Прогресс науки, техники и технологии производства в последней трети 19-начала 20 века

   Сернокислотное производство получило развитие с начала XIX в. в результате работ Ж. А. К. Шапталя и некоторых других химиков. Вначале в качестве сырья в этом производстве применялась сера; позднее стали использовать пиритные (колчеданные) огарки.

    В 1842 г. выдающийся русский химик Николай Николаевич Зинин (1812—1880) в лаборатории Казанского университета получил синтетическим путем красящее вещество анилин из нитробензола, который добывался из каменноугольного дегтя. Это открытие имело огромные практические последствия, однако не в самой России, а в более развитых странах Запада, где ряд новых открытий был сделан немецким химиком А. В. Гофманом (1818—1892), одно время работавшим в Англии, его учеником англичанином У. Г. Перкином (1838—1907) и др. В 1856 г. Перкин открыл мовеин, Натансон (Польша) и Верген (Франция) — фуксин, Гофман — розанилин и некоторые другие синтетические краски. В результате этих работ оказалось возможным создание анилинокрасочной промышленности как особой отрасли химического производства.

    Увеличение числа фабричных зданий, систематическая работа в вечерние и ночные смены, а также быстрый рост торговли и городов вызвали потребность в новых источниках освещения. После успешных опытов в конце XVIII в. Уильяма Мёрдока в Англии и Филиппа Лебона во Франции основным видом освещения сделалось газовое.

Полиграфическая и бумажная промышленность. Изобретение фотографии

    С первых десятилетий XIX в. появилось много типов наборных машин, преимущественно в Англии. Были усовершенствованы Ф. Кёнигом и другими изобретателями типографские станки, превращавшиеся в скоропечатные машины. Следующим шагом явилось введение в 60-х годах XIX в. в США и в Европе ротационных машин, печатавших одновременно на обеих сторонах бумажной ленты, разматываемой с рулона и прижимаемой к двум барабанам с надетыми на них печатными формами. В результате всех этих усовершенствований резко возросла производительность типографий.

    Развитие полиграфии стимулировало бурный рост бумажной промышленности. За первой «самочерпкой» (бумагоделательной машиной), запатентованной во Франции Н. Л. Робертом в 1799 г., последовал ряд других изобретений, обеспечивавших высокую производительность процесса выработки бумаги. Изменилось и сырье, используемое при выделке бумаги. Традиционное применение тряпья сохранилось, но наряду с этим стала все шире распространяться выделка бумаги из древесной массы, впервые предложенная в Германии Ф. Келлером в 1844 г.

    Наряду со старинным искусством гравюры и возникшим в конце XVIII — начале XIX в. способом литографии получают применение химические и фотомеханические способы изготовления клише, основанные на гальванопластике и фотографии.

   Одно из выдающихся научно-технических открытий XIX в. — фотография т. е. получение устойчивых (закрепленных) изображений на светочувствительных материалах под действием световых лучей, явилось результатом деятельности многих европейских ученых и изобретателей. Работы в этой области, начатые еще на рубеже XVIII и XIX вв., получили практическое значение лишь с 30-х годов XIX столетия. Решающих успехов на последней стадии опытов достигли французские исследователи Ж. Н. Ньепс (1765—1833) и Л. Ж. М. Дагер (1789—1851). По имени последнего самый способ получил название дагерротипии. Однако дагерротипия не приобрела большого распространения, так как в каждом случае фотографирования получалось одно изображение на непрозрачной пластинке, покрытой светочувствительным слоем йодистого серебра, и последующее размножение снимков оказывалось невозможным. Лишь после появления в 40-х годах усовершенствованных методов, позволивших получать с негативов любое количество позитивных отпечатков на светочувствительной бумаге, начался период широкого применения фотографии.

Техника сельского хозяйства

Внедрение машинной техники в сельское хозяйство происходило значительно медленнее, чем в промышленность. Сельскохозяйственные машины и орудия (одно- и многолемешные плуги, культиваторы, разрыхляющие почву или уничтожающие сорняки, сеялки, жатвенные машины, сноповязалки) были рассчитаны, как правило, на конную тягу. С 50-х годов XIX в. получили некоторое распространение паровые тракторы, или, как их тогда называли, «самодвижущиеся локомобили» и «паровые плуги», одним из наиболее видных изобретателей которых был англичанин Джон Фоулер. Однако систематически применялись в сельском хозяйстве в это время лишь локомобили, использовавшиеся при молотьбе и некоторых других работах.

Железнодорожный транспорт

    Промышленный переворот и рост внутреннего и внешнего рынка обусловили необходимость радикальной перестройки также средств транспорта и связи, превратившихся в невыносимые путы для крупной промышленности и для созданной ею национальной и международной торговли.

    Применение силы пара на сухопутном транспорте началось в конце XVIII в. Конные деревянные (лежневые) заводские дороги существовали в Западной и Восточной Европе еще в мануфактурный период. После начала промышленного переворота лежневые заводские дороги стали заменяться дорогами на чугунных рельсах.

Локомотив Дж. Стефенсона. 1825 г. Гравюра.

  Ученик Уатта, Уильям Мёрдок, и горный инженер Ричард Тревитик, применив сконструированные ими паровые двигатели, построили в 80—90-х годах XVIII в. первые удачные паровые повозки. В 1803— —1804 гг. Тревитик создал первый в мире паровоз на Мёртир-Тидвильской заводской конной рельсовой дороге в Южном Уэльсе.

   Решающих успехов в создании практически применимых паровозов с гладкими ведущими (движущими) колесами добился английский изобретатель Джордж Стефенсон (1781—1848). В 1814 г. он построил свой первый паровоз.

   В 1825 г. открылась сооруженная Дж. Стефенсоном Стоктон-Дарлингтонская рельсовая линия протяжением в 56 км—первая дорога общего пользования со смешанным товаро-пассажирским движением. На ней были уложены частью чугунные рельсы, частью — железные. Локомотивная тяга применялась наряду с конной и канатной. Точного графика движения не было.

    Первой железной дорогой общего пользования, полностью работавшей на паровой тяге, была Манчестер-Ливерпульская дорога длиною около 50 км, построенная Дж. Стефенсоном в 1829 г. и снабженная паровозами его изобретения. Вслед за темг в 1831 г. к механизации рельсовых дорог приступили США, а в 1832 г. — Франция. В России первая железная дорога общего пользования — между Петербургом и Царским Селом — открылась в 1837 г., хотя еще в 1833—1835 гг. механики-самородки Ефим и Мирон Черепановы построили первые паровозы на Нижне-Тагильских заводах. В 1840 г. мировая сеть железных дорог составляла около 9 тыс. км, в 1850 г. — 40 тыс. км, в 1860 г. — 110 тыс. км и в 1870 г. — 210 тыс. км.

    Новые требования, предъявляемые к железнодорожному транспорту (увеличение скоростей движения, весовых норм поездов и т. д.), вызвали совершенствование конструкций паровозов: повышение давления пара в котлах и рост их паропроизво-дительности, введение систем двойного расширения пара в цилиндрах паровозных машин и т. д.

Пароход 'Атлантик'. Гравюра 1849 г.

   Улучшались также конструкции вагонов. В 60-х годах появились пассажирские спальные вагоны, а грузовой вагонный парк пополнился специальными типами вагонов (цистерны для перевозки наливных грузов, вагоны-ледники и др.). В конце этого десятилетия американцем Дж.Вестингаузом (1846—1914) была введена система пневматических тормозов, позднее превращенная в автоматическую. Одновременно вводились новые конструкции верхнего строения пути и искусственных сооружений. Если с 20-х годов основным материалом для производства рельсов служило пудлинговое железо, то с 60-х годов все больше распространялись стальные рельсы.

   В мостостроении в начале XIX в. материалом служил еще чугун (Саут-уорский мост через Темзу, построенный в 1815—1819 гг. инженером Дж. Ренни, мосты Манчестер-Ливерпульской дороги). Позднее главным материалом становится железо (висячий Менейский мост в С. Уэльсе, построенный в 1819—1826 гг. Т. Телфордом, новый, там же построенный в 1845—1850 гг., балочный мост Роберта Стефенсона, Ниагарский висячий мост отца и сына Рёблин-гов, сооруженный в 1851—1855 гг., и др.). В первой половине XIX в. часто строились, особенно в Америке, мосты с деревянными фермами и железными скреплениями (система Гау). С 40-х годов распространяются мосты с железными сквозными фермами разных систем. Сооружение мостов с большими пролетами и с большими нагрузками на пролетное строение требовало достаточно точных и надежных методов их расчетов. Созданием этих методов мировая инженерная наука во многом обязана выдающемуся русскому инженеру Д. И. Журавскому (1821—1891).

    На безрельсовом транспорте паровые двигатели не получили значительного распространения. Правда, паровые повозки и кареты (предшественники автомобилей и автобусов) создавались на всем протяжении рассматриваемого периода, главным образом в Англии. Однако против парового безрельсового транспорта единым фронтом выступили владельцы средств старого гужевого и только что возникшего железнодорожного транспорта, и организаторы рейсов паровых повозок не выдержали конкуренции.

Паровое судоходство

    Возникновение парового судоходства относится к последним десятилетиям XVIII в., когда изобретатели во многих странах Запада разрабатывали проекты первых паровых судов, имевших в качестве рабочего устройства, обеспечивающего ход судна, весла, а позднее гребные (лопастные) колеса.

   Первым пароходом, получившим практическое применение, было речное судно «Клермонт», построенное в 1807 г. американским изобретателем Робертом Фультоном(1765—1815). В Англии применение паровых судов началось с 1812 г., в России — с 1815 г. Конструкция паровых судов в течение долгого времени повторяла установившиеся формы парусных судов, причем пароходы сохраняли дополнительную парусную оснастку.

   Большую роль сыграло введение гребного винта, устройство которого было предложено в 1826 г. чешским изобретателем Иосифом Ресселем (1793—1857) и несколько позднее шведским инженером Дж. Эриксоном (1803—1889).

   С 40-х годов железо начало служить материалом для обшивки пароходов, а затем для постройки судовых корпусов.

    Между Англией и Северной Америкой, а также между Англией и ее ост-индскими владениями, Египтом и т. д. было установлено регулярное океанскоэ пароходное сообщение. Для обслуживания этих линий строились большие по размерам, мощные и быстроходные суда. В 1838 г. был построен пароход «Грейт Уэстерн» («Большой Западный») для рейсов из Бристоля в Нью-Йорк. Он имел 65 м в длину, 11 м в ширину, около 1,5 тыс. т водоизмещения и машину мощностью в 400 л. с. Созданное 20 лет спустя по проекту инженера И. К. Брюнеля судно «Грейт Истерн» («Большой    Восточный») для морской связи с Индией имело 207 м в длину, 25 м в ширину, свыше 27 тыс. т водоизмещения, 2 машины общей мощностью около 8 тыс. л. с.

   Продолжительность океанских рейсов все более сокращалась. «Саванна» — первый пароход, пересекший Атлантический океан в 1818 г., шел из США в Ливерпуль 27 дней, «Грейт Уэстерн» совершал рейсы в США за 14,5 дня, а в 70-х годах средняя продолжительность переезда через Атлантический океан составляла 7,5—8 дней.

   В то время на долю паровых судов приходилась лишь небольшая часть мирового флота. В 1851 г. тоннаж парового флота составлял 0,3 млн. т, а парусного - 9,4 млн. т, в 1871 г. соответственно — 2,4 млн. т и 15,3 млн. т. Иными словами, и в начале 70-х годов лишь 16% мирового тоннажа торгового флота приходилось на паровые суда.

Строительство каналов

   Для развития мировой торговли большое значение имело строительство каналов и иных искусственных гидротехнических сооружений, а также исправление и регулирование естественных судоходных путей.

  При производстве гидротехнических работ все большее применение наряду с традиционными ручными орудиями труда находили землечерпалки с паровыми двигателями, мощные подъемные краны и иные механизмы.

    В 1869 г. открылся Суэцкий канал. Протяжение его составило 164 км, ширина по дну — 22 м и по верху — от 60 до 100 м, первоначальная глубина в среднем — 1,5м (впоследствии канал был углублен). Канал сразу же приобрел огромное международное значение. По сравнению с прежним путем вокруг мыса Доброй Надежды путь из Англии или Нидерландов в Индию сократился почти на 13 тыс. км. Для скорых пароходов продолжительность рейсов на Дальний Восток и в Австралию уменьшилась на 15—22 дня, а для грузовых судов — на 27—40 дней.

    Главные экономические и политические выгоды от использования канала стала получать сначала Франция, а затем Англия (особенно после захвата Египта в 1882 г.).

Воздухоплавание

В 1783 г. братья Монгольфье, Жозеф (1740—1810) и Этьен (1745-1799) изобрели аэростат (воздушный шар), наполняемый нагретым воздухом, и в том же году физик Жак Шарль (1746—1823) — аэростат, наполняемый водородом. Именно водородные аэростаты сделались в XIX в. основным видом летательных средств. Привязные аэростаты были впервые использованы в 1794 г. в наблюдательных целях в войсках якобинского Конвента, боровшихся против вражеской коалиции. Конвент организовал тогда особую воздухоплавательную роту. На протяжении последующих десятилетий немало европейских, в том числе русских, изобретателей пытались придать аэростатам управляемость, а также создать аппараты тяжелее воздуха. Первые попытки приводить аэростаты в действие посре ством мускульной силы оказались совершенно безуспешными. В 1852 г. франц Анри Жиффар произвел опытный полет на аэростате с паровым двигателем мощностью около 1 л. с., но результат эксперимента был мало обнадеживающим. (В Англии, Франции и других странах были разработаны проекты паровь самолетов и гелпкэптеров (вертолетов). Некоторые из конструкторов (наприме англичанин Хенсон в 1842 г.) проектировали летательные аппараты для регулярной связи с колониями. Однако на практике продолжали применяться лишь неуправляемые аэростат (шары), пускаемые по течению воздуха. Использование таких шаров для полете было возможно лишь в исключительных случаях (например, французскими патриотам во время осады Парижа немцами в 1870—1871 гг.).

Техника связи.Электрический телеграф