машина вряд ли могла хорошо выговаривать слова. Вот почему о машине Кемпелена забыли. ИСТОРИЯ ЧАСОВ Говорят, началом человеческой культуры надо считать тот момент, когда человек стал делать попытки измерять время. У первобытного человека, как и у современного дикаря, не было часов. В наше время часы представляют собой довольно сложный механизм. Между тем первые часы — предок всех существующих на свете часов — были чрезвычайно просты по устройству. Это был вертикальный шест, поставленный на открытом месте; по величине отбрасываемой им тени можно было судить о времени дня. Древние греки называли такой прибор — „гномоном". Это были солнечные часы простейшего устройства. „Гномон" впервые появился в древней Греции. В 547 г. до нашей эры греческий философ Анаксимандр соорудил такие часы в Спарте. Это были в то же время первые „городские часы". Тень от такого вертикально поставленного стержня в течение дня описывает угол, величина которого меняется в зависимости от времени года: летом ов больше, зимой -- меньше. Для каждого месяца, даже дня, нужны для данного города особые циферблаты; часы, годные для одного города, не будут верно показывать время в другом месте. Поэтому следует признать большим достижением установку шеста не вертикально, а „по оси мира", т. е. по направлению 79
к Полярной звезде; циферблат при этом сделали подвижным. Такие „солнечные часы" можно сделать и карманными и большими общественными. Древние общественные сол- Рис. 50. Солнечные часы в Индии. нечные часы изображены на рисунке. Главная их часть — вертикальная стена с лестницей. Стена направлена прямо на юг, и потому в полдень не отбрасывает тени на другую стену, поставленную к первой под прямым углом и ограниченную полукругом. До и после полудня тень падает на западную и восточную часть этой дуги. Размеры этой дуги довольно значительны — около 6 м, а высота всего сооружения —18 м. Благодаря такой большой высоте уже через минуту можно было заметить смещение тени. 80
Солнечным „карманным" часам часто придавали форму кольца, иногда таких размеров, что его можно было носить на пальце. Образцы подобных часов можно видеть во многих заграничных музеях. Устройство „солнечного кольца" было следующее. Самая существенная часть этих часов — отверстие, через которое получается на внутренней стороне кольца изображение Солнца — в виде блестящей точки. Часы обозначены на внутренней части кольца. Для приспособления кольца к временам года циферблат сделан подвижным в виде скользящей ленты; она должна быть поставлена так, чтобы отверстие было против месяца, во время которого пользуются прибором. Недостаток солнечных часов в ТОМ, ЧТО ОНИ беспо- Рис. 51, Водяные часы с „за- лезны при отсутствии солнца. водом" на 12 часов. Вот почему мысль человека уже на заре культуры начала работать над созданием другого прибора для измерения времени. Таким измерителем времени могли служить: горящая свеча, пылающая лучина, тлеющий фитиль — равномерно разделенные на части; наконец — количество вытекающей воды из сосуда. Из этих приборов особенное развитие получили — „водяные часы". Мы встречаем их почти у всех древних культурных народов: у китайцев, индусов, вавилонян, египтян, греков, римлян... У греков водяные часы назывались „клейпсидра". В летописи истории техники отмечены замечательные часы, построенные греком Ктезибием 81
(учителем знаменитого техника древности — Герона). В клейпсидре Ктезибия вода, выливаясь из резервуара, Рис. 52. Часы Карла Великого. приводила в движение колесо, соединенное с системой 82
других колес. Это были, надо думать, первые часы с циферблатом, часы, которые ходили круглые сутки. Водяные часы обладают тем существенным недостатком, что вода испаряется и с течением времени часы начинают показывать время не верно. Удобнее в этом отношении „песочные часы". При раскопках Помпеи были найдены опрокинутые песочные часы, и по ним определили, что землетрясение началось в 2 часа ночи. В XVI в. такие песочные часы было принято носить прикрепленными к колену, подобно тому как мы на ремне носим карманные часы. В наше время песочные часы применяют для варки яиц; мореплаватели пользуются такими полуминутными часами для определения скорости хода корабля при выкидывании лота и проч. По мере того как совершенствовались водяные часы, усложнялся их механизм, в часы проникли зубчатые колеса, циферблат и пр., зарождалась идея „колесных часов", т. е. таких, которые приводились в движение грузом. Для этого достаточно было заменить поплавок водяных часов грузом. Рис. 53. Памятник изобретателю карманных часов Петеру Генлейну в Нюренберге. 33
Когда появились первые колесные часы и кто их изобрел, не установлено. Одни называют архиепископа Пасифика (IX в.), другие — кардинала Герберта (впоследствии — папа Сильвестр II). Последний будто бы в 996 г. соорудил в Магдебурге (Германия) колесные часы. Однако, не установлено, были ли это действительно колесные часы, приводимые в движение грузом. Первые достоверные сведения о колесных часах относятся к XIII в. В немецких летописях отмечено, что король Фридрих II получил в подарок от султана „колесные часы", которые показывали, помимо времени, также ход Солнца, Луны, звездное время и пр. У Данте в „Божественной комедии" (1318 г.) упоминаются „колесные часы с боем". К концу XIII в. башенные колесные часы получают большое распространение. В России первые башенные часы были поставлены в 1404 г. в Москве на башне великокняжеского дворца. Их установил за 150 рублей (около 30 фунтов серебра) пришедший с Афона „сербин Лазарь". На них была сделана механическая фигура человека, выбивавшего молотом каждый час. Народ дивился этой заграничной выдумке, а летописец говорит о них следующее: „Сей же часник наречеся часомерье; на всякий же час ударяет молотой в колокол, размеряя и рассчитывая часы нощ- ные и денные: не бо человек ударяше, но чгловековидно, са- мозвонно и самодвижно, страннолепно, никако сотворено есть человеческою хитростью, преизмечтанно и преухищоенно...*. Колесные часы, подобно солнечным и водяным, показывали время неточно. Астроном XVI в. Тихо Браге попробовал было применить колесные часы для астрономических наблюдений, но скоро заменил их ртутными (1590 г.). Начало XVI в. ознаменовалось изобретением карманных часов. Изобретателем их является Петер Генлейн в Нюренберге. Первые его карманные часы получили 84
название „нюренбергских яиц", хотя часы эти имели форму барабана. Они имели одну стрелку, показывавшую только часы; минут они не показывали; циферблат был железный. Заслуга Ген- лейна заключается, однако, не в том, что он сумел сделать маленькие переносные часы, а в том, что ввел в часы пружину. Один из современников этого изоб ретателя в 1511 г. пишет о них: „Он (Петер Генлейн) делал их из железа со множеством колесиков. Часы ходили и отбивали время в течение 40 часов. Их можно было носить в кошельке". В XVI в. сделала большие успехи также техника башенных часов. К этому времени относится постройка знамени- 85 Рис. 54. Страсбургские часы. •*ИЧ.О-РЬ>1 ЛКи»
Тых „Страсбургских часов", долго считавшихся „чудом механики". Конструктор их, Исаак Габрехт, ставил их в течение 1572—1574 г. Часы шли до 1789 г. и остановились. В 1838—1842 гг. часовщик Швильге соорудил произведение, превзошедшее старое, хотя по размерам и форме часы эти походили на старые. В страсбургских часах спереди стоит небесный глобус, передающий звездное время, т. е. ежедневное движение звезд; на глобусе означено более 5000 звезд, и при помощи его можно во всякое время видеть, какие звезды стоят над Страсбургом. Позади глобуса расположен календарь. Статуя Аполлона указывает день стрелою. Сам календарь представляет круг, делающий полный оборот в 365 или 365 дней; он показывает также праздники. В полночь 31 декабря внезапно располагаются „подвижные праздники" (Пасха, Троицын день и пр.) на те дни, на которые они придутся в году. Часы показывают также время восхода и захода Солнца, Луны и пр. Механизм был рассчитан на 10 000 лет1 Современные страсбургские часы могут ходить точно благодаря тому, что в них использован ряд открытий XVII века. Прежде всего введен маятник, „как регулятор хода часов". Законы качания маятника установил Галилей, ему же принадлежит мысль применить маятник к часам; он говорит о маятнике, как регуляторе, в одном из своих писем (1636 г.) к губернатору Голландской Индии. На практике это открытие использовал впервые (независимо от Галилея) знаменитый голландский физик Гюйгенс. Благодаря Гюйгенсу часовое дело стало на научную основу. Ему же принадлежит заслуга другого замечательного усовершенствования в часах: он ввел в карманные часы упругую спираль для регулировки колебания балансира* Свое изобретение он уступил одному 86
часовщику, который и взял патент на часы с маятником 16 июня 1657 г. В XVII в. было установлено, кроме того, что часы с маятником летом идут медленнее, вследствие удлинения маятника от тепла; наоборот, зимой они идут скорее, вследствие укорочения маятника от холода. Открытие это сделано французом Пикаром в 1670 г. Перед часовщиками встала нелегкая задача: устранить этот недочет часов с маятником. Это было достигнуто так называемым „компенсационным маятником", изобретенным английским часовщиком Гаррисоном. Действие такого маятника основано на неодинаковом расширении латуни и железа; маятник сделан из этих двух металлов. В 1761 г. тому же ГаррИСОНу удаЛОСЬ ОСу- Ри*' •?• Первые часы с маятником гг * (lob/r.J. Из сочинения 1 юигенса. ществитьнаконец„хро- нометр" — столь необходимый в морском деле инструмент. Часы Гаррисона после полугодового плавания показали отклонение всего на 172 минуты. За эти часы изобретатель получил от 87
английского парламента премию в ЮООО фунтов стерлингов. В XIX в. в области часового дела, помимо увеличения точности, была выдвинута новая задача — создания „системы часов", идущих совершенно одинаково. Без этого невозможна жизнь большого города, невозможна работа на железных дорогах. Уже в начале прошлого столетия в Париже был установлен обычай возвещать пушечным выстрелом 12 часов. Но такой способ проверки часов не совершенен, потому что звук требует времени для своего распространения. По звуковому методу не достигается идеальная система часов. Правда, можно, зная расстояние от пушки, производить „поправку на звук", но это не всегда легко сделать. Только с введением электрических часов и поверки часов по радио можем мы говорить не только о времени в данном городе — на основании разбросанных по городу „электрических часов", но также о времени мировом. Большие радиостанции в определенные часы по определенно составленному правилу дают сигнал для поверки часов. И с тех пор как введено „поясное время", на Земле стало возможным установить 24 системы часов, разница между показаниями которых выражается в целом числе часов. Интересно отметить, какой точности достигли современные часы. Один из самых точных хронометров — хронометр Рифлера — изменяет ход за день всего на 0,0008 секунды. Нужно 1000 дней, чтобы часы изменили свой ход менее чем на одну минуту.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ О СТАРИННЫХ СТАНКАХ И ОРУДИЯХ ПРОИЗВОДСТВА ИСТОРИЯ МОЛОТА Молот вместе со своим „братом", топором, появился раньше, чем какое-либо другое орудие. Родоначальником их был, несомненно, кусок камня, которым первобытный человек работал без рукоятки. Рис. 56. Ударный камень — родоначальник молота. Когда он действовал тупым концом — это был молот, когда острым—топор. Прошло очень много времени, может быть несколько веков, прежде чем человек догадался приделать к молоту ручку. От этого удар стал мощнее. Появление рукоятки Составило эпоху в истории человечества: молот с рукояткой сразу поставил человека в очень выгодное положение в его борьбе с окружающей природой, другими животными и со своими врагами. 89
При раскопках находят два типа молота: молот б желобком для привязывания рукоятки и молот с отверстием, куда можно рукоятку вставить. Повидимому, молот с отверстием появился позднее: надо владеть сверлом, чтобы получить отверстие в камне. Между тем, камни с неровностями, за которые можно прицепиться, чтобы привязать рукоятку, могли быть найдены без всякой обработки. Во всяком случае, молот со вставной рукояткой работал лучше и должен был вытеснить привязные ручки. Рис. 57. Более усовершенствованный мслот. Человек стал придавать самому молоту более симметричную и правильную форму, когда научился шлифовать камень. Обычно и различают в истории каменного века две эпохи, — более поздняя и есть эпоха шли* фованного камня. На нашем рисунке 57 изображен один из таких усовершенствованных каменных молотов. Когда человек научился искусственно добывать огонь и плавить металлы, появились бронзовые, медные и железные молоты. Особенно была удобна для отливки молотов—бронза: помимо легкоплавкости, она хорошо заполняет форму при отвердевании, ее легко шлифовать... Но из этого еще не следует, что „бронзовый" или „медный век* предшествовал „железному". Многие современные народы Африки, стоящие на очень низкой степени культуры, все же знакомы со способами полу 90
ченйя железа, но йм совершенно неизвестна выплавка меди или бронзы. Первобытные железные молоты достигали очень часто значительных размеров. В одном из музеев Берлина хранится железный молот толщиной 8 см и длиной Рис. 58. Кузница древней Греции. Изображение на варе. Налево — горн, вверху орудия кузницы: молот, пи/а. 21 см (длина книги, которую вы держите, 20 см). Этот молот был найден в Армении, его относят к IX в. до нашей эры. Современная культура считается наследницей древнеегипетской, вавилонской и греко-римской. Как выглядели молоты этих народов? Ковка железа изображена на одном египетском камне, хранящемся во Флоренции. Следовательно, уже в древнем Египте было известно кузнечное дело. Греческие и римские писатели не оставили нам нйкй* ких описаний обработки металлов, но изображения на 91
базах кузницы Гефеста (первого кузнеца-бога, по пред" ставлениям древних греков) позволяют заключить, что орудия кузнеца были очень близки к современным. Нам известно также, что во времена римских императоров кузнецы - оружейники состояли при каждом остатки древне-римской Это свидетельствует, что в древнем Риме обработке подвергались значительные куски железа. Кузнец во все времена был в почете. Его всегда считали „знающим" и подозревали в сношениях с „духами огня". Поэтому, например, средневековые цеховые власти требовали от желающего стать кузнецом присягу, что он „не будет иметь сношений с дьяволом". Изобретение пороха в XIV веке дало огромный толчок к развитию металлургии. Понадобились более мощные орудия производства. Металл шел не только на пушки и оружие. Из железа делались оси водяных колес, которые приводили в движение различные „мельницы", в том числе и пороховые. В летописях истории техники отмечено, что уже в середине ХШ века в Германии пользуются молотом, приводимым в действие водой. „Водяной молот" приводился в движение очень про- 92 легионе. До нас дошли даже наковальни весом в 240 кг. Рис. 59. Кузница. Гравюра на дереве 1492 г. (Страсбург). Одной из ранних изображений водяного молота.
стым механизмом. Головка молота поднималась при помощи зубца, насаженного на ось колеса, которое помещалось около головки. Зубец, подойдя к концу молота, поднимал его головку на несколько сантиметров, и затем при дальнейшем вращении колеса зубец выходил из-под стержня молота, и молот падал. Старинные железоделательные заводы приводились в действие главным образом водяной силой. Главное орудие для обработки железа на этом заводе—молот— еще мало отличается от молота обыкновенной кузницы. Возросли только вес и размеры. Когда в XVIH веке паровая машина поставила перед металлургической промышленностью новую задачу— изготовление железных машин, понадобился и более мощный молот, для чего была использована сила водяного колеса. Но даже в начале XIX века, когда существовала паровая машина, удары молота были еще очень слабы. На нашем рисунке (рис. 62) предстайлен один из самых больших молотов завода Круппа начала XIX века; однако, он поднимался не выше 50 см. Первая идея устройства парового молота принадлежит Уатту, который взял на него патент 28 апреля 1784 г. Модель такого молота Уатт испытывал еще в 1782 г. Однако, фактически паровой молот был введен в практику только в сороковых годах XIX столетия. Таким образом „эпоха водяного молота" продолжалась очень долго. Для чего же понадобилось вводить паровой молот? В 1839 г. строился пароход „Грит-Британия". Для этого парохода требовался колоссальный железный вал. Но строитель этого парохода Гумфри очень скоро пришел к выводу, что в Англии не найдется достаточно сильного молота для выковки гребного вала. О своих затруднениях Гумфри писал Несмису—известному в то время строителю машин—24 ноября 1838 г. 93
„Я пришел к полному убеждению, что во всей Англии и во всей Шотландии невозможно найти достаточно сильный молот для выковки гребного вала и других Рис. 60. Несмис—-изобретатель парового молота (1808—1890). частей машин, потребных для „Грит Британия". Как мне быть? Что вы мне теперь посоветуете? Быть может, сделать этот вал из чугуна?" Несмис задумался, прочтя это письмо. По какой же причине,—размышлял Несмис,—существующими молотами невозможно выковать ось в тридцать дюймов в диаметре? Несмису было ясно, что для этого дела нужен был более мощный и более сильный молот. Движущей силой такого молота мог быть только пар. „Мой чертеж парового молота был готов через полчаса",—пишет Несмис в своей автобиографии. Идея молота Несмиса была очень проста. На громадную тяжелую наковальню кладут раскаленный металл 94
По обе стороны ее возвышаются стойки, которые, суживаясь кверху, имеют на своей внутренней поверхности выемки; в них ходят края молота. Наверху их помещается цилиндр, в котором двигается поршень паровой машины, связанный со стержнем молота. Пар известного давления, пущенный в нижнюю часть цилиндра, поднимает поршень и прикрепленный к нему молот. Но как только откроют боковой клапан, пар вырывается наружу и молот падает вниз, с грохотом ударяя по накаленному железу. Силу и число ударов можно регулировать впуская пар то медленно, то быстро. Такой молот может сплющить несколькими ударами Рис. 61. Схема водяного молота, глыбу металла, но может колотить его мягко и нежно, как будто сдерживаемый опытной рукой. Несмис в автобиографии рассказывает о том, как ои демонстрировал свой паровой молот перед членами парламента. „Прежде всего я показал им следующий фокус. На наковальню была поставлена рюмка с яйцом. Молот нанес такой мягкий удар, что разбил яйцо, нисколько не повредив стекла. После этого я приказал подать из горна при помощи особых кранов глыбу раскаленного железа и стал наносить ей такие страшные удары, что зрители в ужасе опрометью кинулись во все стороны". Несмис приспособил свой молот не только в железоделательном заводе, но и для вбивания свай. Поводом для такого применения послужила необходимость вбить огромное число свай при устройстве дока. Эффект парового молота оказался поразительным! В то время как ручной „бабой" требовалось свыше 95
10 часов для вбивания одной сваи, паровой молот оканчивал эту работу в 47г минуты, т. е. оказывалось, что паровой молот успевал вбить 144 сваи, в то время как ручная „баба"—одну. Рис. 62. Своеобразный паровой молот завода Круппаг переделинный из водяного (середина XIX века). Вот почему паровой молот получил очень скоро большое распространение. Строились все более и более мощные молоты. Так, на всемирной Венской выставке в 1873 г. обращала на себя внимание модель огромного парового молота нашего Пермского пушечного завода в 50 тонн. Он был построен нашим инженером Н. В. Воронцовым в 1875 г. В 1877 г. французский завод Крезо, принадлежащий Шнейдеру, построил молот еще более сильный—весом в 70 тонн. Подъем молота—5 метров, диаметр цилиндра—почти 2 метра. Наковальня весила 890 тонн! И все же паровой молот бессилен отвечать новым запросам техники. Молот в 150 тонн—крайний предел. Удары такого молота так сильны, что сотрясают почву на огромном расстоянии, и все-таки удары не могут достаточно хорошо выковать большого куска стали. %
Рис. 63. Современный паровой молот и электрический кран, поднимающий 17 тоня. (Бельгийский завод „Джон Кокерилль".)
На смену молоту приходят гидравлический и паровой прессы. Еще Витворс, применяя пресс для обработки пушек, показал, что выносливость пушек повышается от обработки прессом на 30%. В 1889 г. инженер Готье установил, кроме того, что 50-тонный молот для обработки 36-тонного куска требует 3 недели. Пресс в 4000 тонн давления требует для обработки такого же куска всего 4 дня. Пресс работает и лучше и скорее, чем молот. Но, разумеется, работа кузнеца еще долго будет нужна при обработке металла, как и сотни лет тому назад. КТО ИЗОБРЕЛ ТОКАРНЫЙ СТАНОК Токарный станок—древнейшая машина, и по возрасту с ней может соперничать только „круг" гончара. Римский писатель Плиний, погибший во время извержения Везувия (79 г. н. э.), называет в своей „Естественной истории" изобретателем токарного станка древнегреческого архитектора Теодора из Самоса, который жил около 530 г. до н. э. Описание устройства греческих и римских станков до нас не дошло. Древнейшее изображение токарного станка, которое дошло до нас, относится к ХШ в. Работа на этом станке происходила следующим образом. Веревка, обвивающая несколько раз вал, была привязана внизу к подножке, вверху—к упругой дуге, укрепленной на потолке. Когда токарь нажимал на подножку, шнурок увлекал вал, тянулся книзу и напрягал дугу. При опускании подножки упругость дуги увлекала шнурок кверху и вращала вал. Само собой понятно, что при таком попеременном опускании шнурка вверх и вниз обрабатываемый кусок вертелся. Во время нажима ногой на подножку дерево вертелось по направлению к работнику. Тогда-то он и при- 98
кладывал к обрабатываемому куску сзой инструмент— резец. Когда нога поднималась, дерево вертелось в противоположную сторону. Приходилось прерывать работу. На таком станке очень неудобно было вытачивать пустоты. Между тем Филон Византийский, живший около 200 г. до н. э., указывает, что бронзовые цилиндры и поршни для насосов вытачивались в его время на токарном станке. Только с появлением токарных станков с маховиком обрабатываемая вещь стала вращаться в одну сторону, и резец мог снимать дерево непрерывно. Самый ранний рисунок такого станка мы находим в записной книжке Леонардо да Винчи, этого замечательного художника и инженера XV века. Впрочем, трудно сказать, зарисовывал ли Леонардо с натуры то, что видел, или набросал проект новой машины. Более вероятно — последнее, так как даже в сочинениях XVII в. мы встречаем рисунки токарных станков, где маховое колесо отсутствует. При изучении различных руководств по токарному искусству XVII и XVIII вв. мы имеем возможность получить довольно полное представление об устройстве токарного станка. Вспомним, что в конце XVII в. механики очень увлекались конструкцией различных автоматов-игрушек, чрезвычайно хитро устроенных, Для выделки часов и автоматов нужны были инструменты. В XVIII веке таким единственным инструментом по обработке металла был токарный станок. Рис. 64. Токарный станок 1402 г. (Нюреиберг). 99
•)\V Ц life \ Особенным искусством по обработке металла на токарном станке славились французские ремесленники. При чем, по свидетельству Плюмье, автора руководства по токарному искусству (первое издание вышло в 1706 г.), вытачивать всякие безделушки—табакерки, портсигары и пр.— было излюбленным занятием людей всех слоев общества. Смайльс, давший нам биографии многих английских изобретателей, указывает, что казненный французский король Людовик XVI был превосходный слесарь и мог бы зарабатывать деньги этим ремеслом. Английский король Георг III был настолько хорошим токарем, что, по свидетельству одного опытного токаря, своими изделиями из дерева и слоновой кости легко мог бы заработать от 20 до 25 рублей (40—50 шиллингов) в неделю. Русский царь Петр I был тоже очень искусным токарем, как это можно видеть, посетив „Галлерею Петра Г* в Ленинграде (Академия наук). Поэтому-то мы и встречаем в музеях часто станки „стильные" — например, в стиле рококо. Короли и сановники не скупились на деньги при устрой- 100 ,7 i Рис. 65. Леонардо да Винчи.
стве специальных станков, лишь бы добиться возможности вытачивать самые сложные it замысловатые формы... Огромное влияние на историю токарного станка оказала паровая машина. Те, кто знаком с ее историей, знают, каких трудов стоило Уатту осуществить на деле свое изобретение. В первой паровой машине поршни были так плохо пригнаны к цилиндру, что для устранения проникновения пара сквозь поршень прибегали к бумаге, проб- W ке, стекольной Рис 66. Токарный станок 1701 г. (Из сочинения Плюмье). замазке, старому войлоку... Уатт даже упоминает об одном из своих патентов на такие „усовершенствования", чтобы несколько сгладить плохое искусство кузнецов. Хорошей машины по обработке металла требовал также гидравлический пресс, который был запатентован Брамахом в 1795 году. Закон, на котором основана работа такого пресса, был открыт Паскалем еще в 1660 г., однако только Брамаху, благодаря усовершенствованиям, сделанным им в токарном станке, удалось построить гидравлический пресс, нашедший вскоре очень много применений в строительном деле, в выкорчевывании пней и пр. Вот почему многие историки техники считают Бра- маха изобретателем так называемого суппорта — т. е. 101
приспособления для укрепления точащего острия, при чем этот суппорт передвигается, по длине обрабатываемого изделия помощью винта. На самом деле изобретателем суппорта является Модлей. Модлей является настоящим изобретателем современного токарного станка. Еще до Уатта в Англии были паровые машины, и все же Уатта обычно англичане считают изобретателем паровой машины. Так и в истории токарного станка. И до Модлея строились станки, и токари работали на них, однако изобретателем современного токарного станка следует считать Модлея. Дело в том, что при работе на станках XIII — XVIII вв. производство в высокой степени зависело от искусства токаря. Нужны были годы, чтобы вполне овладеть станком, при чем работа никогда не могла быть одинаковой, так как зависела от умения рабочего. Если нужно было обтачивать большой кусок металла на старом станке, токарю приходилось затрачивать много силы. Какое-нибудь небольшое отклонение, какой-либо слишком усиленный нажим инструмента были причиной того, что вырезывалось более, чем следовало, получался надрез там, где этого не требовалось. Снова надо было обтачивать, а от этого менялись размеры самого предмета. Все это вело к тому, что постройка модели машины требовала много времени и обходилась очень дорого. Самодействующий суппорт — или „каретка Модлея" (Maudslay's go-cart), как ее долго называли, произвела переворот в различных отраслях производства. Изобретатель парового молота Нэсмис прав, когда говорит: „Можно с уверенностью сказать, что даже паровая машина, содействующая нам так много своей беспредельной силой, тем совершенством, до которого она дб- 102
ведена в настоящее время, обязана гениальному способу придавать металлическим предметам какие вздумается геометрические формы. Немыслимо было бы допустить возможность сооружения хорошей паровой машины, если бы мы не могли правильно просверлить внутренность цилиндра, обточить поршень или отполировать клапан. Только это изобретение обеспечило нам возможность осуществлять практически все результаты научных исследо- ваний.Постыдно было бы, сознавая громадную пользу, доставленную не только механикам, но и всему человечеству изобретением и распространением самодействующего суппорта, не преклониться пред той светлой личностью, гению которого мы обязаны этим могущественным средством достижения совершенства механической отделки всевозможных машин. Я говорю о Генри Модлее..." 103 Рис. 67. Токарный станок с суппортом для художественной резьбы по дереву, 1800 г. (Парижский музей.)
Генри Модлей родился в Вульвиче 22 августа 1771 г. Уже 12-ти лет он начал работать в арсенале, набивая патроны. Затем поступил в ученье в столярную мастерскую. У Модлея очень рано пробудилась любовь к кузнечной работе, и он украдкой от старшего работника бегал в кузницу, где любил выковывать разные изделия из железа: треножники, таганы и пр. Ковка этих предметов требовала уменья со стороны кузнеца. Генри Мод- лей так навострился в этой работе, что скоро получил известность в округе. Когда Брамаху, изобретателю гидравлического пресса и особого устройства замка, понадобился искусный слесарь, выбор его пал на Модлея. Генри Модлею было 18 лет, когда он начал работу в мастерской Брамаха. Работая над уточнением выделки отдельных частей замка, Модлей и сделал свое замечательное Рис. 68. Пояснение к устройству суппорта Модлея. изобретение— „самодействующий суппорт". Сущность этого изобретения заключается в том, что резец держится не рукой рабочего, а „неутомимыми пальцами" — зажимом, сделанным из стали. На нашем рисунке ясно видно, в чем заключалось изобретение Модлея. Суппорт может скользить по салазкам станка-рамы из двух рельсов, которые служат суппорту основою. При помощи винта можно передвигать с нужною скоростью весь прибор, при чем резец всегда находится на одинаковом расстоянии от обраба- 104
1ываемого предмета и производит на него одинаковый нажим. Поэтому при помощи такого станка очень легко вытачивать строго цилиндрические стержни. Благодаря суппорту Модлею удавалось вытачивать поистине художественные вещи. Недаром один из биографов Модлея, его ученик, знаменитый Нэсмис — изобретатель парового молота — рассказывает, что при работе за станком Модлей любил слушать музыку. Поэтому у него в мастерской стояло несколько музыкальных ящиков. На нашем рисунке изображен один из первых станков Модлея. Этому изобретателю удалось кроме того вскоре построить видоизменение токарного станка, а именно машину для делания винтов. Эта машина могла изготовить винты-стандарты с определенным числом витков и строго установленным шагом. Например, при помощи своей машины Модлею удавалось выделывать гайки 12 английских дюймов длины, которые имели внутри до 600 оборотов. Следующим шагом в развитии токарного станка является „револьверный станок".Это тот же станок Модлея, но в нем усовершенствован суппорт. Название „револьверный" станок получил от того, что его суппорт напоминает барабан револьвера, подводя автоматически к обтачиваемому предмету последовательно друг за другом различные обрабатывающие инструменты. На нашем рисунке изображен суппорт одного из таких станков для обточки орудийных артиллерийских снарядов. В летописях истории техники отмечено, что первый револьверный станок был построен в 1855 г. двумя механиками—Джонсом и Ламсоном. Одна из особенностей револьверного станка: он может изготовлять только определенные вещи, определен- 105
ных размеров и формы. Но зато он делает это точно, четко, быстро и дешево. Очень много сделано в усовершенствовании станков американской техникой. Токарный станок, который может обрабатывать любое изделие, в современных заводах Рис. 69. Суппорт револьверного станка для обточки снарядов. заменен „фрезерным станком" — станком, производящим только одну операцию, но с такой точностью, что обрабатываемый предмет не требует вовсе ручной отделки и пригонки к частям. Насколько введение таких специальных станков усложнило оборудование заводов, видно хотя бы из примера заводов, вырабатывающих ружья. Здесь камера ружья оказывается выделанной, после того как она пройдет более чем сто отдельных станков. 106
И то, что делал во времена Модлея один токарный станок, теперь делают тысячи, если не миллионы различных станков. При работе таких станков почти не требуется умения. Руки человека заменяются в наше время железными руками, которые безошибочно, с точностью до сотых долей миллиметра, поворотом одного только выключателя фабрикуют сотни и тысячи отдельных частей машины. Такова вкратце история токарного станка — древнейшей машины по обработке металла и дерева. ИСТОРИЯ СВЕРЛА Когда человек начал сверлить впервые? На этот вопрос, разумеется, мы никогда не будем иметь ответа. Повидимому, чтобы сделать отверстие, первое время человек прибегал не к сверлению, а к выбиванию. По край- рис- 70- Зубчатые валы и 7 г диски вращающихся ней мере таким образом дела- Фрезеров, ют сейчас отверстия некоторые малокультурные народы. Путешественники рассказывают нам, что в Новой Гвинее и других местностях на берегах Тихого океана туземцы делают отверстия следующим образом: взяв острый камень, они выбивают с его помощью в плоском камне отверстия с обеих сторон до тех пор, пока отверстия не встретятся. Может быть и первобытный человек поступал таким же образом, когда ему нужно было сделать отверстие, и пришел к тому выводу, что, вместо того чтобы выдалбливать, — лучше „высверливать". 107
Каков же был способ сверления? Этот способ был сначала довольно примитивный: человек, чтобы просверлить отверстие, просто катал в руках палку, к концу которой было прикреплено острие. „Лучковое сверло", которым пользуются многие народы еще и теперь, — уже довольно совершенное орудие. Работая им, можно уже оказывать известное давление на сверло. Раскопки говорят нам, что первобытный человек употреблял как сплошное, так и полое сверло, так как до нас дошли неоконченные работы по сверлению, кольцеобразные следы от сверла. Интересно отметить, что подобные полые сверла употребляются и теперь при бурении земли. Возможно, что человек обратил внимание на происходящее при сверлении нагревание сверла и воспользовался им для того, чтобы устроить себе прибор для добывания огня. На нашем рисунке мы видим такой бурав, применяемый эскимосами Аляски. Вертикальная палка этого прибора приводится во вращательное движение не руками, а луком, снабженным сухожилием наподобие нашего лучкового сверла. Огонь получается раздуванием тлеющей угольной пыли, тление которой происходит от трения бурава о горизонтальную дощечку. Подобный же бурав был найден при раскопках Петри в Египте. Рис. 71. Добывание огня смычковым инструментом. Наверху бурав. 103
Эти сверла приводились в движение также луком, на что указывают следы веревки на ручке найденного орудия. Коловорот, служащий для вращения сверл, перок и т. п. и представляющий собой коленчатый вал, был известен еще во времена Гомера, который жил около 800 г. до н. э. У Гомера в „Одиссее", между прочим, о бураве мы читаем: Кол обхватили они и его остреем раскаленным Втиснули спящему в глаз; и, с конца приподнявши, его я Начал вертеть, как вертит буравом корабельный строитель, Толстую доску пронзая; другие же ему помогают, ремнями Острый бурав обращая, и, в доску вгрызаясь, визжит он. Первые сверлильные машины появились в XV веке в связи с развитием производства пушек. Сверлильные машины употреблялись также при изготовлении деревянных труб для водопроводов и насосов. Рисунки таких машин оставили нам Ваннучио Бирин- гуччио и Леонардо да Винчд. Сверлильная машина Леонардо да Винчи предназначалась для изготовления деревянных водопроводных труб. Устройство ее было следующее. Сверло помещалось горизонтально на крепкой станине. Бревно, которое нужно было просверлить, зажималось в специальные тиски. Последние представляли собой полый цилиндр с восьмиугольными бортами на концах. В этот полый цилиндр и помещалось бревно. Зажим производился при помощи восьми винтов (по четыре на 109 Рис. 72. Станок, зарисованный Леонардо да Винчи (1500 г.)
обоих концах). Чтобы произвести зажим правильно, т. е. направить на сверло как раз середину бревна, винты, находящиеся на бортах, приводились во вращение особым зубчатым кольцом. Благодаря этому кольцу все четыре винта приходили во вращение сразу, и бревно зажималось как раз в центре, против сверла. Рис. 73. Машина-сверло для высверливания каналов в пушках. Приводилась в действие водяным колесом (1540 г.). Весь зажимаемый цилиндр приводился в поступательное движение ходовым винтом. Сверло можно было вращать при помощи приводного ремня от вала другого колеса, приводимого в движение живой силой, водой или ветром. Как мы уже сказали, эта машина Леонардо да Винчи предназначалась для высверливания из бревна деревянной трубы. Машина Бирингуччио, которая очень похожа на машину Леонардо да Винчи, служила для высверливания отверстий при изготовлении пушек. В течение XVII и XVIII вв. не произошло каких-либо существенных изменений сверла. Мы знаем, что даже в начале XIX века пушки не выливались, а высверливались. Но, в то время как уже ко второй половине XIX в. в истории молота произошло огромное событие — начал работать паровой моло?, в истории сверла мы не встречаем „парового сверла". Для усовершенствования этого орудия, разумеется, надо было главным образом найти настоящую форму, подобно тому, как в процессе вспаш- 110
ки имеет огромное значение, главным образом, форма плуга. Эта настоящая форма сверла была найдена Мартиньони в 1863 г. Сверло Мартиньони обычно известно у нас 111 Рис. 74. Гигантский карусельный станок для обработки крупных частей современных машин. Диаметр шайбы 8 метр. Станок электрифицирован. (Лейпцигская выставка 1925 г.)
под именем „американского", потому что вскоре после изобретения Мартиньони появились подобные же сверла в Америке. Чтобы закончить нашу краткую историю сверла, нам остается сказать несколько слов о современных сверлильных машинах. Подобно токарному станку сверлильный станок „специализировался" или, наоборот, сделался „универсаль- Рис. 75. Шестишпиндельный станок, обрабатывающий распылитель карбюратора на заводе „Знамя труда" в Ленинграде (1931 г.). ным", т. е. быстро и легко может просверлить отверстие любого диаметра. Но более распространен американский „мултипль дриль", который одновременно просверливает зачастую до 80 отверстий. На нашем рисунке изображен инструмент такого станка, делающего сразу 6 отверстий. У станка одна 112
из работниц Ленинградской фабрики. Такой станок необходим в производстве автомобилей. И как далек труд современного сверлильщика от того первобытного способа, к которому прибегал наш праро* дич — обезьяноподобный человек! КТО ИЗОБРЕЛ ЛЕСОПИЛКУ Кто изобрел пилу, и на чем основана ее работа,— задавали ли вы себе этот вопрос? Пила — одно из важнейших орудий современного столяра или слесаря. Однако, каких-нибудь двести лет назад в России не пользовались пилой. В летописях истории русской техники отмечено, что до начала XVIII века русские плотники не знали пилы и пользовались режущими инструментами: топором и рубанком. Петру I пришлось особым указом (1696 г.) дать инструкцию адмиралтейству употреблять при постройке пилы, которые он предлагал брать в „судном приказе" (т. е. корабельном), закупив* шем пилы в Швеции. Когда же была изобретена пила? Римский ученый Плиний в своей „Естественной истории" приписывает честь этого изобретения легендарному Дедалу, тому самому, который вместе со своим сыном Икаром впервые неудачно пробовал „летать, как птица". Это мнение, разумеется, неправильно. Человек начал пользоваться пилой еще в ледниковую эпоху, когда материалом для всех орудий были дерево, кость и камень, когда человек еще не умел плавить металлы. По крайней мере до нас дошли „кремневые пилы". Почему человек стал пользоваться пилой? Повиди- мому, он стал пилить, а не резать, когда заметил, что зазубренная кремневая пластинка режет легче, чем гладкая. ИЗ
В самом деле, почему пила „пилит"? Действие ее легко объяснить следующим образом: резцы пилы или зубья при движении последовательно проникают в дерево и снимают в ней слой определенной глубины. Получается как бы система ножей, которые снимают дерево слой за слоем. Рис 76. Кремневая пнла. Разумеется, кремневая пила работала плохо: требовалось несколько часов напряженной работы, чтобы перепилить неособенно толстое дерево. Замечательно, что, в то время как даже в XVII веке Россия почти не знала пилы, в древнем Египте уже за* долго до н. э. употреблялись пилы. Пилы древних египтян были медные и бронзовые. На гробнице одного египетского царя (1450 г. до н. э.) имеется рисунок, изображающий ПИЛЬЩИКа. рие< 77. Процесс работы пилы. Риму во времена империи была известна пила, при чем, повидимому, этому народу принадлежит честь изобретения лучковой пилы. По рисункам древне-античных народов и средневековым изображениям нельзя судить о том, какую форму имели зубья пилы. Между тем эта форма играет огромную роль в пилке. Пила, изображенная на рисунке 77, может работать лишь при движении в одну сторону. Если же придать зубцам другую форму, то пила будет резать при движении ее в ту и другую сторону. Пилу для работы надо также „развести", т. е. все четные зубцы отогнуть вправо, а нечетные — влево или наоборот; благодаря этому получится широкий вырез, и пила 114
свободно будет ходить взад и вперед. Первый, о ком с уверенностью можно сказать, что он сознательно отнесся к форме зубцов, был знаменитый Леонардо да Винчи — гениальный художник, ученый, поэт, музыкант, инженер, изобретатель, физик... Среди многочисленных рисунков, оставленных им в маленькой записной книжке, которая хранится в Париже, имеется помещенный здесь набросок, под которым написано; „Двойная пила, которая действует потягиванием и толканием". Записная книжка Леонардо да Винчи относится к 1488—1497 гг. В ТО время как древние Рис. 78. Древне-египетский евреи, греки, египтяне поль- пильщик (рисунок 1450 г. до н.э.). зовались по преимуществу силой раба и животного, римляне первые изобрели лесопилку. Римский поэт Авзоний, живший в IV веке н. э., воспевает в своем лучшем стихотворении „Мозелла" 4**ао • «У I к> V.-. лесопилку, которая приводится в движение гидравлическим колесом. В Западной Европе водяные лесопилки получили распространение в XVI— XVII вв. Однако, уже в 1322 г. в Аугсбурге (Германия) имеется водяная лесопилка, как это явствует из истории этого города. Во Франции первая лесопилка появляется в 1555 г. Как работали такие лесопилки, мы можем судить из описания инженера Цейзига в его „Театре машин" (первое издание вышло в 1607 г.). При беглом взгляде Рис. 79. Рисунок из записной тетради Леонардо да Винчи (1500 г.) 115
легко видеть, что рукоятка пилы движется сверху вниз и обратно благодаря водяному колесу, путем довольно сложной передачи. Уясним себе работу такой лесопилки. Из рисунка ясно, что на валу ниж- неподливнсго колеса А имеется гребенчатое колесо В. Это последнее вращает сразу два вала. На одном из валов находится маховое колесо D, которое служит для регулировки хода всей машины. На конце этого вала у его оси имеется кривошип Е, который двигает при помощи штанги Р раму с пилой. Рама скользит, как по рельсам, на неподвижных брусьях XX. Пила режет только при движении вниз, свободно прд- нимаясь кверху. Что подвигает брусок? о on л тт « л?™ л Это делают салаз- Рис. 80. Лесопилка Цеизига 1607 г. А— _, водяное колесо, В—гребенчатое колесо, КИ 1, которые при вращающее сразу два вала, D—маховое помощи цепей ДВИ- колесо. Штанга Р тянет раму XXс пилой ^ Я. Штанга Р совершает движение при жутся валом, имею- помощи кривошипа Е. Я—храповое ко- щим храповое колесо лесо, вал которого связан системой ^ рычагов Л/, С, У, Н9 Вал этого колеса 116
связан системой рычагов Му С У. Рычаг М прикреплен к пиле /7. Вся эта система связана при помощи барабанов с гребенчатым колесом В и регулируется тем же маховым колесом D. Рис. 81. Работа паровой пилы. Один рабочий пилит, другой помогает при помощи клина более свободному движению пилы. Вы видите, как вращение водяного колеса перерабатывалось здесь в поступательное движение доски и ка- чательное движение пилы. Замечательно, что в этой лесопилке XVI в. все части деревянные. Железо стало проникать в машины только в XVII в. и окончательно вытеснило дерево с появлением паровой машины. В настоящее время мы часто видим при пилке дров круглые пилы. Такие пилы появились на рубеже XIX века в Голландии. В Англии они были довольно долго известны под названием „голландских". Это не помешало инженерам Альберту (в 1799 г.) и затем Брюнелю (з 1805 г.) взять патенты на такую пилу в Англии. 117
Патент на паровую пилу взял впервые Бентам (1793 г.). Первая паровая лесопилка с круглой пилой была построена по проекту Брюнеля в 1808 г. Почему круглая пила пилит лучше чем плоско-прямоугольная? Легко сообразить, что вращение круглой пилы делает ее вследствие центробежного эффекта более жёсткой, негибкой: пила пилит ровнее. В настоящее время мы электрифицируем СССР. Мы стараемся, чтобы не пар, а электричество двигало пилу, чтобы использовать белый уголь, которым богат наш Союз. На рис. 82 изображена одна из таких электрических пил-гигантов. В сутки она пилит 240000 брусков, достаточных, чтобы замостить улицу длиной в километр. Чтобы напилить такое количество брусьев кремневой пилой, несмотря на всю огромную силу и выносливость, первобытному человеку понадобился бы, может быть, целый год. ИСТОРИЯ ТКАЦКОГО СТАНКА Человек начал ткать еще в эпоху каменного века, по крайней мере до нас дошли куски первобытной ткани вместе с остатками свайных построек, найденных в озерах Швейцарии. Мы даже можем догадываться, каким образом ткал первобытный человек. Его станок состоял из бревна или толстой палки, от которой спускались вниз нитки (нитки—„основы")» К концам этих ниток привешивались тяжелые глиняные шары. Поперечные нитки („уток") пропускались то слева направо, то справа налево, при чем нитка утка проходила то поверх первой, третьей, пятой и т. п. и под низом второй, четвертой, шестой и т. д. ниток основы, то наоборот. Первобытный человек ткал именно так; 118
Рис. 82. Современная электрическая пила, производящая в сутки 240000 деревяны»!* брусков для мостовое
йа это указывают дошедшие до Нас вместе со свайными постройками тяжелые глиняные шары. Примитивный станок требовал очень много времени дая пропускания нитки утка то поверх, то под низ соответствующей нитки основы. Требовалось отдельное движение для каждой нитки основы; если было сто ниток, то нужно было сделать сто движений дая продевания утка. В древне-египетском ткацком станке мы замечаем нововведение, позволяющее сразу поднимать четные или нечетные нитки основы. Продеты две палки: одна под низом четных, а другая под низом нечетных ниток основы. Эти палки облегчают ткачу продевание нитки утка Рис. 83. Первобытная ткань. Рис. 84. Сцена из древне-греческой комедии, где изображен ткацкий станок. Рисунок на вазе V века до н. э. (Британский музей.) и соответствуют „ремезкам" современного ручного станка. Кроме того для уплотнения ниток утка древне- 120
египетские ткачихи употребляли палку, которая теперь заменена „бердом". Две палки, продетые через основу, сильно ускоряли работу ткача. Вместо прежней сотни движений стало одно. Еще скорее пошло дело, когда палки заменили рамами (ремезки с глазками). Таков старинный африканский Рис. 85. Ткацкий станок в 1699 г. (Из книги Абрагама Клараса .Кое-что для всех".) станок. В нем две рамы (или, как их называют, ремезки). Они приводятся в движение ногами, оставляя руки свободными для другой работы. Описанные выше ткацкие станки кажутся грубыми и неуклюжими сравнительно с современными, но это действительно те станки, которыми пользовались все 121
древние народы, начиная 6 зарй цивилизации до сере* дины XVIII века. Конечно, с каждым столетием части станка становились лучше, а ткачи искуснее. Даже ткацкий станок XVI и XVII вв. при ближайшем рассмотрении оказывается старинным африканским станком, только более основательно построенным. При помощи педали ткач двигает ремезки, правой рукой бросает челнок, левой притягивает к себе качающийся батан и сдвигает или прибивает на место уток „бердом". Несмотря на такое простое устройство станка ткачи XVI и XVII вв. вырабатывали удивительные по красоте ткани. 1733 год—самый важный момент в истории ткацкого станка, так как в этом году Джон Кэй, занимавшийся изготовлением ткацких станков в Ланкашире, в Англии, придумал самолетный челнок и этим сделал для ткацкого станка больше, чем кто-либо другой. Чтобы оценить громадную заслугу Кэя, нужно вспомнить, как работал челнок до того. Мы уже говорили, что ткачиха бросала его сквозь зев основы одной рукой, а ловила и возвращала другой. Иногда ловил его и отправлял обратно мальчик. Вот почему за египетским станком сидят две ткачихи. Если у ткачихи не было помощницы для возвращения челнока, возможно было ткать только узкие материи. Обычная ширина ткани, 50, 55 см, была таковой по необходимости. Руки человека не достаточно длинны, чтобы ткать вещь шире. Сущность изобретения Кэя заключалась в том, что челнок с ниткой кидался из стороны в сторону механическим приспособлением, вместо того чтобы передаваться из рук в руки. Для чел- нока нужна была только одна рука, а другая оставалась свободной, и он мог пролетать по широкой ткани так же легко, как по узкой. Правой рукой ткач дергает ручку и гонит челнок в противоположную сторону. Левой рукой он работает бердом, а ногой действует на ремезки* 122
Станок Кэя, однако, был разрушен толпой. Сам Кэй должен был бежать со своей родины и умер в бедности. Самолетный челнок Кэя удвоил производительность ткацкого станка и усовершенствовал качество ткани. Изобретение Кэя было первым шагом в великой промышленной революции. Увеличившаяся мощь ткацкого станка потребовала столько пряжи, что старое веретено не могло удовлетворить его. Как известно, это требование ткацкого станка было удовлетворено изобретением прядильной машины Аркрайтом. Вскоре оказалось, что запасы пряжи в свою очередь настолько увеличились, что ручной станок начал отставать от прядильной машины. Тогда, чтобы нагнать прядильную машину, был изобретен механический ткацкий станок. Здесь и ремезки, и батан, и челнок стали приводиться в движение силами природы, а ткачу оставалось только наполнять челнок нитками и следить за чистотой работы своего станка. Сначала механический станок приводился в движение водяным колесом, потом поставили для этого паровую машину. Все это чрезвычайно изменило характер производства XVIII века. До тех пор ткачи и прядильщики работали на дому или в собственных мастерских, теперь они собирались на больших фабриках, где работали за плату д^я предпринимателей. Прежде промышленность поддерживалась в деревнях, теперь фабрики стянули народ в большие промышленные центры. Началась эпоха густо населенных городов. Вслед за изобретением механического станка явилось другое замечательное изобретение—станок Жаккара. Мы не будем делать попытку подробно описать устройство этого удивительного изобретения. Но нам следует знать, что сделал великий француз для ткацкого станка. Он заставил его вплетать в ткани рисунки различных цве- 123
?йв и оттенков, смотря по желанию. Он превратил ткацкий станок в механического артиста, соперничающего в превосходстве работы с артистом-человеком. Как же удалось это сделать Жаккару? В ткацком станке Жаккара переплетение основы и утка по определенному узору, как бы ни был сложен последний, производится при помощи патрона, т. е. полосы, склеенной из картона, на который нанесен рапорт рисунка. Отверстия на картоне расположены так, что при проходе последнего по длине станка, они заставляют подняться известные нити основы, в то время как челнок с утком скользит по направлению ширины ткани. Жаккаровский станок совершил революцию в человеческой одежде. На старом Рис. 86. Портрет Жаккара, станке можно было лишь вытканный шелком. (Лионский музей.) очень медленно выполнять рисунки различных цветов, и материи с замысловатыми рисунками были настолько дороги, что оказывались доступными лишь богатым покупателям. Поэтому в старину почти все одевались в гладкие материи. При помощи жаккаровской „каретки" самые красивые узоры можно выткать по дешевой цене на любой фабрике. Последнее столетие внесло свои усовершенствования в. ткацком деле, как вносили их предыдущие столетия, но изменения, сделанные после Жаккара, касаются лишь деталей. 124
Вот какова история ткацкого станка. Сначала—простая палка, на которой висят нити основы, потом рама или ремезка, чтобы поднимать ногой нити основы, далее бердо, жолобок для „самолетного челнока" и, наконец, удивительное приспособление француза, позволяющее исполнять быстро и безошибочно самые замысловатые рисунки. Если на ручном станке XVIII века ткач не мог делать более 60 ударов в минуту (пропускать 60 нитей утка), то в 1830 году механические станки делали уже до 100 ударов. В настоящее время жаккаровский станок делает свыше 200 ударов, создавая удивительные по красоте узоры. ИСТОРИЯ ИГЛЫ Человек начал одеваться еще несколько сот тысяч лет тому назад, но фасон первой одежды был до чрезвычайности прост, может быть по?Ому, что человек не умел тогда шить. Одеждой для него служили шкуры зверей, которые он подвязывал при помощи жил или тонких полосок из шкур. И прошло еще много тысяч лет, прежде чем человек изобрел более удобный для него способ скрепления шкур — при помощи булавок из металла. Что такая „мода" тоже существовала одно время у некоторых народов, об этом говорят нам наши музеи. В Р-Лосковском историческом музее можно видеть булавки размером больше половины метра, употреблявшиеся на Кавказе несколько тысяч лет тому назад. Искусство плавить металлы привело человека кроме того к новому способу одеваться. Он научился „шить". Процесс первобытного шитья отличался от современного. „Портной" того времени сначала булавкой или кзким-либо другим острым орудием проделывал отвер- 125
®f\ стия в шкуре, а затем продевал сквозь них жилы или ремешки. Пока такая „игла" существовала отдельно от нитки, сшивание было сложной работой. Сначала надо было проколоть дырочку, затем с трудом продевать через нее нитку. Нет ничего удивительного, что рано или поздно человек должен был притти к выводу, что гораздо удобнее присоединить нитку к игле. По всей вероятности сперва делали на одном конце зазуб- ринку, чтобы привязать к ней нитку. Шитье сразу пошло скорей. Но скоро тогдашние швеи догадались, что лучше работать иглой с ушком. До нас дошло очень много первобытных бронзовых игл такого устройства. Как мы видим, игла с ушком существовала уже в бронзовый век, может быть даже в позднюю эпоху каменного века, также как наперсток — этот замечательный спутник иглы. Разумеется, когда человек научился обрабатывать железо, он стал делать иглы из железа и даже стали. Сталь тверже бронзы и более подходяща для изготовления игл. В продолжение многих тысячелетий игла была единственным инструментом для шитья и, пожалуй, более распространенным орудием, чем какое-либо другое орудие труда. Дочери богатых и знатных, также как и дочери бедных, усердно учились искусству владеть иглой. В сред- 126 Рис. 87. Первобытные бронзовые иглы.
ние века на Западе знатные женщины много времени проводили за иглой, за вышиванием и достигали замечательной техники вышивания. Вышивались иногда целые картины и сцены. Интересно отметить, что средневековые принцессы и Рис. 88. Швейная машина Сента (1790 г,). баронессы часто не умели читать, но шить — и шить хорошо— всегда учились. Но вот пришло время, когда человеческие пальцы не могли выполнить ту огромную задачу, которая диктовалась необходимостью. Прядильные и ткацкие станки, изобретенные в конце XVIII века, вскоре выбросили такое большое количество материй, что игла уже не в состоянии была удовлетворить спроса и перешить всю ту материю, которая так подешевела. Понадобились машины. Обычно указывают на английского столяра Томаса Сента, как на первого изобретателя швейной машины. Он 127
первый взял патент в 1790 г. на такую машину, но это изобретение существовало лишь на бумаге. Ни одна машина не была сделана по плану Сента, и его проект много лет пролежал в Английском бюро изобретений никем не использованный. Первая машина, с помощью которой действительно шили, была машина французского портного Тимонье. По своему устройству она походила на машину Сента, хотя едва ли француз когда-либо знал о патенте англичанина или слышал о нем. До 80 таких машин было изготовлено и пущено в ход для шитья одежды солдатам французской армии. Но портные и белошвейки испугались, как бы новая швейная машина не оставила их без работы. Машины Тимонье были уничтожены толпой, и он сам едва успел спастись. Но Тимонье не отчаялся. Вскоре появилась еще лучшей конструкции его машина, которая могла делать 200 стежек в минуту. Но и эта машина была уничтожена толпой. Удачнее сложилась история машины третьего изобретателя — американца Элиаса Гоу (Howe). Первая машина Гоу появилась на рынке в 1846 г. Она давала 300 стежек в минуту, т. е. работала приблизительно в пять раз быстрее швеи, вооруженной иглой. Но машины эти не имели успеха. Гоу решил поехать в Англию, и здесь он продает свое изобретение за 100 фунтов и за долю от прибыли. Но он был жестоко 128 Рис. 89. Швейная машина Зингера в 1851 г.
обманут фабрикантами и вынужден вернуться в Америку^ не имея гроша денег. Впоследствии Гоу рассказывал про себя, что над швейной машиной он начал работать, услышав раз замечание одного заказчика (Гоу работал в это время на заводе в Бостоне): Рис. 90. Швейная машина Гоу (1846 г.) „Кто изобретет швейную машину, тот будет богачом". Предсказание как будто бы не оправдалось. Гоу изобрел такую машину: а богатства не было. Он очутился, наоборот, без гроша денег и ехал теперь домой в Америку. Вернувшись домой, Гоу обнаружил, что в его отсутствие нашлись подражатели, из которых главный был Зингер, и что швейная машина распродается довольно ходко. 129
Гоу возбудил судебный процесс. Процесс тянулся несколько лет. Он закончился в пользу Гоу. За один год Гоу получил 200000 долларов, а весь доход с машин превысил 2 миллиона долларов. Слова незнакомца оправдались: Гоу стал богатом. Рис. 91. Американский изобретатель Элаас Гоу (1819-1868). По своей конструкции машина Гоу похожа на современные швейные машины. В ней также при помощи ручки приводится во вращение колесо, которое путем особого механизма заставляет двигаться иглу вверх и вниз. Но движения иглы не представляют собой подражание движению женщины, когда она шьет. Гоу подобно Тимонье создает особый шов. 130
Игла Гоу имела ушко близко к острию и при своем движении увлекала с собой нитку. В момент поднятия кглы нитка перехватывалась челноком, и таким образом создавался шов — „строчка". Упомянутая выше машина Тимонье делала „цепной шов" без участия челнока с помощью одной только нитки и крючка. Такой цепной шов, напоминающий собой петли вязаного чулка, обладает непрочностью и легко распарывается. Шов Гоу не обладает таким недостатком. Башмак, который продвигает ткань в современных машинах, изобретен не Гоу, а его конкурентом Зингером. Сейчас во всем мире находится в работе до 20 млн. швейных машин, и стоимость их такова, что швейной машиной может теперь обзавестись всякий. Последнее усовершенствование в швейной машине, это — применение в ней в качестве двигателя электрической энергии, что заметно повысило ее производительность. Если машина Гоу заменяла собой пять белошвеек и делала 300 стежек в минуту, а современная ручная машина производит до 600 стежек, то новейшая электрическая швейная машина дблает до 1500 стежек в минуту, и работа ее может заменить отч 8 до 10 ручных или ножных швейных машин. ОТ МОТЫГИ К ТРАКТОРУ В различных пунктах земли мы можем наблюдать самые разнообразные способы ведения сельского хозяй- ства, начиная от простейших и кончая современными формами лучших наших совхозов. Так, еще недавно в киргизских степях нашей республики мы могли видеть кочующих казаков*киргизов, зани- 131
мающихся исключительно скотоводством. Такой период — так называемый пастушеский период — пережили многие народы, но и он не является древнейшим. Было время, когда человек не только не сеял хлеба, но даже не занимался скотоводством и не знал употребления огня. Пищу он добывал себе охотой. Ряс. 92. Древие-вгнпетский плуг. Земледелие и скотоводство возникли в различных странах, повидимому, совершено самостоятельно. Женщинам из-за детей приходилось вести менее бродячую жизнь и делать запасы пищи—собирать плоды и зерна. Просыпав нечаянно зерна, а может быть и нарочно закопав их в землю (как это делают животные), чтобы скрыть их от врагов, первобытный человек мог заметить, что из зерна с течением времени образуется растение, при чем одно зерно дает десятки. Разумеется, тысячу раз это могло остатся незамеченным, но—рано или поздно — эта связь двух явлений была обнаружена. Зная эту связь, человек мог перейти уже к земледелию. 132
Первый земледелец бросал зерна на неразрыхленную почву, но рано или поздно он должен был заметить что хлеб растет лучше на обработанной почве. Разумеется, прошла не одна сотня лет, прежде чем человек понял, что на урожай оказывает влияние обработка почвы. Рис. 93. Древне-греческий плуг. Появление орудия в обработке почвы — огромное событие в истории сельского хозяйства. Ряс. 94. Древне-арабский плуг. „Первый плуг" представлял собой, позидимому, мотыгу— заостренную палку, наподобие той, которую употребляют кочующие племена для выкапывания съедобных корней, для сбивания с деревьев плодов, для нанесения удара врагу. Это было „универсальное орудие". Подобная „палка" употребляется некоторыми племенами Австралии, Южной Индии и в наше время. Больше приблизилась к нашему плугу — раздвоенная палка или ветка дерева с заостренным концом. Такое Ш
орудие с точки зрения его производительности — следующий шаг в методах обработки почвы, следующий момент в развитии плуга. Такие „плуги" встречаются еще сейчас у многих малокультурных народов. При помощи такого орудия почву Рис. 95. Норуанский плуг. можно было обрабатывать не копанием, а волочением по земле заостренного конца для образования борозды. Не может быть сомнения, что первые „плуги" приводились в движение силой человека. По крайней мере на Рис. 96. Обработка поля и засев по древне-египетским изображениям. одном памятнике древнего Египта изображено, как пахали землю в то время: пашут двое, при чем один впряжек в плуг и тянет его. 134
Разумеется, человека тяготила так&я работа, и, спустя некоторое время, он сделал попытку приучить для пахоты быков и лошадей. Древнейшее изображение „конной пахоты" мы даем здесь. Специалисты относят этот рисунок, найденный на скале Бугуслане в Швеции, к 1000 г. до нашей эры. Рис. 97. Плуг, описанный Плинием в 79 г. н. э. (реконструкция) Много столетий прошло, прежде чем в плуге было сделано дальнейшее существенное усовершенствование. В сочинении римского ученого Плиния мы находим описание уже довольно совершенного плуга: он снабжен колесом и ножом. Колесо не дает плугу входить слишком глубоко в землю. Нож — служит для того, чтобы отрезывать пласт земли и облегчать образование борозды. И колесо и нож такого плуга облегчают работу. Однако, плуг Плиния не был во всеобщем употреблении, и еще спустя, пожалуй, несколько сотен лет он был изобретен снова. Таков „саксонский плуг", изображение которого можно видеть на одном из календарей XI века. Плуг тащат быки. Он почти весь из дерева, только лемех и нож — железные. В начале XVIII века произошло дальнейшее усовершенствование в устройстве плуга. Голландские техники начали делать „отвал". Назначение отвала — перевер- 1S5
нуть дерн* который отрезали нож и лемех. Вместо орудия, напоминавшего скорей нашу соху, выработался наконец плуг в современном смысле слова. Голландский плуг оказался образцом для английского плуга и, пожалуй, для плугов всех народов. Отвал быстро был перенят всеми, и к концу XVIII века его можно встретить во всех культурных государствах. Однако, плуг все еще оставался почти весь деревянным и неуклюжим по форме. Вот как описывается постройка плуга в 1800 г. „Отвал был вырезан из дерева (по его волокну), и ему была придана такая форма, чтобы он хорошо работал. Во избежание скорого изнашивания плуга, на отвал его была набита железная пластинка от старой лопаты. Сторона, обращенная к земле, была из дерева, ее низ был обит тонким листом железа. Сошник (лемех) — железный со стальным наконечником. Нож сделан из железа. Дышло представляло собой деревянный брусок. Рукоятка, как и отвал были также деревянные". Таков был плуг 100 лет тому назад. Мощный расцвет промышленности в XVIII столетии в Англии и связанный с ним приток населения в города и промышленные области привел к чрезвычайно быстрому повышению цен на все сельскохозяйственные продукты. Потребовалась усиленная работа фермеров, чтобы удовлетворить быстро растущий спрос на продукты сельского хозяйства со стороны промышленного района. В хорошем плуге нуждались и САСШ, где приходилось поднимать вновь большие пространства земли. Поэтому-то следующий шаг в деле улучшения плуга сделан в Америке. Знаменитый Фома Джеферсон, впоследствии призидент САСШ, во время своего путешествия во Франции в 1788 г. обратил внимание на чрезвычайную неуклюжесть плугов, бывших здесь в употреблении. 136
В своем дневнике Джеферсон пишет: „Неуклюжесть отвала заставляет думать о том, какова должна быть его форма". Джеферсон имел в виду такую форму отвала, чтобы поднимающийся по нему пласт дерна двигался с наименьшим сопротивлением. Исходя из этого, Джеферсон спроектировал в 1793 г. новый тип отвала и применил его в своем имении в Виргинии. Форма плуга Джеферсона была затем улучшена другими конструкторами, и в настоящее время форма плуга рассчитана уже на основании научных данных. Железный плуг также появился впервые в Америке. Его построил в 1796 году фермер Карл Ньюбольд. Но он не нашел подражателей среди своих земляков. „Железо портит урожай", — говорили его противники. Плуги Нью- 1^Щт^\\ Рис. 98. Джеферсон, спроектировавший в 1793 г. .новый тип отвала. Рис. 99. Железный плуг Вуда, 1819 г. больда не покупались, и он должен был прекратить дело. Но вот настал день и 4^я. железного плуга. 137
В 1819 г. Вуд в Нью-Йорке берет патент на железный плуг, в котором все главные части—лемех, нож, отвал— были так прикреплены, что, если какая-нибудь из этих частей изнашивалась, ее легко можно было заменить новой. Это было хорошее изобретение. Плуги Вуда получили большое распространение, и Рис. 100. Паровая пахота с одним локомобилем по Фаулеру (1850). в половине XIX века в Америке железный плуг вытеснил деревянный. Однако, и железный однолемешный плуг не удовле* творял всех запросов, какие ему предъявляет земледелец. Он не может быстро вспахивать огромные поля, которые были в распоряжении фермеров, поднимавших новину в Южной или Северной Америке. Поэтому в середине XIX столетия появились многокорпусные пдуги, которые при одном проходе дают сразу три, четыре, пять борозд. 133
Первое время такие плуги приводились в движение лошадьми. Теперь это делает машина. Впервые для того, чтобы тащить плуг, была применена паровая машина. Одним из первых изобретателей парового плуга был Уатт. Но плуг его не на- Рнс. 101. Локомобиль для паровой пахоты по системе Фаулера. шел применения. Только после изобретения локомобилей плуг сделался „паровым". Впервые на такой плуг взял патент Фаулер. Локомобиль тащил плуги при помощи тросов (патент 1850 г.) Однако и паровой плуг уже на наших глазах уступает повсюду свое место „тракторному плугу". Тракторы явились в результате успехов развившегося автомобилестроения, когда начали строиться легкие двигатели внутреннего сгорания, работающие на нефти 139
или керосине. Выгода от применения трактора для работы с плугом оказалось настолько велика, что они несомненно в недалеком будущем вытеснят в сельскохозяйственных работах конную и паровую тягу. В связи с развитием электрификации и распростра- Рис. 102. Ворота Сталинградского тракторного завода (1931 г.). Украшение к годовщине Октября „Есть 105, даешь 144*. нением сети электрических проводов и на сельские местности, делаются также опыты электрической пахоты. В этом случае электрические плуги целого района должны получать двигательную силу от центральной электрической станции при помощи кабелей, подводимых к полю от ближайшей линии электропередачи. Впервые электрический плуг был построен в 1879 г., ко вошел в практику только в 90-х годах после работ Циммермана (1894 г.) и Брутшке (1896 г.). 14#
Чтобы видеть разницу в работе различных земледельческих орудий, достаточно сказать, что „копательной палкой" первого земледельца можно было „вспахать" за день не более 1/1000 гектара, первобытный плуг требовал для обработки одного гектара не менее месяца, соха может вспахать в день до двух гектаров, а если взять трактор, тянущий сорокалемешный плуг под управлением двух работников, машиниста и пахаря, то гектар будет вспахан через двадцать минут. ОТ СЕРПА ДО КОМБАЙНА Было время, когда человек не умел обрабатывать металлы и все его орудия были либо каменные, либо деревянные, либо костяные. Но уже и тогда ему приходилось собирать жатву. И надо думать, что он делал это просто, обрывая колосья, как мы сейчас собираем ягоды или орехи. Производительность такой „жатвы" была до чрезвычайности мала. Гораздо лучше срезать несколько колосьев и затем обмолачивать их. При таком способе скорость уборки урожая увеличивается во много раз. Но это можно сделать только металлическим орудием. Вот почему открытие способа обрабатывать металл—замечательное изобретение, произведшее переворот в истории человечества. Это изобретение можно сравнить по тому техническому перевороту, какое оно произвело, лиш с изобретением пороха в XIII в. или паровой машины в XVIII в. Когда появился впервые серп? На этот вопрос, повидимому, историки техники никогда не получат ответа. Почти все культурные народы нашего времени должны были пережить эпоху камня, прежде чем перейти к бронзе, меди или железу, т. е. к металлу. Например, в то время как вавилоняне, египтяне, финикияне уже пережили этот период и, утратив 141
свою самостоятельность, подпали под власть римлян, на севере наши предки еще переживали „период камня". Рис. 103. Жатва в древнем Египте (стенная живопись). Самым древним орудием жатвыг дошедшим до нас, является, повидимому, серп, найденный ученым Петри в развалинах одной недостроенной древне-египетской пирамиды. Рис, 104. Древне-египетские серпы: На рисунке мы видим, что уже за три — четыре тысячи лет до нашей эры серп по своему внешнему виду мало отличался от нашего. Опыт первых жнецов очень скоро привел их к тому выводу, что резать пшеницу и рожь лучше всего искривленным—„серпообразным" ножом, 142
И на протяжении многих тысячелетий серп и коса были единственными орудиями по уборке урожая. Впервые у римского писателя Плиния встречается описание довольно любопытной машины — жнеи, напоминающей современный „стриппер", но эта машина очень скоро исчезла из употребления. Рис, 105. Жатвенная машина, описанная Плинием в 79 г. н. э. (реконструкция). Вот ее дословное описание по Плинию (1 в. н. э.): „На обширных полях Галлии, — говорит Плиний,— для жатвы пользуются помещенным на ось с двумя колесами ящиком, одна из сторон которого имеет гребенку с наклоненными вниз зубьями... Этот ящик приводится в движение волом, который везет его перед собой; колосья, оборванные зубцами, падают в ящик". Более поздний римский писатель Палладий, написавший 14 книг по сельскому хозяйству, дал рисунок этой гальской жнеи (мы воспроизводим его здесь), при чем Палладий к описанию, очень схожему с описанием Плиния, добавляет: „Погоняльщик вола регулирует движение повозки, поднимая или опуская ее, и в несколько 143
часов оканчивает жатву. Такой способ удобен для обширных равнин, когда в соломб нет нужды". В средние века, в эпоху феодализма, мы не встречаем каких-либо приспособлений в сельском хозяйстве, напоминающих машину; то же самое следует сказать об эпохе торгового капитала. Жатвенные машины начали появляться в конце XVIII в. в Англии и С.-А. С. Ш. в связи с недостатком рабочих рук и сильным повышением заработной платы. Заглядывая в летопись истории техники, мы узнаем, что первые патенты на жатвенную машину были взяты англичанами: Бойсом (1799 г.), Гладстоном (1806 г.) и Смитом (1811 г.). Жнея Бойса имела режущий аппарат в виде горизонтального вращающегося диска. В машине Гладстона диск прикрепляли к повозке, которую везла одна лошадь, идя сбоку по полю, где хлеб еще не снят, и в этом был ее крупный недостаток. При этом в более поздних машинах Гладстона имелись еще вилы, которые вращались и захватывали срезанный хлеб. В машине Смита режущим аппаратом являлся диск. Он был устроен так, что его можно было поднимать или опускать во время работы. В английском журнале „Фармер мэгэзин" за 1816 г. встречаются очень лестные отзывы об этой жнее, при чем указывается, что в час она могла обработать до 40 ар (2/5 га), т. е. такая машина работала, примерно, раз в 20 скорее одного жнеца, Сто лет тому назад Машина Смита получила значительное распространение в Шотландии. В 1822 г. английский учитель Генри Огль построил модель жатвенной машины, работа которой была основана на совершенно новом принципе: оглобли для запряжки лошадей находились сбоку от режущего аппарата, а сам аппарат представлял собой раму. Спереди помещалась 144
железная полоса с зубьями, направленными вперед. Внизу под этими зубьями находился острый нож, который двигался взад и вперед и срезал хлеб, когда он находился между зубьями. Срезываемый хлеб наклонялся к ножам при помощи легкого „мотовила" и им же клался на платформу. Рис. 106. Жатвенная машина Белля, 1826>. В этой машине Огля мы наблюдаем крупное техническое улучшение режущего аппарата: впервые применен принцип ножниц, принятый во многих современных жнеях. Но время для жнеи еще не настало: машина Огля не получила распространения; ее качествами впоследствии воспользовались другие изобретатели с большим успехом. Здесь прежде всего следует упомянуть о машине шотландского министра Белля (1826 г.). В машине Белля лошади запряжены сзади жнеи, так что они толкают ее, а не тянут. Режущий аппарат стрижет хлеб, как 12 нояшиц, действующих рядом. Как и в машине Огля, хлеб при срезывании несколько наклоняется при помощи легкого мотовила (четыре движущихся 145
рамы) и падает на платформу. Платформа у этой машины представляет собой натянутый на два вала холст, который, передвигаясь справа налево, увлекает за собой срезанный хлеб. Дойдя до края, хлеб падает на поле. В 1851 и 1856 гг. машина Белля получила премию, и с тех пор она начала быстро раскупаться английскими земледель- Рис. 107. Машина Мак-Кормила в работ* (1840 г.). цами. При выдаче награды об этой машине было сказано следующее: „машина Белля имеет такие качества, каких нет у других: она может срезывать хлеб по всем возможным направлениям, может складывать его направо и калево от пути, по которому работает, для нее не требуется предварительного обкашивания нивы". Одновременно с машиной Белля на всемирной Лондонской выставке 1851г. фигурировали еще две машщщ' Гурсея и Мак-Кормика. 46
Гурсей — изобретатель, который создал современный режущий аппарат жнеи с его отдельными частями, могущими быть разобранными; ножом, пальцами и направи- телем. На свою жнею Гурсей взял патент 21 декабря 1833 г. Другой из упомянутых нами изобретателей, Мак- Рис. 108. Машина, которая жнет, молотит и вывевает зерно. (Снимок произведен в Америке.) Один кз первых комбайнов. Кормик (патенты: 31 июля 1834 г., 1845 г., 1847 г.), был менее оригинален, чем Гурсей. По своему устройству машина Мак-Кормика была почти повторением машины Огля, но удивительные организаторские и коммерческие способности Мак-Кормика сделали свое дело. Если в 1845 г. он продал всего 140 своих жней, то через шесть лет эта цифра дошла уже до 1000. К 1857 г. он довел ежегодный сбыт своих жней до 23000! Наш краткий очерк истории жнеи был бы неполн, если бы мы не упомянули о дальнейшей ее эволюции. Современная жнея обычно соединяется со сноповязалкой. Идут даже дальше и считают более выгодным снимать с поля прямо зерно при помощи „комбайна"* 147
На нашем рисунке изображена одна из таких машин. Ее везут от 30 до 40 лошадей. Машина сразу жнет, здесь же молотит и вывевает, так что получается уже готовое зерно. К такому же типу машин принадлежит „стриппер*, распространенный в Австралии. Надо заметить, что в боль- Рис 109. Стриппер в Австралии — машина, которая только срыаг.ет колосья, но не ЖН2Т. шей части Австралии ценность представляет лишь зерно» а соломой можно пренебречь. Поэтому, подобно жнее Плиния, стриппер снимает лишь колосья; при этом работа его барабана, отрывающего колосья, так быстра и сильна» что все зерно в момент отрывания здесь же вымолачивается, чтобы затем после передачи в часть, вывевающую зерно, оно было ссыпано в мешки. Таким образом стриппер производит в несколько минут: 1) отрывание колосьев, 2) вымолачивание зерна, 3) передачу зерна в веялку, 4) вывевание и 5) ссыпку зерна в мешки. Машина требует только четырех лошадей и одного человека. В день при работе четырех лошадей и одного кучера стриппер уберет больше 372 га. В то время как один работник (при урожае 20 копен на га) в день сож- 148
нет около >lU га, машиной Белля в день можно снять около 47г га, но при работе этой машины надо еще много времени и сил, чтобы свезти снопы к молотилке и веялке, надо время, чтобы вымолоченное зерно ссыпать в мешки. Стриппер делает все это на месте. ИСТОРИЯ МЕЛЬНИЦЫ Кто был первый мельник, где он жил? — На эти вопросы мы никогда не получим ответа. Уже древнейшие Рис. 110. Первобытная каменная ступка, заменяющая мельницу. Найдена на Кавказе. (Московский исторический музей*) культурные народы, египтяне и евреи, мололи зерно. Не может быть сомнения, что хлеб пек и первобытный человек, так как до нас дошли его мельницы в виде каменных ступок с пестиком. На нашем рисунке видим одну из таких первых мельниц. И ступка, и пестик — каменные. Этой мельнице сейчас уже около нескольких тысяч лет, она найдена на Кавказе и хранится в Московском историческом музее. Не может быть сомнения, что первая мельница представляла собой именно такую ступку, часто сделанную в скале. Уже древние египтяне после помола просеивали муку, как это мы видим на изображении в одном древне-еги- 149
петском храме. Заметим, что древне египетский хлеб мы вряд ли стали бы есть* В нем было очень много песку, так как жернова были плохие, слишком мягкие. Дальнейшим усовершенствованием мельницы или, вернее, дальнейшим движением вперед в способах обра- Рис 111. Мельница в древнем Рлме. ботки зерна явился метод перетирания зерна вместо толчения. Человек очень скоро убедился, что мука получается гораздо лучше, если зерно перетирать. Пестик сменился плоским камнем, который, двигаясь по плоскому каменному блюду, перетирал зерно. От камня, который перетирает зерна, легко уже перейти к жернову, т. е. заставить один камень скользить при вращении по другому камню. В древнем Риме существовало несколько типов мельниц: одни из них были небольшего размера, напоминая собой современную мельницу для кофе, другие, более крупные, приводились в движение двумя рабами или ослом. Мельница, изображенная на нашем рисунке, представляет собой остатки, найденные при раскопках Помпеи, погибшей, как известно, в 79 году при извержении Везувия. Основанием мельницы служит камень Л, посредине выпуклый. На Х5#
его вершине имеется железный штифт. Второй камень имеет два колоколообразных углубления, соединенных между собой отверстием. Этот камень напоминает собой песочные часы. Верхний, вращающийся камень внутри пустой. В том месте, где сходятся его колоколообразные углубле- Рис. 112. Мельница и пекарня в Помпее (79 г. н. э.). кия, имеется отверстие, поперек которого вставлена желез ная полоса. Зерно, попадая между камнями, перетирается и выходит наружу у основания нижнего камня. В Помпее был найден целый ряд таких мельниц. Хорошо знакомые нам водяные мельницы впервые появились также в древнем Риме. К водяному двигателю люди пришли, повидимому, тогда, когда заметили, что, вместо того чтобы вертеть водочерпальное колесо ногами, гораздо проще сделать у него лопатки и поставить его поперек течения. Тогда колесо будет само вертеться и черпать воду. 151
Римские писатели Витрувий и Страбон указываю*, что такие водяные мельницы были в употреблени еще во времена Юлия Цезаря (I в. до нашей эры). В средние века, начиная с XI века, водяные мельницы распространились по всей Европе. О ветряных мельницах нигде не упоминается в сочи- Рие. 113. Мельница д\я отжимания подсолнечного масла (рисунок Страдануса, 1570 г.). нениях древних писателей, поэтому надо думать, что они не были известны древним народам. Первое упоминание о них относится к VI веку. В Европе мельницы, приводимые в движение ветром, будучи переняты у арабов, появились в середине XI века и затем получили боль* шое распространение в виду своей простоты. За огромный период больше 500 лет (XIII—XVII вв.) не произошло никаких улучшений в мукомольном деле. Зато XVIII и XIX вв. принесли нам множество нововве» 152
двний, которые совершенно революционизировали обработку зерна. Около 1810 года в Австрии, главным образом в Вене, начали молоть пшеницу при помощи вальцов. Далее такой же станок был построен в Швейцарии в 1812 г., затем вальцовые мельницы перекинулись в Америку... Рис. 114. Современная фарфоровая вальцовая мельница. Новый способ сейчас же нашел должную оценку. Австрийская мука и хлеб сразу приобрели себе известность. Увлечение дошло до того, что считалось, будто новая мука даже более питательна! Принцип применения вальцов очень простой. Два рифленых чугунных или стальных вала вращаются 153
в противоположном направлении, и зерно, попадая между ними, раздробляется и превращается в муку. Вальцы могут быть и гладкие. Тогда они делаются из фарфора. Конец XVIII и начало XIX века принесли кроме усовершенствования в обработке также новую движущую силу—пар. Первая паровая мельница была поставлена в Англии Смитоном в 1760 году. Эта была курьезная установка, так как в ней машина Ньюкомена накачивала воду в резерзуар, и затем вода, падая, вращала колесо. С введением паровых двигателей мощность мельниц сразу увеличилась. Улучшилось и качество вырабатываемой муки. Для того чтобы читатель убедился, какой продолжительной и сложной обработке подвергается зерно в современных мельницах, мы должны сказать следующее. Все здание одной из таких мельниц имеет четыре этажа. В них расположены 11 валковых поставов, каждый с двумя парами валков. 7 ведут крупные помолы, 2 перемалывают отсевки и 2—с гладкими валками—перемалывают крупки. Просеивание производится на прос- ных рассевах, установленных в третьем этаже. Д\я сортирования помолов крупок и дробей имеется по пять соответственных машин и т. д. Такая мельница Смалывает в сутки 42 тонны пшеницы. В общем, в современных мельницах одна лошадиная сила смалывает при валках в 24 часа до 300 кг равномерного и прекрасного качества муки, лишенной всякой посторонней примеси.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ ТРАНСПОРТ ПРЕЖДЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКИ СОВРЕМЕННОГО АВТОМОБИЛЯ Замена живого двигателя, каким являлась по преимуществу лошадь, иным—механическим—составляла мечту техников на протяжении многих веков. Еще Леонардо да Винчи задумывался над проблемой „автомобиля". А голландскому физику Симону Стевину, известному в истории наук своими работами по гидростатике, удалось еще в XVI веке осуществить повозку, которая двигалась без помощи живых двигателей—силою ветра. До нас дошла листовка, выпущенная в 1600 г., в которой вместе с рисунком, воспроизводящим эту повозку, даются указания относительно устройства ее, достигнутой скорости и пр. Оказывается, что „ветряной автомобиль" Стевина развивал довольно значительную скорость—34 км в час! В 17 часов на такой повозке можно было бы сделать конец в 600 км (Москва—Ленинград). В своем устройстве повозка эта имела любопытную особенность. Ось задних колес могла быть повернута в требуемом направлении при помощи особого „руля". При постройке своей повозки Стевин, очевидно, подражал устройству лодки, где имеется руль. При первом испытании в экипаже Стевина сидело 28 человек. На очевидцев „парусный автомобиль" Стевина, пови- димому, произвел огромное впечатление. Один из писал телей того времени называет его „гаагским чудом" (испы- 155
тание производилось близ г. Гааги). „Иной мог бы увидеть тут не искусство, а работу диавола",—пишет другой из современников. Однако, этот автомобиль не привился даже в Голландии, где особенно интенсивно используется сила ветра. Вообще, парус вряд ли может играть роль в передвижении по суше. Во-первых, ветер не постоянен: его непостоянство вошло в поговорку; во-вторых, направление его не всегда является попутным; в-третьих, управление парусной повозкой, вроде экипажа Ci евина, требует большого искусства и навыка... Вбт почему об опытах Стевина очень скоро забыли. 156
История автомобиля вступила в новый период своего развития, когда человек овладел силой пара. Ряд инженеров, не исключая самого Уатта—этого главного пионера в использовании силы пара в технике, — начал проектировать автомобили, работающие силой пара. Рис. 116. Повозка Кюньо при испытании на улицах Парижа. Мысль о паровом автомобиле зародилась даже гораздо раньше мысли о паровозе и железных дорогах. Первый из таких паровых автобусов — знаменитая паровая повозка Кюньо, которая хранится сейчас в одном из парижских музеев. Этот паро-автобус был построен в 1769 г., когда никому еще не приходило в голову строить паровозы и железные дороги. Кюньо был французским военным инженером и предназначал свой паровой экипаж для передвижения артиллерийских орудий. При одновд из испытаний этой повозки 157
fio улицам Парижа машина вдруг покатила так скоро, что „шофер" не был в состоянии ею управлять, и ока ударилась в стену одного из домов. Этот случай положил конец испытанию, машина была отведена в арсенал, а впоследствии ее отвезли в один из парижских музеев, где она и сохраняется. Попытка Кюньо была не единственной. Как уже было сказано, конец XVIII и начало XIX вв. были эпохой усиленной работы над паровой машиной, главным образом в Англии. В это время жили Уатт, Тревесик и ряд других инженеров, которые делали попытки применить силу пара к транспорту. Джемс Уатт взял в 1786 г. патент на паровую повозку. Однако, проект его не был приведен в исполнение, так как Уатт был целиком поглощен разработкой своей неподвижной паровой машины. Инженер той же фирмы Мёрдок пошел несколько дальше. Он построил несколько мелких и изящных моделей паровых экипажей. На практике эти модели не были использованы, так как Уатт и его компаньон Бельтон не поддержали Мёрдока в его начинаниях. В то время как на материке производились эти опыты, в Америке еще с 1772 г., т. е. за много лет до патента Уатта, работал над проблемой парового автомобиля Оливер Ивенс. Уже в 1786 г. этот изобретатель делал попытки получить патент на свой автомобиль, но встретил отказ: задача показалась чрезвычайно фантастичной. Ивенс посылал агентов в Англию, чтобы продать свое изобретение, но всюду к его проектам относились недоверчиво. Тогда Ивенс решил осуществить свое изобретение на личные средства. Постройка обошлась ему в 3000 долларов (6000 р.). Она представляла собой „помесь" лодки с паровой повозкой. При испытании изобретателя приветствовали 20000 зрителей. Но его оригияал&ный эки- 158
паж не имел экономической базы для эксплоатации и потому, как и многие предшественники современного автомобиля, не привился. „Очевидно, — писал Ивенс, — одно поколение может сделать только один шаг вперед и не более". А между Рис. 117. Паровой автомобиль Тревесика. тем Ивенс не сомневался, чго „придет время, когда из города в город будут передвигаться на паровых экипажах с быстротой полета птиц". Не имели успеха также опыты над постройкой автомобиля Тревесика — в Англии. В 1803 году Тревесик построил паровой автомобиль на 10 человек. Этот экипаж вызвал такой интерес среди ученого мира, что его пожелали видеть в Лондоне, куда он и был привезен. Ученые того времени, например, химик Дэви, известный изобретатель безопасной лампы для рудокопов, предсказывали паровому автомобилю Тревесика блестящую 159
будущность. Но лрактика не оправдала этих предсказаний. Огромной помехой оказалось невероятное состояние дорог. Не только для пассажиров неудобны были постоянные толчки и сотрясения при езде, они были опасны и для самой машины, мешая ее работе и не давая возможности удерживать на паровой машине уголь на колосниковой решетке. В виду этого Тревесик должен был оставить опыты. Он продал свой экипаж, и его превратили в простую паровую машину. Невозможность передвижения парового экипажа по обыкновенной дороге и навела Тревесика на мысль устроить специальную дорогу для паровых экипажей. Так возникла мысль о „железной дороге" — по рельсам с паровой тягой. Мы еще вспомним о работах Тревесика, когда будем говорить о железных дорогах. Неудачные опыты Тревесика заставили на много лет отказаться от постройки паровых автомобилей. С тех пор начинают быстро развиваться железные дороги. Однако, у железных дорог был крупный недостаток: постройка их оказалась очень дорогой. Это вызывает в 20-х и ЗЭ-х годах XIX столетия новое увлечение паровыми автомобилями, так что в начале 40-х годов в Лондоне, например, насчитывалось уже до 100 паровых автобусов. Существовали два типа паровых экипажей: один представлял обыкновенный экипаж, прицеплявшийся к особому возку с паровой машиной, в другом же экипаж и машина составляли одно целое. Это были чрезвычайно неуклюжие и тяжелые повозки. Экипаж Гурнея (1831 г.) весил 1750 кг; он интересен тем, что в нем имеются стержни, служившие для отталкивания при трогании с места. Скорость этого экипажа доходила до 24 км в час. Особенно прославился в то время экипаж Ганкона (1836 г.) с колесной цепью. Период расцвета парового автобусного движения в Англии продолжался недолго. Оно встретило противо- 160
действие со стороны самых разнообразных слоев насе ления. Одни говорили, что паровые автобусы делают небезопасным движение по дорогам, что дымом и пылью они заражают воздух, а разбрасываемые ими искры грозят пожаром, что они лишают работы кучеров и владельцев конных экипажей и т. д. На улицах Лондона толпа останавливала автомобили и не давала им двигаться вперед, издеваясь над машинистом и пассажирами. По сельским дорогам старались мешать движению автомобилей, бросая на дорогу камни, бревна. Все это заставило английских владельцев паровы экипажей сплотиться, и в 1831 г. они добились парламентского расследования. Но не дремали и владельцы железных дорог. Им удалось добиться того, что парламент издал закон, совершенно подорвавший паровое автобусное дело. Закон гласил: „1. Число рабочих, обслуживающих автобус, не должно быть меньше трех. 2. Перед каждым паровым автомобилем за 100 ярдов впереди его должен итти человек (!) с красным флагом и предупреждать население, 3. Скорость автомобиля не должна превышать четырех миль в час (6,4 км). 4. Должны быть соблюдены предосторожности относительно возможности взрыва парового котла" и пр. Этот закон делал почти невозможным паровое автобусное движение. И мы видим, как взамен его в Англии начинает очень быстро развиваться железная дорога. Попытки строить паровые автобусы, однако, не прекратились в других странах: во Франции, например, пароавтомобили исчезли лишь на пороге XX столетия Многие парижане еще сейчас помнят эти паровые автобусы! 161
Совершенно новая эпоха в истории автомобилизма началась с появлением „газовой машины", изобретенной в I860 г. механиком Ленуаром и усовершенствованной немецким инженером Отто. Почему паровая машина должна была „сдаться" перед газовым двигателем и перед так называемым „двигателем внутреннего сгорания"? Рис. 118. Устройство первого автомобиля Бенца(1886 г. Видны рьГчаги, регулирующие ход, единственный цилиндр (справа), поршневой шток, прикрепленный к коленчатому валу ремень, надетый на шкивы, маховое колесо (расположено горизонтально). Человек всегда мечтал иметь легкую механическую коляску и притом такую, чтобы на нее можно было когда угодно „сесть и ехать". Удовлетворяла ли этим условиям паровая машина? Нет. Как бы ни был хорош котел, он требует известного времени для разведения пара. Паровая машина обладает еще и другим недостатком: она слишком много весит. Поэтому единственное, что могла паровая машина дать—это обслуживать паровоз или паровой автобус, которые отходят в определенные часы, по расписанию. 162
Совсем иначе стало, когда появился двигатель внутреннего сгорания, готовый к работе во всякое время. Вес его невелик, и, кроме того, двигатель внутреннего сгорания выгоднее парового, так как поглощает меньше горючего. Все это и послужило причиной очень быстрого рас- пространения нового „газового двигателя", как его первое время называли. Промышленное значение газовый двигатель получил лишь со времени появления так называемого „четырехтактного" двигателя, изобретателем которого является немецкий инженер Отто. Впервые такой двигатель фигурировал на выставке в Париже в 1878 г. В двигателе Ле- нуара 1860 года вспышка производилась при помо- п но гт « * т? г Рис. 11У. Первый автомобиль Бенца щи искры, как И В (1886 г.) мощностью 3/4 лош.силы. современном авто- Скорость от 10 до 15 километров в час. мобильном двигателе. Но в двигателе Ленуара, как и в двигателе Отто, горел светильный газ. Для автомобильного двигателя такое горючее было непригодно. Нужно было добыть рабочий газ посредством испарения какой-либо горючей жидкости. Для этого могли служить: керосин, спирт, бензин. Техника остановилась на бензине. Одним из первых автомобилей с бензиновым двигателем был автомобиль Бенца. Сейчас этот „дедушка-автомобиль" хранится в Мюнхенском музее. Чрезвычайно 163
любопытно его устройство. У этого родоначальника наших автомобилей не четыре колеса, а только три. Мотор находился сзади. Мощность мотора всего 3Д Лошадиной силы. Бенцу пришлось очень много поработать— и в этом его заслуга — над тем, чтобы сделать свою Рис. 120. Паровой автобус, ходивший между Лондоном и Бирмингамом в 1832 г. машину быстроходной и в то же время достаточно легкой. Коленчатый вал двигателя поставлен вертикально, чтобы маховое колесо (оно ясно видно на нашем рисунке) вращалось в горизонтальной плоскости. Такой конструкцией Бенц хотел придать большую устойчивость своему экипажу; кроме того, в случае вертикального вращения махового колеса, как это имеет место у всех паровых машин, экипаж был бы менее поворотлив. Вращение коленчатого вала двигателя передавалось при помощи 164
зубчатого колеса на горизонтальный вал. На этом последнем насажен шкив. Шкив и зубчатые колеса с цепью вращали горизонтальный вал заднего колеса. При остановке можно было выключить мотор помощью рычага. Рычаг переводил ремень с рабочего вала, свя- Рис. 121. Французский паровой автобус 1886 г. эанного с осью колеса, на нерабочий, и мотор начинал работать вхолостую. Воспламенение газовой смеси производилось в автомобиле Бенца при помощи электрической искры. Ток добывался от батарей из Бунзеновских элементов. Этот „дедушка-автомобиль" мог развить скорость от 10 до 15 км в час. Однако, родиной современного автомобиля все же надо считать Францию и Америку. Это во Франции, главным образом благодаря организован ньш гонкам 165
и призам были выяснены все преимущества двигатели внутреннего сгорания в сравнении с паровым. Американский „автомобильный король" Форд построил свою первую машину в 1893 г. „Форды" сейчас разъезжают по улицам Москвы и Ленинграда. Поэтому чрезвычайно любопытно сравнить их с родоначальником (1893 г.). Автомобиль на улицах городов появился только в начале XX века. Так, в Берлине было разрешено автомобильное движение только 15 июня 1901 г, По количеству автомобилей Европа сначала была впереди Америки, но уже после 1910 г. благодаря Форду производство начинает быстро расти, и к 1926 г. в Америке оказывается в 6 раз больше автомобилей, чем в Европе. Еще в 1923 г. в Нью-Йорке было так много автомобилей (свыше миллиона), что все население этого города могло бы при желании выехать на автомобилях и покинуть город. В СССР до Октябрьской революции совсем не было производства автомобилей. Перегнать Америку нам будет поэтому не легко, но рано или поздно это неизбежно. Вот некоторые числа, характеризующие автомобильную промышленность во всем мире: Европа Америка в 1904 г. имела .... 33 тыс. 6,5 тыс. „ 1910 г. .... . 144 „ 180 „ 1926 г. , .... 434 „ 2 450 , Америке нужна было 6 лет, чтобы перегнать Европу. Мы перегоним Америку в более короткий срок. Догнать Америку нам будет тем более возможно, что последние годы производство за границей автомобилей сильно сократилось. В САСШ производство упало в сравнении с 1929 г. на 56%, в Канаде на 69%. В евро- 166
1929 >358 263 233 248 54 80 5 1930 3 355 154 236 221 36 70 8,5 1931 2 389 82 223 196 31 60 23,4 пейских государствах тоже заметно падение автомобильной промышленности, как это видно из помещаемой здесь таблицы, опубликованной в одном немецком специальном журнале. Числа даны в тысячах: САСШ. Канада . Англия . Франция Италия . Германия СССР . Только СССР гигантскими шагами вступает на путь крупного производства автомобилей. ПЕРВЫЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ Первые железные дороги были построены в Англии, где расцвет промышленности в конце XVIII века поставил на очередь вопрос о более скорой и дешевой переброске товаров. Уже в начале XIX века мы наблюдаем появление железных дорог с конной тягой. Успехи паровой машины по откачке воды из шахт и рудников побудили ее строителей сделать попытку применить пар для перевозки угля. Так возникла мысль о паровозе. В очерке о „предшественниках автомобиля" я уже указывал, что плохое состояние дорог привело многих инженеров к паровым экипажам, катящимся по рельсам. Рельсы изобретены давно. Рельсовый путь применялся еще в XV и XVI веках в шахтах и рудниках, в виде деревянных брусьев, по которым перевозились тачки (вагонетки) с.рудою. В середине XVIII века деревянные колеи стали заменяться в английских каменноугольных копях железными рельсами, которые постепенно совершенствовались. 167
Не следует, однако, думать, что паровоз, поставлен* ный на рельсы, сразу сделался „пассажирским паровозом". Всякая машина, всякое изобретение, как бы ни были они гениальны по мысли, которая в них заложена, не могут иметь успеха, если появление их не вносит какой- Рис. 122. Первые строители железных дорог снабжали рельсы зубчатой рейкой, а паровоз — зубчатами колесами, так как были убеждены, что паровоз не поедет по гладким рельсам. либо экономии во времени, энергии, силе... Таков основной закон развития техники. История паровоза подтверждает эту мысль. Больше двадцати пяти лет паровоз влачил жалкое существовав ние „перевозчика каменного угля", так как не мог бороться с лошадиной тягой ни по скорости, ни по тем выгодам, которые он мог дать своему владельцу. Возникли и технические затруднения. Прежде всего возник вопрос о пригодности для паровоза гладких рельсов. Инженеры того времени были убеждены, что между гладкими рельсами и гладкими колесами невозможно получить достаточного сцепления. Вот почему, когда один владелец угольных шахт решил ввести паровуТю тягу на своей конной железной дороге, инженеры заявили, что 168
гладкие рельсы придется снабдить зубчатой рейкой, а паровоз — зубчатыми колесами. Такой паровоз и был построен инженером Блекинсоном и осенью 1812 г. совершил свою первую поездку. Он мог везти на горизонтали поезд весом в 100 тонн со скоростью всего б км в час. И только при весе поезда в 20 тонн мог развивать скорость большую — до И км. И все же такой „черепаха- паровоз" работал до 1834 г.! Между прочим, это был первый паровоз, несший правильную службу. Необходимо было произвести спецальные опыты, чтобы опровергнуть предвзятое мнение о непригодности гладких рельсов. Это и было сделано в 1812 г. Только в 1813 г. появился, наконец, локомотив, двигающийся уже по гладким рельсам. Вследствие шума, который производил пар при выходе из его трубы, паровоз получил название „Пыхтящий Билли". Он работал полвека — до Рис. 123. Тревесик (1771—1833), 1862 Г.—И сейчас хранит- изобретатель паровоза. ся в музееи Как уже сказано, паровозы в начале своей карьеры употреблялись лишь для перевозки грузов, главным образом каменного угля. Пассажирский паровоз появился благодаря энергии и изобретательности Джорджа Сте- фенсона. Этот сын кочегара, по профессии машинист, сыграл огромную роль в истории железных дорог. Им построена в 1822 г. в Англии Гёттоновская железная дорога, затем дорога между Ливерпулем и Манчестером. 169
Надо заметить, что в то время между Ливерпулем и Манчестером происходило усиленное движение, имевшее громадное значение для торговли. Перевозка по каналам и большим дорогам производилась слишком медленно для удовлетворения требований хлопка. Случалось, что хлопок, предназначавшийся для Манчестера, лежал в Ливерпуле столько времени, сколько требовалось для переправы его через Атлантический океан. Сотни рабочих должны были оставаться без дела, когда запасы материала истощались раньше, чем получался новый. Позвали Стефенсона, который должен был изложить свое мнение о проведении железной дороги. Последняя при неровности почвы и болотах представляла значительные трудности. Но Стефенсон утверждал, что проведение железной дороги не только будет возможно, но и пойдет успешно. Инженеры и землемеры немедленно приступили к делу. Но надзиратели за дорогами, землевладельцы, владетели каналов, лорды и крестьяне подняли громкий крик, видя в этом нарушение права собственности, старались всячески замедлить начавшиеся работы; даже женщины и дети нападали на землемеров с камнями и бранью... Пришлось отложить постройку. Один из членов парламентской комиссии по построению железных дорог счел нужным предложить смельчаку 170 Рис. 124. Георг Стефенсон (1781-1848).
несколько „затруднительных" вопросов и спросил его между прочим: — Положим, что машина, проходящая в час от девяти до десяти английских миль, наткнется на корову; вы не находите, что это обстоятельство может иметь плачевные последствия ? — Непременно, — отвечал Стефенсон, лукаво улыбаясь, — это имело бы самые плачевные последствия для коровы. 25 сентября 1825 г. была открыта первая железная дорога между городами Стоктон и Дарлингтон. Она имела в длину всего 27 километров. Это была первая железная дорога для перевозки пассажиров и товаров. Открытие Стоктон-Дарлингтонской жел. дороги произошло довольно торжественно. Один из участников описывает это открытие следующим образом: „Во главе поезда следовал паровоз „Локомошен", впоследствии переименованный в „№ 1", управляемый строителем его — Стефенсоном. За паровозом следовали шесть вагонов с углем и мукой. Вслед за ними — вагон с директорами и владельцами дороги. Затем 2Q. угольных вагонов, приспособленных для пассажирского движения и переполненных пассажирами, и, наконец, б вагонов с углем. Впереди паровоза скакал верховой с флагом, на котором было написано по-латыни: „Опасность для отдельных лиц, польза для всех". По обеим сторонам пути стояла большая толпа народа. Многие бежали за поездом. Другие верхом следовали за ним по сторонам пути. Последний имел небольшой уклон к Дарлингтону, и в этом месте Стефенсон решил испытать скорость паровоза. Дав сигнал верховому сойти с пути, Стефенсон увеличил скорость хода до 24 км в час". Локомотив „№ 1" 1825 г. имел два больших недостатка: его котел и топка не могли давать много пара, а плохая машина расходовала его очень много. Поэтому 171
он то-и-дело останавливался, пока не накопится снова пар в котле, и был пригоден лишь д\я малой скорости. До 1830 г. на Стоктон-Дарлингтонской железной дороге только товарные поезда приводились в движение при Рис. 125. Картинка, которую можно было видеть сто лет назад. помощи паровоза. Пассажирские же вагоны, требовавшие большой скорости, везлись лошадьми. Время и для пассажирских поездов пришло лишь после того, как „Ракета" победила на знаменитом состязании паровозов. Это состязание на приз в 500 ф. стерлингов было объявлено директорами Ливерпуль-Манчестерской железной дороги. На состязание или, как говорят англичане, на „историческую битву локомотивов" было допущено 4 паровоза различных конструкторов, в том числе „Ракета" Стефенсона. Приз единогласно был присужден „Ракете". Она одна выдержала испытание, показав большую выносливость, скорость до 48 км в час при поезде в 13 тонн весом, далеко превзойдя те нормы, которые были поставлены в условиях конкурса. Успех „Ракеты" объясняется усовершенствованиями, которые сделал Стефенсон в котле. В отличие от паровозов предшественников, в этом паровозе — трубчатый котел; далее: отработанный пар выпускался из цилиндров не прямо в воздух, а в дымовую трубу, отчего увеличи- 172
аалась тяга и достигалось более полное сгорание угля в топке. Замечательно, что с момента, когда был создан паровоз типа „Ракета", вплоть до нашего времени конструк- Рис. 126. Сравнительная величина паровоза 1829 г. („Ракета") и современного паровоза. ция локомотивов в основных чертах осталась неизменной. Развитие паровоза шло согласно закону экономии. Так, росла мощность паровозов, потому что более мощный паровоз тратит меньше топлива на каждую лошадиную силу, чем паровоз маломощный, и везет большой поезд. Увеличивалось все больше и больше давление в котле, потому что пар высокого давления работает во много раз экономнее, чем пар с низким давлением, и т. д. Ни одно из изо- бретений,заисклю- чением разве книгопечатания и паровой машины, не оказало такого глубокого влияния на жизнь народов, как железные дороги! Особенно сказалось развитие железнодорожной сети на железоделательной промышленности. Если Англия в 1740 году выработала всего 17000 тонн железа, то уже в 1796 году, с появлением паровой машины, выра- Рис. 127. Тоннель Манчестерской ж. д. (рис,1830 г.). Характерна для того времени ширина колеи. 173
ботка оказалась равной 125 000 тоннам, а после появления железных дорог &та цифра возрастает в 1839 г. до 1350000 тонн, т. е. количество вырабатываемого железа за 100 лет увеличилось более чем в 80 раз. Не меньшее влияние имела железная дорога на развитие строительной техники. Проведение железной дороги по сравнительно ровной Рис. 128 .,У железной дороги" (с картины Перова). местности не представляет затруднений, за исключением перехода больших рек. Хотя устройство мостов было давно известно человечеству, однако, здесь ставилась совершенно новая задача: мосты должны были выдерживать нагрузку, о которой человек даже начала XIX столетия не имел никакого представления. И эта задача теперь решена. Поезд железной дороги беспрепятственно может пройти от берегов Атлантиче- 174
ского океана, через всю Европу и Азию до берегов Великого океана, несмотря на то, что путь этот пересекается множеством рек, в числе которых такие, как Волга и Енисей. Некоторое представление о росте железных дорог во всем мире могут дать следующие данные. В 1840 г. длина пути построенных дорог была всего 8650 км; через двадцать лет эта цифра возросла уже до 108000 км, а к началу XX века длина всего железнодорожного пути оказалось равной 817 000 км. Статистика же 1920 г. говорит, что эта цифра перешла уже за 1100 000 км! Длина такой железной дороги почти в 3 раза превосходит расстояние Земли от Луны. Из этого количества железнодорожного пути почти полозкна (около 425 000 км) приходится на Североамериканские Соединенные Штаты. КАК РОС И СОВЕРШЕНСТВОВАЛСЯ ПАРОХОД В 1753 г. Парижская Академия наук объявила конкурс на решение вопроса о замене силы ветра другими способами для движения судов. Если бы Академия была более осведомлена в истории изобретений и заглянула в своды выданных патентов, то она нашла бы, что еще в 1736 г. англичанин Холле (Jonathan Hulls) взял патент (21 декабря) на приведение корабля в движение паровой машиной Ньюкомена. Правда, английское адмиралтейство отвергло предложение Холлса использовать его патент, ссылаясь на несовершенство этой машины, так что в некотором отношении академия была права, объявляя конкурс. В летописях истории техники отмечено однако, что еще Денис Папен в 1707 г. плавал на своем пароходе, J75
при чем в письме к Лейбницу Папен пишет: „Сила течения до такой степени ничтожна в сравнении с силой моей машины, что с трудом можно заметить более быстрый ход судна вниз по течению, чем вверх". Но, как известно, машина Папена была разрушена толпой судорабочих, опасавшихся, что с появлением машины они лишатся заработка. Повидимому, все эти факты не были известны парижским академикам. Заметим, что вопрос „о новом способе для движения судов" мог интересовать в то время лишь деятелей по речному транспорту. На море вряд ли пар мог конкурировать с ветром. Дело в том, что выработанное веками искусство мореплавания, лавирования при встречных ветрах, удачного использования морских течений и постоянных ветров позволяло кораблям двигаться вперед почти безостановочно, развивая скорость, соответствующую скорости современных грузовых пароходов. Кроме того, на пар нужно было топливо (лишний груз!), т. е. деньги, ветер же был даровой. Поэтому, если пар и мог конкурировать в то время с ветром, то только на 176 Рис. 129. Петербургский академик Даниил Бернулли.
реке, которая в отношении ветра находилась в худших условиях чем море. И мы увидим, что первые пароходы появились на реках. Возвратимся, однако, к конкурсу, который объявила Парижская Академия наук. Рис. 130. Пароход Фича (1787 г.); паровая машина приводила в действие систему весел. Решений на вопрос, предложенный академией, было получено много. Среди них одно было прислано нашим академиком, знаменитым Даниилом Бернулли, который предлагал осуществить судно, где два бортовых гребных колеса, вроде ветряных, вращались бы паровой машиной или конным приводом, при чем Бернулли доказал, что существовавшая в то время машина Ньюкомена непригодна для этого, так как может развить скорость не больше 4 км в час. Первые патенты Уатта, которого обычно считают изобретателем паровой машины, появились в 1765 г. Француз Жуфруа был первый, который использовал эту машину для парохода, и 15 июля 1781 г. в присутствии 10000 зрителей была произведена первая пробная поездка на таком пароходе по реке Сене — настолько удачная, что Жуфруа просил о выдаче ему исключительного права 177
на пароходство. Правительство, однако, отказало. И дело о речной паровой тяге остановилось снова! Заметим, что в пароходе Жуфруа одноцилиндровая машина системы Уатта приводила в движение два бортовых гребных колеса. К сожалению, нам неизвестно, Рис. 131. Схема устройства машины на пароходе Саймингтона „Шарлотта Дундас" (1801 г.) какова была скорость парохода Жуфруа. Надо думать, что приблизительно она была равна скорости американского парохода Фяча (1787 г.), показавшего 9,25 км/час, или Саймингтона (1788 г.) —12,1 км/час. Фич (американец) и Саймингтон (англичанин) — два инженера, много потрудившихся над осуществлением парохода. Первый из них, истратив все свои средства на постройку парохода и не найдя поддержки в своих начинаниях, покончил жизнь самоубийством. Второй действовал более удачно. Саймингтон йашел капиталистов, заинтересовавшихся его делом. В 1788 г. Саймингтон построил паровой катер для богатого промышленника Миллера. Катер показал хорошую „резвость" —12,1 км/час. Но скоро Миллер охладел к своей „игрушке"* 178
Между прочим, катер этот хранится до сего времени в одном из музеев Лондона! Затем в 1801 г. Саймингтон построил пароход по заказу лорда Дундаса. Этот буксирный пароход, предназначавшийся для буксировки барок по каналам, носил название „Шарлотта Дундас". Длина его была 14 м и ширина 5,4 м. Испытание парохода дало хорошие результаты, но владельцы каналов запретили плавание под предлогом, что „волны от хода катера будут подмывать берега канала"! И этот пароход оказался без дела. Пароход, получивший практическое применение, был построен Фультоном. Роль в истории парохода этого изобретателя такова же, как Уатта — в истории паровой машины и Стефенсона — в истории паровоза. Точные исторические даты, связанные с именем Фультона, следующие: 24 января 1803 г. Фультон представил проект своего парохода Консерватории искусств и ремесел в Париже. 9 августа 1803 г. пароход был испытан на Сене. Но Наполеон I, считая Фультона шарлатаном, не захотел поддержать изобретателя в его начинании, и Фультон уехал в Америку. 17 августа 1807 г. Фультон, благодаря поддержке американского посланника Ливингстона, давшего ему Рис. 132. Паровая машина на пароходе ,Клермонта Фультона (1807 г.) 179
средства, совершил первую поездку по реке Гудзон на пароходе „Клермонт", показав среднюю скорость 8 км/час. „Клермонт" был первый пароход, который начал делать регулярные рейсы. Однако, не нашлось ни одного Рис. 133. Первый пароход „Клермонт" Фультона (1807 г.). пассажира при первом рейсе. На обратном пути оказался только один смельчак. Фультон не взял с него денег! Как мы видим, первым изобретателям парохода пришлось испытать много разочарований и проявить много терпения, прежде чем добиться каких-либо результатов. Заметим, что Фультон увековечил себя также, как строитель первого военного парохода, который вышел из дока 1 июня 1815 г. — в год смерти изобретателя. Деятельность Фультона, как я сказал, развивалась в Америке. Первый пароход в Европе — „Комета", построенная Белем, совершила пробную поездку 12 августа 1812 г. Свое название пароход получил от „Кометы 1812 г/, наводившей ужас на население, которое видело э ней 380
„бйч божий". Комета была будто бы „предвестницей всех бедствий, которые испытала Европа в связи с деятельностью Наполеона". До 1818 г. пароходы строились исключительно для речного транспорта. Первый пароход, пересекший океан, был „Саванна", построенный в 1818 г. Однако потребовалось 26 дней, чтобы это бывшее парусное судно длиной всего й 30 м и в 300 тонн водоизмещения (такого размера была каравелла Колумба) переплыло океан. Во время этой пробной поездки не хватило угля, „Саванне" пришлось 18 дней плыть под парусами! 20 июня 1819г.„Саванна" прибыла в Ливерпуль, потратив, как мы сказали, на плавание 26 дней. Сейчас океанский пароход может сделать тот же рейс приблизительно в 5 дней. Какова была дальнейшая история океанского парохода? В истории океанских пароходов сыграл огромную роль гребной винт, изобретение, которое осуществлено целым рядом инженеров. Первый патент на пароходный винт был взят англичанином Брамахом — конструктором замков и изобретателем гидравлического пресса — 9 мая 1S1 Рис. 134. Изобретатель парохода Фультон (1765-1815).
1785 г. (№ 1478), но этот патент не нашел применения. Затем австрийскому инженеру Ресселю удалось построить пароход с винтом его системы (1829 г.) и близ Триеста испытать его. Однако опыты не показали каких-либо преимуществ винтового парохода. Рис. 135. Первый океанский пароход „Саванна* (1819 Гг). Только с появлением парохода „Архимед"стало ясно, какую роль должны сыграть винты в увеличении скорости пароходов. „Архимед" развил в 1839 г. скорость 18,5 км/час (в настоящее время пароходы делают 47 км/час). Винт на этом пароходе был системы Смитса, двулопартный с диаметром всего 17г м. В Англии изобретателем гребного винта считают Смитса, но несомненно, что Рессель опередил англичанина так же, как француза Соважа, 182
которому Франция приписывает честь изобретения греб - ного винта. Пароход „Архимед" никогда не плавал через океан. Только с 50-х годов гребные винты появились на океанских пароходах. Рис. 136. Пароход-гигант „Грит-Истсрн" (описанный Жюль-Верном под названием „пловучии город"). Спущен на воду в 1852 г. В истории океанского парохода был интересный момент, чрезвычайно поучительный для инженера-конструктора: в 1852 г. был построен Брюнелем знаменитый пароход „Грит-Истерн" длиной в 211 м и водоизмещением в 32000 тонн. Это был „пловучий город", послуживший темой для романа Жюль-Верна. Но „Грит-Истерн* вскоре должен был сойти со сцены, так как не нашел достаточного количества пассажиров и груза для своих рейсов. Свое существование этот пароход-гигант влачил сначала как кабельное судно для прокладки трансатлантического ка» беля, а затем на пристани, как квартира для портовых служащих! Ш
Поучительно проследить, как спускается линия, изображающая число дней рейса из Америки в Европу. В 1819 г. первый пароход, переплывший через океан, «Саванна" совершил такой рейс в 26 дней, в 1840 г. это число уменьшилось до 11, в наше время „Левиафан" (1919 г.) совершает рейс из Европы в Америку меньше чем в 5 дней, развивая скорость до 27 узлов в час! Заодно сообщим здесь также, как росла мощность машин парохода. „Британия" (1840 г.) обслуживалась машиной в 740 лошадиных сил (л. с), „Грит- Истерн"—7650 лош. сил (1852 г.), через 40 лет—в 1893 г. пароход „Компания" об-ва Кунарда имеет уже машины мощностью в 30 000 лош. сил, а такой пароход как „Левиафан** (1919 г.) обслуживается машинами, из которых большинство — паровые турбины—общей мощностью в 70 000 лош. сил! Мы заканчиваем наш далеко неполный очерк истории парохода описанием котельной современного океанского парохода, заимствуя его у одного английского автора. Самые большие пароходы требуют для управления машинами и для работы около топок свыше 150 человек, от которых требуется неослабное внимание. На некоторых атлантических пароходах работа эта необычайно тяжела, в особенности, когда в море поднимается волнение. Волны в 20 футов высоты уж достаточны для того, чтобы даже лучший океанский пароход принужден был считаться с ними, если он желает удержать прежнюю скорость хода. Нос его то поднимается высоко к небу, а корма опускается в воду,, то, наоборот, корма поднимается вверх и винты начинают вертеться в воздухе; между тем ведь во всех положениях машина работает непрерывно. Воздух с ревом и свистом врывается в топки, в которых день и ночь горит пламя, при чем тяга поддерживается выпускаемыми в трубу парами; пар, сгущенный в теплую воду, стремится в котлы, и полунагие
кочегары по нескольку часов движутся перед топками, подбрасывая уголь, подгребая его, всеми силами стараясь поддержать то давление пара, какое только могут вынести котлы. Лишь только отворяется дверца топки, как оттуда в виде языка вырывается пламя, обдавая кочегара жаром; отвернув лицо, он размешивает своей длинной лопатой или кочергой уголья и выгребает спекшиеся груды их, прилипшие к стенкам. Затем он начинает наполнять топку углем. Верной и опытной рукой бросает он первые лопаты в самый зад ее; за ними следуют в том же порядке другие до тех пор, пока глубокая топка не наполнится углем. Но вот раздается стук захлопываемой дверцы, и кочегар в изнеможении, шатаясь, отступает назад, тяжело дыша и мигая воспаленными от жара глазами. Затем надо итти и притащить уголь к топке, несколько тонн в день, и если судно потребляет его много и уголь не успевают подвозить в тачках, то его приходится таскать в корзинах. За каждой топкой наблюдает машинист, и в каждом отделении двое их стоят на площадке; обыкновенно они сменяются таким образом, что из 12 часов 4 приходится на работу. Но если погода разгуляется, то приходится дежурить и дольше. Как бы сильно ни нагрелся механизм, машинисты не смеют уменьшать скорость движения, исключая случаев, когда грозит столкновение. Масло льется в машины, так сказать, полными ведрами, и все-таки полированная сталь нагрета до такой степени, что поверхность ее мгновенно высыхает и дымится. Тогда начинают обливать ее водою, как будто на пожаре, а иногда смесью масла и серы. Подшипники раскаляются вследствие сильного трения до такой степени, что вода, которою их поливают, быстро превращается в пар; наконец, сверху раздается недовольный приказ: „замедли ход", приказ, который так же трудно вырвать у капитана, как золото, хранимое у скупца. Но вот гасиль- Ш
никй убавляют пламя в очаге, давление пара несколько падает, и машина на половину замедляет свой ход; три громадных рычага цилиндров высокого, среднего и низкого давления движутся медленнее, и бешеный стук и рев машины сменяется глухим гулом. Механизм стынет. Лишь только он несколько охладился, судно начинает двигаться с прежней скоростью, снова начинают быстро вращаться мотыли, и машина, напрягаясь до последней степени, несет гиганта по голубому простору океана. ИСТОРИЯ ВЕЛОСИПЕДА Древнейшим способом передвижения человека был, разумеется, способ пешего хождения. Этот способ был единственным у нашего прародича — первобытного чело- века. Только с появлением домашних животных несколько облегчилась та работа, которую человеку приходилось совершать при ходьбе, во время поисков пищи, при охоте, переселениях. Физиологи выяснили, что ходьба есть не что иное, как ряд падений вперед, предупреждаемых во-время поставленною опорою ноги, остававшейся до того позади. Человек при каждом шаге заставляет тело падать и подниматься, примерно, на 1/2 см; поэтому при каждом шаге человек, весом в 100 кг, совершает работу, равную г/2 кг/м. При 10000 шагах эта работа равна 5000 кг/м. Но так как при ходьбе, кроме того, происходит еще работа мускулов во время удержания падения тела на */г см, то это число надо удвоить. Таким образом человек, весом в 100 кг, сделав 10 000 шагов, совершает около 10 000 кг/м работы. Мы знаем, насколько эта работа утомляет нас. Еще больше устаем мы при подъеме нашего тела на гору или при спуске с горы. т
Велосипед, или самокат, в высокой степени облегчает эгу работу при ходьбе, увеличивая коэффициент полезного действия наших мускулов. Первые попытки построить „самокат" относятся, повидимому, к XVI столетию. Однако, достоверные сведения об изобретениях машин, близких к современному велосипеду, относятся лишь к XVII столетию. Известно, что Иоанн Гантш, нюренбержец, построил повозку, кото- Рис. 137. Повозка нюренбержца Гантша, приводившаяся в движение людьми, спрятанными сзади. Она была куплена у изобретателя шведским королем в 1650 г. рая приводилась в движение силою руки человека. В Нюренбергской хронике за 1649 год мы читаем: „И проходит такая повозка в час 2000 шагов; можно останавливаться по желанию, можно двигаться по желанию, и все делается часовым механизмом". На рис. 137 воспроизведена фотография этого первого самоката. Повидимому, его заводили все время рабочие, спрятанные в задке машины. Скорость экипажа Гантша во много Ш
раз меньше скорости идущего человека. От такого самоката человек ничего не выигрывал, но для королей машина Гантша была незаменима при торжественных шествиях и выездах. Идеей Гантша воспользовался безногий часовщик — тоже нюренбержец — Стефан Фарфлер. Его повозка приводилась в движение тоже силою руки. Сначала эта Рис. 138. Экипаж Фарфлвра (1685 г.). повозка была четырехколесная, но затем Фарфлер нашел, что легче ездить, когда она трехколесная. История двухколесного велосипеда начинается с изобретения немцем Дрэзом в 1813 году — „беговой машин ы". Барон Карл Дрэз (Drais) родился в 1785 г. и был сыном бадонского надворного советника. Этим была №
предопределена дальнейшая его карьера: он должен был сделаться либо офицером, либо чиновником. Ни к одной из этих профессий Дрэз не был способен. Его мечтой было сделаться механиком, инженером или машиностроителем, и он, наверное, нашел бы свое призвание, если бы занялся, например, паровой машиной. Дрэзу было 20 лет, когда появился первый паровоз. Но в ту эпоху твердо установленных сословных различий сын дворянина и надворного советника, крестным отцом которого был сам владетельный князь, не мог учиться слесарному ремеслу. Поэтому Дрзз сделался лесничим, офицером и камергером. Но он не был способен к несению этих обязанностей. Дождем сыпались на него выговоры; штрафы следовали за штрафами, и в конце концов Дрэз был лишен титула камергера и должен был выйти в отставку. Тогда он отдался своему любимому делу—изобретению различных механизмов. В этот именно период изобретены им мясорубка, пишущая машинка и „двойное зеркало" — прототип нашего перископа. Но самое значительное его изобретение было — велосипед, или, как его тогда называли, „беговая машина". Это изобретение было сделано Дрэзом еще во второй половине 1813 г. По крайней мере, в то время он хотел взять патент на свою машину. Но ему отказали, мотивируя тем, что такие машины уже существовали. Когда смотришь, как едет велосипед, то не понимаешь, почему он не падает. И э самом деле: седок на Рис. 139. Дрэз на своей беговой машине. 1§9
двухколесном велосипеде находится в неустойчивом положении равновесия (точка опоры ниже центра тяжести), Велосипедисту, если он стоит на месте или едет тихо, приходится балансировать, чтобы не упасть. Это он делает при помощи руля. Чувствуя, что падает на правую сторону, седок поворачивает руль в ту же сторону и таким образом достигает равновесия. При значительной скорости, устойчивости велосипеда помогает действие быстро вращающихся колес. Появляется значительная сила, удерживающая постоянное направление оси вращения, как у волчка. Дрэз довольно искусно ездил на своей машине. По крайней мере русскому царю Александру I его езда очень понравилась. В газете того времени—„Баденский магазин" 1813 г. — читаем: „Камергер и лесничий барон Дрэз представил" изобретенную им тележку, которая двигается быстро и легко без лошадей, усилиями седока; раньше изобретатель представлял свою машину нашему правителю, теперь императору России*. Впрочем, необходимо заметить, что в 1813 г., беговая машина Дрэзабыла еще мало совершенна. Только в 1817 г. ему удалось показать, какую пользу можно извлечь из его изобретения. Он показал, что на его машине можно передвигаться вчетверо скорее, чем на лошади. Так, ему удалось доехать от Карлсруэ до французской границы в 4 часа, между тем как обычно для этого требовалось 16 часов. Успех дал повод Дрэзу вновь поднять вопрос о патенте, который он и получил. Получив патент, Дрэз принялся за распространение своей беговой машины. Он читает лекции, печатает проспекты, рассылает рекламы. Цены и некоторые подробности прейскуранта показывают, что Дрэз уже в 1817 г. ввел много усовершенствований в свою машину. Проспект перечисляет следующие образцы машины; 190
1. Простые машины ценой в 44 гульдена. 2. Простые машины с устройством для поднятия сидения, чтобы использовать их лицам разного роста, цена 50 гульденов. Рис. 140. Большая гонка на дрезинах 1819 г. (английская карикатура). 3. Машины с двумя соединениями друг с другом, на которых могут ездить сразу два человека и, после предварительного упражнения в равновесии, один из них всегда может отдохнуть. С устройством для поднятия сидения—цена 75 гульденов. 4. Трех- и четырехколесные машины, имеющие впереди обыкновенное сидение между двумя колесами и сзади другое; цена 100 гульденов. Какое широкое распространение получили беговые машины в первой четверти XIX в., видно потому, что уже в то время открывались особые увеселительные площадки ^,ля упражнения в велосипедном спорте; появи- 191
лось обычное постановление: „Езда на беговых машинах разрешается только посредине главных улиц. На тротуарах езда воспрещается". Однако, Дрэз не разбогател. Он умер в Карлсруэ Рис. 141. Из истории велосипеда: слева — беговая машина Дрэза, справа — велосипед-паук. в 1851 г., и все его имущество вместе с тем велосипедом с которым он не расставался, было оценено в 30 гульденов. Впоследствии город Карлсруэ купил его у наследников за 500 гульденов, чтобы хранить как память о знаменитом изобретателе велосипеда. В 1893 г. „Союз германских велосипедистов" поставил Дрэзу в Карлсруэ памятник, хотя имя этого изобретателя увековечено и без того — в железнодорожном деле. Слово „дрезина" — производное от фамилии изобретателя велосипеда, Дрэза. Беговая машина Дрэза имела уже много элементов современного велосипеда. Например, седло могло подниматься или опускаться, уже существовали „тендемы" и пр. Но во многом она отличается от современного велосипеда. Прежде всего она была сделана из дерева. Затем — у нее не было педалей. На этой машине „бегали", как это ясно видно на одной из карикатур того времени (рис. 140), 192
Велосипеды с педалями появились в Англии только в 1840 г. (Макмиллан), в Германии — в 1854 г. (Фишер). Велосипед Фишера имеет одну особенность: переднее колесо несколько больше заднего. Рже. 142. Велосипед-паук (1885) — предшественник современного велосипеда. Но и этот велосипед еще далек от современного: он деревянный, в нем нет резиновых шин, нет цепной передачи. Во времена Фишера не было еще и самого слова — „велосипед": говорили „беговая машина", „дрезина". В Англии велосипед называют довольно иронически „трясучкой" (boneshaker) или „конем франтов" (dandy- horses). Название „велосипед" введено французским фабрикантом Мишо. Помимо названия, велосипед обязан Мишо устройством тормоза (1855 г.). Резиновые шины впервые надел на колеса велосипеда француз Тевенсон (1865 г.). 193
Окончательный свой современный вид велосипед получил благодаря англичанам* Мадисон (в 1867 г.) и затем Каупер (1870 г.) начинают делать колеса велосипеда из железа и употребляют для их изготовления стальные спицы. Шарикоподшипники, которые являются отличительной особенностью современного велосипеда, ввел француз Сирурей в 1869 г. Благодаря тому, что колесо начали делать из металла, оно полегчало. С уменьшением веса колесо начинает быстро расти. Из низкой „беговой машины" Дрэза образовался велосипед с огромным передним колесом, настолько большим, что на велосипеде даже стало опасно кататься. Поэтому велосипед сделался предметом спорта. Образцы таких „велосипедов-пауков", можно видеть во многих Рис. 143. Механизм „сво- мУзеях Западной Европы, водного колеса" велосипеда. Возвращение к низким велосипедам произошло раньше всего в Англии. Англичанин Лаусон изобретает передачу для велосипеда вместе с цепью (1879 г.), а позднее английская фирма „Старли и Сетон" выпускает на рынок так называемые „безопасные велосипедыа в массовом количестве. Велосипед быстро распространяется уже не как орудие спорта, а как средство передвижения, в особенности когда Джон Денлоп снабдил велосипед дутыми шинами (1890). Остается сказать несколько слов о последнем изобретении— „о свободном колесе" у велосипеда. Его изобрел Моро (1898 г.). С введением этого последнего изобретения езда на велосипеде стала еще более легкой. 194
Как видим, велосипеду понадобилось больше восьмидесяти лет (1817 — Дрэз; 1898 — Моро), для того чтобы принять тот вид, который он имеет теперь. ОТ АЭРОСТАТА К ДИРИЖАБЛЮ Человек всегда мечтал летать как птица. И на протяжении столетий было сделано много попыток разрешить эту задачу. Однако в противоположность всем этим попыткам и мечтаниям первые полеты человека по воздуху были осуществлены совсем не по-птичь- ему. Успехи физики и химии в XVIII в. привели к знакомству с „газами", которые легче воздуха,, а отсюда возникла мысль использовать закон Архимеда для того, чтобы не летать, а плавать в воздухе. Впервые осуществили эту мысль физик Шарль и бумажные фабриканты братья Многольфье. Шарль использовал для своего аэростата водород, научно разработав всю технику подъемов на воздушном шаре: 195 Рис. 144. Изобретатель аэростата Шарль (1746-1823).
сетку, корзину, балласт из песку. Братья Многольфье наполняли свои баллоны просто нагретым воздухом. Таким образом, в первые же дни воздухоплавания возникли два типа шаров: „шарлиер" и „монгольфьер". Первый перелет на „шарлиере" совершил сам изобретатель 27 августа 1783 г. Рис. 145. Копия с медали в честь братьев Монгольфье — изобретателей аэростата. На „монгольфьере* первыми пассажирами воздуха были петух, утка й баран. Эти „первые аэронавты** благополучно совершили свое воздушное путешествие и остались целыми и невредимыми. Разумеется, от первых попыток летать на шаре еще очень далеко до воздушного транспорта. Шарлиеры и монгольфьеры были игрушкой ветра. Поэтому одной из главных задач, которая возникла у конструкторов воз- 196
дущных кораблей, было создание управляемого аэростата или „дирижабля", который мог бьц бороться с ветром. Как мы знаем* в начале XIX века появился новый тип транспортной машины — паровоз. Само собой разумеется, что паровая машина была первой, которая очутилась и на воздушном шаре в целях создания управляемого Рис. 146. Подъем „Монгольфера", наполненного горячим воздухом, в парке Версаля в 1783 г. аэростата. Изобретатель инжектора Анри Жиффар был первый, который построил управляемый аэростат с паровым двигателем. Впервые полет Жиффара произошел 23 сентября 1852 г. По форме аэростат Жиффара был похож на большой „чиж", в который играют дети. К нему на сетке подвесили деревянную балку, длиной в 20 м, на одном конце которой поместили руль. Под балкой висела небольшая 197
платформа для машины и воздухоплавателя. Машина весила всего 45 кг при мощности в 3 лош. силы. На валу машины находился трехлопастный винт 3,4 м в диаметре, который делал 110 оборотов в минуту. Труба, идущая от топки, в этой машине была опущена вниз, и тяга создавалась исключительно при помощи пара. Рис. 147. Аэростат бр. Тисандье с электрическим двигателем (1881 г.), Насколько удачны были полеты этого дирижабля? Жиффару удалось двигаться перпендикулярно к направлению ветра со скоростью до 3 м в секунду, но он не смог вернуться к месту подъема. Опыты Жиффара поэтому никого не увлекли. И изобретатель, не имея средств, должен был прекратить дальнейшие попытки. Прошло еще несколько десятков лет. И вот на Всемирной Парижской выставке в 1881 г, бр. Тисандье демонстрируют впервые дирижабль уже с электрическим 198
' .'v. двигателем, который мог сообщить аэростату скорость до 3 м в секунду. Опыты с этим электрическим дирижаблем, а также с более мощным, который бр. Тисандье построили 2 года спустя, были удачны. Им удавалось двигаться даже против вет- ^., —.. ра, скорость которого доходила до 2 м в секунду. Но Тисандье, как и Жиффар, за недостатком средств должны были прекратить свои попытки создать управляемый аэростат. Первые практические успехи в этом деле выпали 7 лет спустя на долю графа Цеппелина, который, обладая большими средствами, мог придать своим опытам необходимый раз- рис- 148' «—н (1838-1917). мах. Первый подъем аэростата графа Цеппелина состоялся 2 июля 1900 г. По своей форме этот дирижабль напоминал огромную сигару Рис. 149. Первый .цеппелин" в 190С г. с заостренными концами; длина—128 м, толщина в 11,6 м. Твердый каркас аэростата был разделен на 17 камер, в каждой из которых находилась сферическая оболочка, напол- 199
нявшаяся водородом. К каркасу подвешены две гондолы; на каждой помещался двигатель внутреннего сгорания в 16 лонг, сил и 4 алюминиевых пропеллера. Для управления дирижаблем граф Цеппелин пользовался „рулями управления", из которых один был спереди, а другой сзади. Первый полет длился всего 18 мин. и был неудачен. Только при третьем полете, 21 октября 1900 г., графу Цеппелину удалось описать в воздухе несколько замкнутых кривых, но, так как жесткая оболочка аэростата получила прогиб, то пришлось на время опыты прекратить. Но было ясно, что управляемое воздухоплавание вступает в новый период своего развития. Действительно, на своем третьем аэростате граф Цеппелин уже смог продержаться 4 часа 15 мин., описав путь в 231 км. После этого были построены друг за другом несколько „цеппелинов", которые стали именоваться ZI, ZII.,, и т. д. 23 октября 1908 г. аэростат „ZI" совершает полет в течение 4 часов! Объем его был 12 600 м3; длина 136 м; на нем были два двигателя Даймлера 85 лош. с. Новый двигатель—вот что дало победу! Вот где лежит основная причина успеха управляемого аэростата. В самом деле, двигатель Жиффара весил 160 кг и имел мощность всего 3 лош. силы; в 1905 г. двигатель „Цеппелина" весил 430 кг и имел мощность в 85 лош. сил. Двигатель 1906 г. весил 460 кг, но имел мощность 110 лош. с, — т.е. за 25 лет вес увеличился в 3 раза, а мощность — почти в 40 раз! Особенно памятен полет цеппелина „Z VII Дейчланд" 9 июня 1910 г,, когда в 9 часов он покрыл 700 км* поставив новый рекорд скорости. За время войны (1914—1918 г.г.) Германия построила до 89 цеппелинов; из них 51 потерпели крушение, 28 были обстреляны. 200
"З^— gfcg- 20 марта 1915 г. цеппелин впервые появился над Парижем, а 31 мая 1915 г. летал над Лондоном, В том же году (17 марта) дирижабль „Z13" производит интересный маневр. Скрывшись в облаках, он спускает гондолу с наблюдателем, который по радио руководит дирижаблем, СС_ и тот бомбардирует флот. В 1917 г. в ноябре цеппелин ставит новый рекорд расстояния. Имея на борту 22 человека, цеппелин „Z 59" покрывает за 95 часов без остановок расстояние в 6757 км, пролетев над пустынным Суданом! Полет по африканской пустыне протекал при температуре от 1° до 30°. Наконец в 1924 году дирижабль показывает, что он пригоден для рейсов из Европы в Америку, Всем памятен также прилет цеппелина в Москву в 1930 г. <^^ **"~"~S3L^ Скоро над Совет- ** ' ~—~JC" s "^ ской страной будут так- л 1СЛ tJ в J J Рис. 150. История „цеппелина* же летать дирижабли. за период 1900—1924. 201
ВСЕ СКОРЕЕ И СКОРЕЕ В „Дневнике и записках" некоего Желябужского мы читаем: „Того ж месяца апреля (1695 г.) в 30 день закричал мужик караул и сказал за собой государево 150 528 22 23 44 84 91 120 142 245 Рис. 151. Рекордные скорости животных и транспортных машин. Цифры внизу указывают расстояние, пройденное в течение часа. слово, и приведен в стрелецкий приказ, и расспрашивай, а при расспросе сказал, что он, сделав крыло, станет летать, как журавль. И по указу великих государей сделал себе крыле слюдяные, а стали те крыле в 18 рублен из государевой казны. И боярин князь Иван Борисович Троекуров с товарищи и с иными прочими вышед стал смотреть. И тот мужик, крыле устроя, по своей обыкности перекрестился и стал мехи надымать и хоте лететь, но не поднялся и сказал, что он те крыле сделал тяжелы. И боярин на него кручинился, и тот мужик бил челом, чтоб ему сделать другие крыле иршенные (т. е. из тонкой бараньей шкурки), и на тех не полетел, а другие крыле стали 5 рублев- И за это ему учинено наказание: бить батоги и те деньги велено доправить на нем и продать животы его и остатки". Так печально окончились попытки русского мужика летать по-журавлиному. На протяжении многих столетий были попытки начать летать „по-птичьему". Но только со времени 202
работ немца Лилиенталя, этого первого лпланериста", практическая авиация сошла с мертвой точки. Лилиенталь первый понял, что, для того чтобы быть „птицей", надо научиться летать. Рис. 152. Лилиенталь „учится" летать на крыльях,пользуясь ветром. Эта смелая постановка вопроса стоила жизни храброму пионеру. Лилиенталь погиб во время опытов, но он нашел единомышленников и подражателей в других странах и государствах. Между прочим наш проф. Н. Е. Жуковский был у Лилиенталя и затем делал в Москве доклад об его опытах. Наиболее достойными продолжателями опытов этого гениального немца оказались два американца—братья Райт. Райты начали также с того, что учились летать, т. е. с планирования, но в отличие от Лилиенталя, сделавшего 203
себе планер в виде крыльев птицы, братья Райты подражали игрушечному змею. Они сделали себе змей в виде огромного ящика из дерева и холста. Летчик, лежа внутри коробчатого змея, имеющего два придатка (руля), работал руками и ногами. Этот Рис. 153. Первый аэроплан Райта, 1903 г. планер привязывали при помощи пенькового каната к задней оси автомобиля. Четыре помощника механика поднимали аппарат на высоту человеческого роста. По свистку человека, находящегося на планере, автомобиль приходил в движение: канат натягивался, и летательный аппарат вырывался из рук механиков. Все было так, как при пускании игрушечного змея. Здесь только автомобиль заменял того мальчика, который мчится со своим змеем. 204
Прошло много месяцев, прежде чем Райты научи- лйсь управлять своим планером. Заметим, что, при полете, планерист мог подниматься вверх, изменяя при помощи рук положение переднего руля, ногами же он вращал хвост, находящийся сзади, заставляя планер поворачиваться вправо и влево. 17 декабря 1903 г. на планер был поставлен впервые двигатель в 16 лош. сил, и планер мог уже летать самостоятельно, превратившись таким образом в аэроплан. Размеры этого первого аэроплана бр. Райтов был» следующие. Он, весил всего 335 кило, размах его был 12,25 метров, длина — 2,12 метров, площадь — 48 кв. метров, двигатель в 16 лош. сил весил 62,7 кг. Какая разница « современным самолетом, например,. с нашим знаменитым „АНТ-9" (спроектирован в 1925 г. А. Н. Туполевым — отсюда и название по инициалам А. Н. Т.). В нашем аэроплане площадь 840 кв. метров. Длина— 16,8 м. Вес с полной нагрузкой 4575 кг. Даже не верится, что такая тяжелая махина могла бы подняться на воздух! А между тем „АНТ-9" может принять 9 чел* пассажиров при 2 человеках экипажа. Как могла добиться авиация таких успехов? Здесь сыграло большую роль соревнование. Авиация в „младенческом" возрасте — примерно да мировой войны — развивалась довольно своеобразно. В отличие от других видов транспорта она всегда носила элемент спорта. И только путем призов, специальных „авиационных дней", когда ставились „новые рекордыа, путем „недель авиации" и т. п. удавалось поддерживать жизнь и выращивать эту молодую отрасль техники. В 1906 г. был поставлен французом Сантос-Дюмо- ном первый рекорд скорости самолета: 41 км/час. Но уже 205
в 1909 г. эта скорость утроилась: известный летчик Леблан поставил рекорд в 115 км/час. Затем скорость самолета стала постепенно возрастать. Он опередил лошадь (91 км/час) довольно легко, так же как паровоз (120 км/час), и во время мировой войны вступил в борьбу за первенство с автомобилем, (250 верст в час). Интересно проследить за тем, как росла скорость аэроплана. Рекордная скорость довольно круто идет вверх до 1914 г., затем до 1919 г. (период мировой войны) — перемен мало. С 1919 г. скорость резко поднимается. В 1924 г. (12 декабря) летчик Бонне ставит неслыханный рекорд 448,17 км/час, т. е. почти 125 м/сек. Казалось, нельзя было и думать о том, чтобы побить этот рекорд. Но вот в сентябре 1929 г. состоялись очередные состязания на так называемый «Кубок Шнейдера". Участниками были англичане и итальянцы. Победил англичанин Ветхорн. На специальном гоночном гидросамолете Ветхорн на протяжении 350 км развил среднюю скорость в 528 км в час. 528 км/час! При такой скорости надо только час с небольшим для перелета из Москвы в Ленинград! Еще больших успехов достиг аэроплан в отношении дальности перелетов. ПЕРВЫЙ КРУГОСВЕТНЫЙ ПЕРЕЛЕТ Интересно проследить, как постепенно и в то же самое время в довольно короткий срок человек овладел воздухом. Вот список рекордов самолета в Европе. 206
12/XI 1906. Француз Сантос Дюмоя на аппарате, похожем скорей на змей, чем на аэроплан, пролетает 220 м, продержавшись 21 секунду. За этот полет Сантос Дюмон получил приз французского аэроклуба. 26/Х 1907. Через год другому французскому авиатору удается совершить полет без спуска, покрыв 771 м. Затем 11 января 1908 г. за полет в 1 км Фарман получает приз 50000 франков. Через год в Европу прибыл американец Райт. С августа месяца он ставит неслыханные рекорды: 70 км, 100 км и, наконец,— 21/ХИ 1908 Райт ставит рекорд расстояния, покрыв без спуска в 2 часа 20 м.— 124 км 700 м! Райт заработал при этом приз 20000 франков (приз Миш- лена, который каждый год выдается за полет без спуска ва наибольшее расстояние). В следующем году этот рекорд побил Фарман: 3/XI 1909 он сделал без спуска 234 км 212 м! Этого успеха Фарман достиг благодаря аэроплану своей конструкции. В отличие от предшествующих аэропланов Фарман сосредоточил управление всеми рулями в одной рукоятке и одном рычаге (прежде их было два: справа и слева). Через год—новый рекорд: 30/ХП 1910. Табюто покрывает уже без спуска расстояние более 582 км. Наконец, в 1911 г. много говорили о полетах американского летчика Роджерса, который пересек на аэроплане весь материк Америки. Роджерсу понадобилось для этого 54 дня. Однако, самый длинный его перелет был при этом всего 220 км. Эти рекорды чрезвычайно показательны в отношении успехов авиации. Без этих достижений из года в год невозможен был бы кругосветный полет 1924 г. В знаменитом состязании вокруг Земли участвовало 9 авиаторов: француз, итальянец, англичанин, португалец 207
и 4 американца. Благополучно совершили кругосветное путешествие, однако, только два американца. Направление этого полета было следующее (см. карту): американцы летели в западном направлении, европейцы (за исключением итальянца) летели на восток. Рис. 154. Биплан Фармана, на котором впервые был совершен перелет из одного города в другой (из Шалони в Реймс, 1908 г.), и в 1909 г. бев спуска сделано 234. км. Первый кругосветный перелет сопровождался, разумеется, многими приключениями. Американские летчики, в количестве восьми человек (по-двое в каждом самолете), вылетели 17 марта 1924 г. Но в Аляске экспедиция потеряла одного участника. Самолету из-за порчи мотора пришлось спуститься в дикой местности. Летчики добрались пешком через 10 дней до ближайшего города. Точно также во время перелета через Атлантический океан, когда надо было сделать без спуска 1500 км, одному из самолетов пришлось спуститься в открытом море. Летчик был, к счастью, спасен подоспевшим траллером. Не менее интересны приключения известного итальянского летчика Локателли. Его машина собственно предназначалась для экспедиции на Южный полюс, но в по- 203
следний момент летчик решил использовать ее для полета вокруг Земли. Рис. 155. Карга кругосветного перелета американцев. На переднем плане — один из американцев. В противоположность всем другим европейским участникам перелета, Локателли направился по маршруту американцев. На острове Исландии он встречается с аме- 209
риканцами, которые уже кончили свой перелет. Вместе с двумя их аппаратами Локателли вылетает в Гренландию, но по дороге имеет вынужденную посадку в открытом океане. В течение пяти дней летчик носился по волнам, пока его не подобрал американский миноносец. В общем американцы и англичане потеряли по два самолета, французы и португальцы по одному. Хорошие качества проявил американский мотор „Либерти". Ему и обязаны американцы своим успехом. Только благодаря этому мотору удалось американцам пробиться сквозь туман и снега у Алеутских островов, когда они летели через Тихий океан. Много помог пилотам также специальный прибор по измерению высоты (альтимометр), который постоянно давал возможность летчикам определять свое местоположение, несмотря на то, что пришлось лететь над совершенно незнакомыми местами. Самое любопытное, что во время полета американцы совершали непрерывные фотографические снимки — „с птичьего полета", и вся новая дорога может быть представлена в виде альбома в несколько сот томов. Полет американских летчиков продолжался 67г месяцев. Небезынтересно в заключение вспомнить здесь, что первое кругосветное плавание в XVI веке, предпринятое Магелланом, продолжалось почти три года (1519 —1522 г.).
ОГЛАВЛЕН ИЕ Глава I. В помощь изобретателю. Стр. Человек как машина или фабрика • 3 Что может почерпнуть изобретатель наблюдая природу 6 Два примера из истории 10 Как изобретал Эдисон • 11 В помощь изобретателю — музеи 19 Парижский музей техники 20 Дейчес музеум 30 Глава П. Из прошлого машпкы. Что такое машина 39 Машины древних культурных народов 41 Машины в средние века и в эпоху возрождения .... 43 Машины XVIII века • 48 Зарождение паровой машины 50 Машины-орудия в XVIII веке 52 История паровой машины в XIX веке 53 Вечный двигатель 56 Начало электрификации 57 В борьбе с энергетическим голодом 58 Первые солнечные машины . . . • 58 Знаменитые автоматы . * 64 Историй одного заблуждения - . 68 Говорящие машины 74 История часов , 79 Глава III. О старинных станках и орудиях производства. История молота 89 Кто изобрел токарный станок 98 История сверла 107 Кто изобрел лесопилку 113 История ткацкого станка 119 История иглы . . . . • 125 От мотыги к трактору 131 От серпа до комбайна 141 История мельницы 149 Глава IV. Транспорт прежде. Предшественники современного автомобиля 155 Первые железные дороги 167 Как рос и совершенствовался пароход 175 История велосипеда 186 От аэростата к дирижаблю < . . 195 Все скорее и скорее 202 Первый кругосветный перелет • 206
ГОТОВИТСЯ К ПЕЧАТИ: J В. И. Л Е Б Е Д Е В ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА В ПРОШЛОМ .КНИГА ВТОРАЯ Ленгорлит № 3946. Изд. № 3. Тираж 15 000 экз. Ст. ф. 82lJ,xlW см. 5*\п б. л. 162168 эн. в 1 б|л. Отв. ред. Н. А. Энгель. Техн. ред. Г. П. Блок. Сд. в нао. 1JVIH 1932 г. Иодп. к печ. 27 IV—4 V 1933 г. Заказ 1796. Ленпромп«чатьсок)з, типография „Печатня". Ленинград» Прачечный, 6.