Річард Треверік

Наукові відкриття і великі винаходи 19-го століття



Позаминуле століття послужило трампліном для незвичайного ривка технічної цивілізації в 20-му столітті. Саме його чудові наукові осяяння дозволили впритул наблизитися до розгадки таємниць світового макро- і мікрокосмосу, атомного ядра, задуматися про можливість польотів до інших планет і створення штучного інтелекту.

Великі винаходи 19 століття:

  • скоротили відстані;
  • відкрили можливість опуститися на дно океанів і піднятися над хмарами;
  • познайомили людину з новими матеріалами і речовинами;
  • здійснили революційні перетворення в медицині, техніці і промисловості.

Відкриття 19-го століття

Від пари до двигуна внутрішнього згоряння

XIX століття стало революційним в області транспортних технологій. Багатьма з них в удосконаленому вигляді люди продовжують користуватися до сьогоднішнього дня і, без сумніву, будуть експлуатувати їх ще багато років.

Незвичайні винаходи тієї пори носили принциповий, основоположний характер, визначаючи векторні напрямки руху технічної цивілізації.

Перша половина дев’ятнадцятого століття стала золотою епохою пара. Двигун, заснований на використанні цього агрегатного стану води, був створений ще в XVIII столітті, але найбільш повну реалізацію отримав вже в наступному столітті. Спочатку пар використовується на фабриках, заводах і млинах, в 1804 році він встав на колеса.

Вчений, який став автором одного з найбільших винаходів людства — залізниці, носив ім’я Річард Тревітік і був родом з Англії.

І хоча його виріб був малопотужним і сил його вистачало лише на те, щоб переміщати в просторі самого себе і маленький візок з пасажирами, був відкритий принцип пересування по рейках.

Вже через 10 років світу представили практичний локомотив «Блюхер» Джорджа Стефенсона, і далі паровоз став розвиватися по шляху збільшення потужності. У третій чверті століття були винайдені пневмотормоз і залізничне автозчеплення.

Отримав подальший розвиток і автомобільний транспорт. Від парової самохідної машини, що з’явилася в 1769 році, довелося відмовитися в силу її некерованості. Але з початку XIX ст. розгортаються пошуки в області двигунів внутрішнього згоряння.

У першій половині в якості палива пробувався газ, але задовільних результатів домоглися інженери, які використовували бензин.

Прорив припав на кінець століття:

  • 1874 рік – винаходяться чотиритактний двигун внутрішнього згоряння (поки газовий) і бензиновий карбюратор;
  • 1879 – Джордж Селден патентує автомобіль;
  • 1885 – поява першого комерційного апарату Отто Бенца і мотоцикла (Даймлер, Майбах);
  • 1886 – Готтліб Даймлер удосконалює бензиновий двигун і оснащує його турбокомпресором власної розробки;
  • 1893 – розпилювальний карбюратор угорців Яноша Чонкі і Доната Банки;
  • 1895 – дизельний двигун.

Локомотив

В цей же період з’являються сільськогосподарський збиральний комбайн і трактор з бензиновим мотором. І протягом усього століття, починаючи з появи в 1817 році «машини для ходьби» Карла Дреза, створюється, модифікується і приймає до 1885 всім знайомий вигляд — сучасний велосипед.

Рефрижираторний корабель

Підкорення водних просторів

В області кораблебудування обезсмертив своє ім’я Роберт Фултон, який створив першу флотилію (3 бойових одиниці) підводних човнів «Наутілус» і в 1807 році поставив гребне колесо з паровим двигуном на невелике пасажирське судно.

В цей же час інший винахідник Стівен Джонс створював проект корабля з гребним гвинтом, але цьому передбаченню судилося реалізуватися дещо пізніше.

А поки символом прогресу на морі став пароплав з колесом.

У 1819 році вітрильник «Саванна» з паровим двигуном перетнув Атлантику, а в 1938 — судно «Сіріус» подолало той же шлях тільки за рахунок сили пари.

Рубіж 50-60-х років ознаменувався широким впровадженням гребного гвинта і появою суцільнометалевих монстрів знищення – броненосців. З їх спуском на воду почалося закінчення багатовікової історії вітрильників. Тоді ж були виготовлені механічний підводний човен і саморушна торпеда.

У 1881 побачив світ винахід, вкрай важливий для збереження швидкопсувних вантажів. В океан вийшов рефрижераторний корабель австрало-новозеландської компанії, оснащений найпотужнішими холодильними установками. Відтепер улову не загрожувала швидка загибель через високі температури в південних широтах.

Зі збільшенням потужності і маневреності суден прийшла пора і останніх великих географічних відкриттів.

Зрештою на Землі не залишилося суші, на яку не ступала б нога дослідника. Карта світу прийняла остаточний вигляд, і тепер тільки час вносить в неї свої зміни.

Безпілотний вертоліт

Початок освоєння неба

Мрія про підкорення неба супроводжувала людству з незапам’ятної давнини. До XIX століття нікого вже не дивували монгольф’єри і шарльєри — некеровані повітряні кулі, наповнені газом або парою.

Вони використовувалися Наполеоном в розвідувальних цілях, в російській і австрійській арміях робилися невдалі спроби застосовувати їх в якості бомбардувальників. Але залежність від вітру робила ці експерименти малоефективними.

З 1850-х років починається активний пошук можливостей управління повітроплавними апаратами.

У 1852 був здійснений вдалий політ на дирижаблі конструкції Жиффара, забезпеченому паровим мотором і гвинтом.

Вершиною цих досліджень стала поява в 1900 році цепелінів (жорстких дирижаблів), здатних перевозити велику кількість пасажирів і вантажів і оснащених бензиновими двигунами внутрішнього згоряння.

Одночасно вивчалися можливості польоту на апаратах важче повітря і створювалася база для появи авіації. Роботи велися в напрямку монопланів (машин у вигляді єдиного крила).

Агрегат з одним двигуном, був розроблений Феліксом дю Темпле в 1874 році, а двомоторний — російським винахідником Олександром Можайським в 1882.

Між цими науковими відкриттями в 1877 році був здійснений успішний запуск першого в світі безпілотного вертольота з паровим двигуном. Це сталося в Мілані. Конструкція інженера Енріко Форланіні піднялася на 13 метрів, де залишалася протягом 20 секунд.

Генератор Фарадея

Впровадження в життя електрики

Світова промислова революція XIX ст. ставила перед вченими та інженерами настільки складні технічні завдання, що одного практичного досвіду для їх вирішення вже не вистачало. Була потрібна серйозна теоретична база. Це і зумовило зростаючу роль:

  • математики;
  • фізики;
  • хімії;
  • механіки в прикладних галузях науки.

Телефон Белла

Новий вид енергії

Результати вивчення природи електрики, що стали науковою основою електротехніки, відкрили найширший спектр його застосування:

  • у системах зв’язку;
  • у приводних пристроях робочих машин;
  • у багатьох технологічних процесах металургії (плавка і зварювання, виготовлення металопокриттів);
  • у промисловому виробництві водню, хлору тощо.

Вони зробили революцію в побуті, усунули залежність людства від тривалості світлового дня, змогли змінити характер культурних і суспільних відносин.

Неймовірні досягнення в цій галузі великих винахідників:

  • Майкла Фарадея і Томаса Едісона;
  • Олександра Белла і Вернера фон Сіменса;
  • Ніколи Тесли і Олександра Попова

Всі вони внесли свої  імена в історію людської цивілізації.

Список цей можна було б розширити багаторазово. На жаль, спеціалізація ряду винаходів робить імена їх авторів відомими тільки вузькому колу професіоналів.

Так:

  • Френк Спрейг удосконалив електричний трамвай.
  • Джозеф Генрі винайшов електромагніт з багатошаровою обмоткою.
  • Джеймс Ліндсей — лампу розжарювання.
  • Айз Макгаффні — побутовий пилосос.

Представник Росії – інженер Микола Слов’янов – в 1888 році відкрив принципи електрозварювання на металевих електродах під шаром флюсу, що дозволило з’єднувати деталі в найкоротші терміни.

Світло і способи електричного зв’язку

А починалося все в 1800 році з винаходу італійця Алессандро Вольта, який створив перший гальванічний елемент — попередник сучасної батарейки. Вже через рік великий російський вчений Василь Володимирович Петров, зібравши з декількох тисяч таких елементів потужну батарею, отримав вольтову дугу, що стала прообразом зварювання і джерелом світла.

Наступним знаковим кроком став винахід Майклом Фарадеєм генератора, здатного перетворювати механічну енергію в електричну.

Винахід припав на 1831 р., і на його базі була створена демонстраційна модель електродвигуна. А вже в 1834 році з’явилося і його практичне втілення. По Неві проти течії пройшов човен, оснащений таким мотором, з 14 пасажирами на борту. Заслуга в цьому належала російському досліднику Б. С. Якобі.

З сорокових років велися роботи зі створення ламп розжарювання. Струм, що проходить через металеву нитку, розігрівав її до стану яскравого світіння.

Однак волосок швидко перегорав і в усьому світі велися роботи з пошуку матеріалів і сплавів, здатних продовжити йому термін служби.

Вихід знайшов Олександр Миколайович Лодигін, використавши як оболонку скляну колбу, з якої відкачали все повітря, а в якості нитки — спіраль з тугоплавкого вольфраму.

Для російської науки стало характерною рисою знаходити цікаві рішення важких проблем. І самим хорошим прикладом цього є створення великим російським вченим Дмитром Івановичем Менделєєвим його періодичної таблиці. Це відкриття систематизувало знання про природу речовин і встановлювало зв’язок між властивостями елемента і його атомною масою.

Азбука Морзе

Значним досягненням стала і послідовна поява:

  • телеграфу і абетки Морзе на початку століття;
  • телефону в 70-х роках;
  • радіо в кінці століття.

Найбільш яскраво проявили себе в цій області Олександр Белл, крім телефону (1876) він створив в тому ж році гучномовець і металошукач (1882), і Томас Едісон, який не тільки удосконалив телефон за допомогою вугільного мікрофона (ділить авторство з Берлінером), але і винайшов фонограф і тікерний апарат.

Проблему пріоритету відкриття радіо кожна країна досі вирішує по-своєму, але історія підказує, що воно (відкриття) було незалежно-колективним.

  • Нікола Тесла винайшов радіопередавач.
  • Олександр Попов – апарат, що приймає сигнали.
  • Марконі – систему радіозв’язку.
  • Тесла — радіоуправління.

І все це вклалося в період з 1893 по 1888 р.

Побутові відкриття і маленькі звершення

Американські гірки

До числа винаходів, які не претендують на глобальне значення у світовій історії, але які зіграли помітну роль в житті кожної людини, можна віднести:

  • Запальничка (1823), сірчані сірники (1827), безпечні сірники (1843).
  • Авторучка (1827) і капілярна ручка (1892).
  • Виробництво паперу з деревної целюлози (1844).
  • Безпечний ліфт (1852).
  • Консервація і пастеризація продуктів, а також необхідні для цих процесів атрибути.
  • Атракціон» американські гірки ” (1865).
  • Сучасна друкарська машинка і маргарин (1868).
  • Пилосос, електричний чайник, грамофон, магнітофон, англійська шпилька, безпечна бритва і Застібка-блискавка.
  • Джинси, презентовані Леві Страусом в 1873 році.
  • Вентилятор, холодильник, духовка і ще багато іншого.

Знаряддя вбивства, медицина і мистецтво

Твердження, що війна є двигуном прогресу, і в цьому столітті знайшло своє підтвердження. Вище вже згадувалися морські монстри-броненосці і літальні апарати, використовувані в цілях розвідки і бомбардування. Не відставали від них і наземні війська.

Піроксилин

Серед засобів вбивства особливо варто виділити три винаходи, якісно змінили війну і перетворили її на відверту бійню:

  • Відкриття нових вибухових речовин: піроксиліну (1845) швейцарцем Шенбейном, нітрогліцерину (1846) італійцем Собреро, динаміту (1887) шведом Альфредом Нобелем і піроколлодія (1890) Д.і. Менделєєвим. Це в сотні разів збільшило вражаючу і руйнівну міць артилерії і саперної справи.
  • Створення низки модифікацій вогнепальної зброї, що призвели до появи пістолетів кольт, наган і маузер і гвинтівок типу трилінійки Мосіна або магазинного вінчестера. Народження кулемета (спочатку картечниці Гатлінга, а потім і знаменитого «максима»).
  • Удосконалення артилерії від гладкоствольної гармати, яка заряджається з дула, до нарізного ствола з зарядкою через голчастий казенник і, як наслідок, збільшилася в рази дальність і точність стрільби.

Поява колючого дроту, електропривідних морських мін і синтезування іприту — приємний бонус всім мілітаристам.

Відкриття в медицині

Але там, де комусь потрібно людей вбивати, завжди знайдуться і ті, хто прийде їм на допомогу. Використання на практиці нових видів озброєння дало незвичайний поштовх до розвитку польової військової хірургії.

У 1842 році з’являється анестезія.

У 1853 стараннями доктора-винахідника Чарльза Праваза — шприц. В Японії синтезується Епінефрин (синтетичний адреналін).

Шприц

І саме XIX ст. подарував людям те, чим вони живуть і постять один одному на початку століття теперішнього.

У 1839 році були створені перші фотографії.

Луї Дагер, Вільям Тальбот і Жозеф Ньєпс знайшли спосіб закріплення зображення на скляній пластині. Цей продукт став відомий під назвою дагеротип.

Вже через рік Тальбот патентує спосіб створення негативу і переведення його в позитив на хлоросрібному папері. Ряд послідовних відкриттів, отримання фотоматеріалів і винахід плівки в 1887 році значно спростили процес фотографування, зробивши його доступним і швидким.

Брати Люмьєр

Настала черга застиглому зображенню ожити. Матеріально-технічна база була готова. Винахідники експериментували з системами, які могли б створити можливість анімованого запису, поки в 1895 році не домоглися цього.

Брати Люм’єр в результаті непростого і дуже трудомісткого процесу зуміли зробити кілька роликів по 15-20 сек., на яких відзняті персонажі які рухалися, розкланювалися і розмовляли.

Сьогодні без фото і кінематографії людина не може уявити собі сучасного життя, а подальший розвиток технологій призвів до того, що ними можна займатися і без спеціальної підготовки.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *