Император Александр I приглашал Фултона в Россию и в 1813 г. подписал указ о

г. подписал указ о выдаче ему «привилегии на введение в

России пароходов» - однако в через год Фултон скончался, так и не собравшись в дорогу. Привелегия перешла к шотландскому промышленнику Чарльзу Берду, который в 1815 г. построил на своем заводе первый росийский пароход «Елизавета». 3 ноября 1815 г. он открыл регулярные рейсы между Петербургом и Кронштадтом, развивая скорость 9,5 км/ч.
В 1819 г. американский пароход «Саванна» за 26 дней пересек Атлантический океан, а в 1830 г. начинает действовать первая регулярная трансатлантическая пароходная линия. В 1822 г. было построено металлическое паровое судно («Аарон Мэнби»), совершавшее рейсы из Лондона в Гавр. В 1830-х годах вместо гребных колес начинает использоваться гребной винт; в 1843 г. винтовой пароход «Грейтбритн» переплыл Атлантику. Гребной винт оказался гораздо экономичнее по сравнению с гребным колесом, которое постоянно работало в различных режимах, связанных с разным уровнем его погружения в воду.

Первый русский пароход «Елизавета»

тыс. т. и паровую машину мощностью 400 л. с. Через

двадцать лет пароходы стали гораздо больше: в 1858 г. английский инженер Изамбард Брюнель построил пароход «Грейт Истерн», который имел длину 207 м., водоизмещение 32 тыс. т. и две машины общей мощностью 8 тыс. л. с. Одна из этих машин работала на гребной винт, другая – на гребное колесо; при попутном ветре корабль мог использовать паруса. «Грейт Истерн» вмещал 4 тыс. пассажиров и преодолевал Атлантический океан за 10 дней – примерно вчетверо быстрее, чем парусные корабли.
«Грейт Истерн» оставался символом промышленного революции и самым большим кораблем в мире до конца XIX века. Знаменитый писатель-фантаст Жюль Верн описал этот корабль в романе «Плавающий город». Однако для огромного корабля не нашлось достаточного количества пассажиров; через несколько лет он был переоборудован в судно для укладки подводных кабелей.

«Грейт Истерн»

На многих рудниках существовали рельсовые пути, по которым лошади тащили

вагонетки с рудой. Опыт горных предприятий позволил начать работы по созданию конно-чугунных дорог для общего пользования. Первая такая дорога была открыта в Англии в недалеко от Лондона и имела протяжение 40 км. Одна лошадь могла везти по специально построенному чугунному рельсовому пути состав из трех вагонов общим весом в 9,2 т. В России конно-чугунные дороги стали применять в самом начале XIX в. Строителем первых таких дорог был механик П. Фролов; в 1810 г. он построил Змеиногорскую дорогу на Алтае длиной 2 км.
Сразу же после появления паровой машины начались попытки использовать ее качестве двигателя для самодвижущейся повозки. Для этого требовалось облегчить паровую машину, сделать двигатель более компактным и мощным.

механик П. К. Фролов

повысить давление в цилиндре до трех атмосфер, отказаться от конденсатора

и выпускать отработанный пар "на выхлоп" в атмосферу. В 1786 году Мердок создал действующую модель будущего паровоза, но Уатт недоброжелательно отнесся к опытам своего помощника, и Мердоку пришлось прекратить эти работы. Эксперименты Мердока продолжил инженер Ричард Тревитик. Тревитик был инициатором создания паровых машин, работающих при высоких давлениях. С 1797 г он строил модели паровых повозок, а в 1801 создал несколько повозок, одна из которых прошла успешные испытания в Лондоне. Однако повозки были очень громоздкими и тяжеловесными для того, чтобы передвигаться по грунтовым дорогам. Тогда Тревитик попытался поставить паровой автомобиль на рельсы и, таким образом, в 1803 году появился первый паровоз.
Паровоз Тревитика представлял собой цилиндрический паровой котел, покоившийся на двух осях. Двигатель паровоза имел один горизонтально расположенный паровой цилиндр. Шток поршня далеко выдавался впереди паровоза и поддерживался особым кронштейном.

Паровоз Мердока

Ричард Тревитик

передавалось ведущим колесам. С одной стороны паровоза имелась большое маховое

колесо, как у фабричной паровой машины. На испытаниях машина Тревитика везла около 10 т груза (железа) и до 70 человек пассажиров на расстояние более 9 миль; скорость перемещения составляла около 5 миль/ч. Описания этого испытания попали в газеты и носили восторженный характер.
Но несмотря на восторги публики, первый паровоз не вызвал к себе интереса деловых кругов. Дело в том, что Тревитику приходилось демонстрировать свою машину на конно-чугунной дороге и тяжелый паровоз постоянно ломал чугунные рельсы. Было очевидно, что для паровоза придется строить специальные пути с железными рельсами, но железо в то время было еще слишком дорогим для подобного строительства.
Для популяризации своей идеи Тревитик создал аттракцион - кольцевую дорогу в Лондоне, по которой двигался паровоз со скоростью 15-20 миль/ч. После одной из поломок путей паровоз опрокинулся, и окончательно разорившийся Тревитик вынужден был прекратить дальнейшие опыты.

Паровоз Тревитика

переворот в металлургии привел к удешевлению железа, а спрос на

уголь резко повысился – в результате владельцы копей осознали необходимость строительства железных дорог. Десятки изобретателей продолжали разработки Тревитика и предлагали предпринимателям свои машины. Судьба оказалась благосклонной к механику-самоучке Джорджу Стефенсону, получившему заказ на постройку локомотива для одной из шахт близ Ньюкасла. В 1815 г. Стефенсон построил свой первый паровоз, а в 1821 году группа шахтовладельцев предложила ему руководить строительством железной дороги Дарлингтон-Стоктон длиной более 50 км. Стефенсону удалось уговорить заказчиков дать деньги на укладку железных рельсов, и эта первая железная дорога функционировала вполне успешно.
Успех Дарлингтон-Стоктонской дороги принес Стефенсону широкую известность. В 1826 году ему предложили пост главного инженера на строительстве Манчестер-Ливерпульской дороги. Здесь Стефенсон снова настоял на укладке железных рельсов, и , короме того, он предложил выравнивание пути с помощью создания насыпей и прорезки выемок. Это удорожало строительство, но позволяло увеличить скорость движения. Кроме того, на дороге было построено 63 моста и прорыт туннель длиной 2,4 км - стороительство было чрезвычайно затратным для того времени мероприятием.

Джордж Стефенсон

впервые применил трубчатый паровой котел, изобретенный в 1828 году французским

инженером Сегеном. Внутри этого котла проходили металлические дымогарные трубы, по которым дым из топки двигался в дымовую трубу. В трубчатом котле поверхность нагрева была значительно больше чем в обычном, цилиндрическом. На «Ракете» общая поверхность нагрева котла составляла около 13 кв. м, из которых на трубки приходилось 11 кв. м. Поэтому при тех же габаритах производительность котла была значительно больше, чем у других паровозов.
«Ракета» Стефенсона была признана лучшим паровозом среди моделей, представленных на конкурсе, проведенном в 1829 г. в Рейнхилле. При собственном весе до 4,5 т она тянула состав весом 17 т с максимальной скоростью 21 км/ч. Эта скорость возрастала до 38 км/ч при уменьшении состава до одного вагона с 36 пассажирами.
Выгоды от Манчестер-Ливерпульской дороги были таковы, что Стефенсону сразу же предложили руководить строительством дороги через всю Англию от Манчестера до Лондона. Позже Стефенсон строил железные дороги в Бельгии и в Испании. В 1831 г. начала действовать первая в США железнодорожная линия Чарльсон - Огеста длиной 64 км. В 1832 г. построена первая железная дорога во Франции; в 1835 г. - в Бельгии и в Германии; в 1837 г. - в Австрии.

Паровоз "Ракета" Стефенсона в Лондонском музее

Нижне-Тагильском заводе на Урале в августе 1834 г. замечательными русскими

механиками, крепостными Ефимом Алексеевичем Черепановым и его сыном Мироном. Как отмечалось выше, в 1820-х годах отец с сыном занимались строительством паровых машин для горных заводов. В 1833 году Мирон Черепанов был командирован в Англию, где изучал устройство железных дорог. По возвращении, в 1833—1834 гг., вместе с отцом он создал первый в России паровоз. Паровоз Черепановых возил состав весом до 3,3 т со скоростью от 13 до 16 км/ч. Для увеличения парообразования Черепановы установили на своем паровозе дымогарный котел с большим числом трубок, чем в паровозе Стефенсона, а также применили специальный механизм обратного хода. Вскоре Черепановы приступили к строительству второго, более мощного паровоза; он был окончен в марте 1835 г. Черепановы построили также чугунные железные дороги от одной из своих фабрик на медный рудник. За строительство железной дороги длиной 854 м Мирон Черепанов получил вольную (Ефим получил её несколько раньше, также за строительство паровых машин). Несмотря на успешное выполнение проекта, изобретение Черепановых не нашло поддержки за пределами завода, и впоследствии их паровые локомотивы были заменены конной тягой.

Мирон Черепанов.

Модель паровоза Черепановых

Герстнер. Герстнер сумел добиться от Николая I привилегии на строительство

железной дороги между Петербургом и Царским Селом; эта дорога протяженностью 27 км была открыта в 1837 г. Строительство железных дорог в России было начато после продолжительных дебатов в правительстве, главное затруднение состояло в том, что в стране не было достаточного количества свободных капиталов. Строительство первой крупной железной дороги (из Петербурга в Москву) началось с 1843 г. и велось с двух сторон под руководством инженеров П. П. Мельникова и П. О. Крафта. Движение было открыто в 1851 г., причем первый поезд проделал все расстояние за 19 часов. По тем временам это была самая протяженная в мире двухпутная дорога. После этого строительство железных дорог в России практически приостановилось. Консерватизм и недостаток государственных средств привели к тому, что масштабы строительства дорог в России были много меньше, чем на Западе. В 1850 году Россия имела лишь 381 км железных дорог, в то время как Англия - более 10 тысяч километров.

Царскосельская железная дорога

увеличение производства металла, поэтому промышленная революция не могла обойти стороной

металлургическое производство. Первые революционные нововведения в доменном производстве относятся еще к 30-м годам XVIII века: они были вызваны тем кризисом, который охватил английскую металлургию вследствие вырубки дававших древесный уголь лесов. Поначалу древесный уголь пытались заменить каменным углем, но каменный уголь содержал примесь серы, которая делала металл хрупким. В 1735 г. инженер-металлург, владелец железоделательного завода Авраам Дерби предложил использовать в доменном процессе кокс. Кокс получается из каменного угля при его нагревании без доступа воздуха (или при недостаточном доступе воздуха), при этом сера и другие примеси выгорают и остается практически чистый углерод. В XVIII веке для получения кокса использовали так называемые «шаумбургские печи»: между каменными стенками закладывали утрамбованный уголь, а сверху насыпали слой глины, оставляя лишь небольше отверстия для доступа воздуха. Затем уголь поджигали, часть его сгорала, а то, что оставалось – это и был кокс.

Конструкция современной коксовой батареи

Кокосовая батарея на современном металлургическом заводе

С 1782 года в Англии стали использовать воздуходувки, приводимые в

действие паровыми машинами. Дальнейший рост производительности доменных печей происходил за счет подогрева воздуха, подаваемого в домну. Аппарат для подогрева воздуха – доменный воздухонагреватель – был впервые применен в 1828 году инженером Нилсоном на заводе в Шотландии. В 1857 году Каупер создал воздухонагревательное устройство, используюшее отходящие газы доменной печи. По имени изобретателя эти аппараты носят название кауперов.
До конца XVIII века передел чугуна в мягкое ковкое железро происходил в кричных горнах. Между тем рынок требовал все больше железа и стали. Для удовлетворения этих запросов необходимо было найти более совершенный способ переделки чугуна. Значительным шагом вперед на этом пути стал предложенный в 1784 году англичанином Кортом процесс пудлингования в специально созданной для этого печи.

Кауперы и доменная печь

топливо. Продукты горения через каменный порог попадали в рабочее пространство

печи, где на поду находился загруженный чугун с железистыми шлаками. Шлаки под действием пламени переходили в тестообразное состояние и частично расплавлялись. С повышением температуры чугун начинал плавиться и примеси его выгорали за счет кислорода, заключенного в шлаках. Таким образом чугун обезуглероживался, то есть превращался в крицу губчатого железа. Важное отличие пудлинговой печи от кричного горна заключалось в том, что она допускала использовать в качестве горючего любое топливо, в том числе и дешевый неочищенный каменный уголь, а объем ее был значительно больше. Благодаря пудлинговым печам железо стало дешевле.
Уже к середине XIX века пудлинговые печи перестали удовлетворять новым потребностям промышленности. Чтобы поспевать за спросом, приходилось строить на каждую большую домну несколько печей (в среднем одну домну обслуживало десять пудлинговых печей). Это удорожало и усложняло производство. Многие изобретатели думали над тем, как заменить пудлингование более совершенным способом восстановления железа.

Конструкция пудлинговой печи

Пудлинговая печь на Украине. 1890 г.

Он научиля получать сталь путем усиленной продувки через расплавленный чугун

воздуха. Первые свои опыты Бессемер провел в закрытом тигле, который он нагревал в горне с коксом. Результат превзошел самые смелые ожидания. Менее чем за час продувки он получал из чугуна первосортную сталь. Кроме того, дальнейшие опыты показали, что нет никакой необходимости вводить в металлургический процесс тепло извне. Дело в том, что чугун содержит собственный горючий материал в качестве примесей: кремний, марганец, углерод — всего около 45 кг горючих материалов на каждую тонну чугуна. Своим горением они позволяли значительно повысить температуру плавки и получать сталь в жидком состоянии.
В 1856 году Бессемер публично демонстрировал изобретенный им конвертер. Конвертер имел вид невысокой вертикальной печки, закрытой сверху сводом с отверстием для выхода газов. Способ Бессемера был настоящей революцией в области металлургии. За 8-10 минут его конвертер превращал 10-15 т чугуна в ковкое железо или сталь, на что прежде потребовалось бы несколько дней работы пудлинговой печи или несколько месяцев работы прежнего кричного горна.

Схема работы бессмеровского конвертера

Современный 25-тонный конвертер

условиях, результаты его оказались хуже, иза того, что в Англии

использовались руды с высоким содержанием фосфора. Между тем фосфор и сера не выгорали вместе с другими примесями; из чугуна они попадали в сталь и существенно снижали ее качество. И 15 лет спустя в Англии большая часть чугуна переплавлялась в пудлинговых печах. Гораздо более широкое применение конвертеры получили в Германии и США.
Наряду с бессемеровским способом производства стали вскоре огромную роль приобрел мартеновский способ. Суть его заключалась в том, что чугун сплавляли с железным ломом в специальной регенеративной печи. Эта печь была придумана и построена в 1861 году немецкими инженерами Фридрихом и Вильямом Сименсами. Температура в печи достигала 1600 градусов, то есть превышала температуру плавки чистого безуглеродистого железа. Создание высокотемпературных печей открыло новые горизонты перед металлургией. К середине XIX века во всех промышленных странах имелись огромные запасы железного лома. Из-за высокой тугоплавкости его не могли использовать в производстве. Французские инженеры Эмиль и Пьер Мартены (отец и сын) предложили сплавлять этот железный лом с чугуном в регенеративной печи и таким образом получать сталь. В 1864 году на заводе Сирейль они под руководством Сименса осуществили первую успешную плавку. Затем этот способ стал применяться повсюду.

Мартеновская печь

пароходов коренным образом изменило жизнь людей. Появление фабрик, выпускающих огромное

количество дешевых тканей, разорило ремесленников, которые работали на дому или на мануфактурах. В 1811 г. в Ноттингеме вспыхнуло восстание ремесленников, которые ломали машины на фабриках, – их называли «луддитами». Восстание было подавлено. Разоренные ремесленники были вынуждены уезжать в Америку или идти работать на фабрики. Труд рабочего на фабрике был менее квалифицированным, чем труд ремесленника, фабриканты часто нанимали женщин и детей, за 12-15 часов работы платили гроши. Было много безработных и нищих, после голодных бунтов 1795 года им стали платить пособия, которых хватало на две булки хлеба в день. Население стекалось к фабрикам, и фабричные поселки вскоре превращались в огромные города; в 1844 г. в Лондоне было 2,5 млн. жителей, причем рабочие жили в перенаселенных домах, где в одной комнатке, часто без камина, теснилось по несколько семей. Рабочие составляли большую часть населения Англии; это было новое индустриальное общество, не похожее на Англию XVIII в.

Английские города XIX века. Вверху-Манчестер, внизу - Лондон

производство хлопчатых тканей. Новые машины позволяли получать 300 и более

процентов прибыли в год и выпускать дешевые ткани, которые продавались по всему миру. Это был колоссальный промышленный бум, производство тканей увеличилось в десятки раз. Однако для новых фабрик требовалось сырье – хлопок; поначалу хлопок был дорог из-за того, что его очистка производилась вручную. В 1806 г. американец Эли Уитни создал хлопкоочистительную машину; после этого в южных штатах наступила “эра хлопка”, здесь создавались огромные хлопковые плантации, на которых работали рабы-негры. Таким образом расцвет американского рабства оказался непосредственно связан с промышленной революцией.
К 1840 г. Англия превратилась в «мастерскую мира», на ее долю приходилось более половины производства металла и хлопчатобумажны тканей, основная часть производства машин. Дешевые английские ткани заполнили весь мир и разорили ремесленников не только в Англии, но и во многих странах Европы и Азии. В Индии от голода погибли миллионы ткачей; вымерли многие большие ремесленные города, такие как Дакка и Ахмадабад. Доходы, на которые раньше существовали ремесленники Европы и Азии, теперь уходили в Англию.

Первая модель хлопкоочистительной машины Уитни

Голод в Индии

ответ Англия провозгласила «свободу торговли»; она всячески – зачастую с

использованием военной силы - добивалась снятия протекционистских таможенных барьеров, «открытия» других стран для английских товаров.
В 1870-х гг. в развитии мировой экономики наступил знаменательный перелом, этот перелом был связан с колоссальным расширением мирового рынка. В предыдущий период масштабное строительство железных дорог привело к включению в мировую торговлю обширных континентальных областей; появление пароходов намного удешевило перевозки по морю. На рынки огромным потоком хлынула американская и русская пшеница – цены на пшеницу упали в полтора, в два раза. Эти события традиционно называют «мировым аграрным кризисом». Они привели к разорению многих помещиков в Европе – но вместе с тем обеспечили дешевым хлебом рабочих. С этого времени наметилась промышленная специализация Европы: многие европейские государства теперь жили за счет обмена своих промышленных товаров на продовольствие. Рост населения больше не сдерживался размером пахотных земель; бедствия и кризисы, порождаемые перенаселением, ушли в прошлое. На смену прежним законам истории пришли законы нового индустриального общества.

В ходе «опиумных войн» Англия добилась открытия для сврей торговли китайского рынка

Пшеничные поля – символ «американской мечты»

новое оружие – винтовки и стальные пушки. Уже давно было

известно, что ружья с нарезами в канале ствола придают пуле вращение, отчего дальность увеличивается вдвое, а кучность в 12 раз. Однако зарядить такое ружье с дула стоило немалого труда и скорострельность была очень низкой, не более одного выстрела в минуту. В 1808 г. по заказу Наполеона французский оружейник Поли создал казнозарядное ружье; в бумажном патроне помещался порох и затравка, взрываемая уколом игольчатого ударника. Если бы Наполеон вовремя получил такие ружья, он был бы непобедим – но дело в том, что изготовление казенного затвора требовало ювелирной точности, а у Поли не было высокоточного токарного станка. Позже, когда появился станок с суппортом Модсли, помощник Поли, немец Дрейзе сконструировал игольчатое ружье, которое было в 1841 г. принято на вооружение прусской армии. Ружье Дрейзе делало 9 выстрелов в минуту – в 5 раз больше, чем гладкоствольные ружья других армий. Дальность выстрела составляла 800 метров – втрое больше, чем у других ружей.

Прусская винтовка системы Дрейзе

Иоганн Николаус фон Дрейзе.

стальных пушек. Чугун был слишком хрупок и чугунные пушки часто

разрывались при выстреле; стальные пушки позволяли использовать значительно более мощный заряд. После изобретения бессмеровского конвертера 1850-х гг. было налажено промышленное производство стали и производство стальных пушек. В России первые стальные пушки были изготовлены на Златоустовском заводе под руководством П.М.Обухова; затем было организовано производство на заводе Обухова в Петербурге. Наибольших успехов в производстве артиллерийских орудий достиг немецкий промышленник Альфред Крупп, в 60-х годах Крупп наладил массовое производство казнозарядных нарезных орудий. Винтовки Дрейзе и пушки Круппа обеспечили победы Пруссии в войнах с Австрией и Францией – могущественная Германская империя была обязана своим рождением этому новому оружию.

Альфред Крупп

Стальная казнозарядная пушка Круппа

стальные пушки – все это были фундаментальные открытия, которые вызвали

появление нового культурного круга - того общества, которое называют промышленной цивилизацией. Волна новой культуры исходила из Англии; она быстро охватила европейские государства – прежде всего Францию и Германию. В Европе происходит быстрая модернизация по английскому образцу, на первой стадии она включает заимствование техники – станков, паровых машин, железных дорог. На второй стадии начинается политическая модернизация – в 1848 г. Европу охватывает волна революций, знаменем которых является модернизация по английскому образцу, свержение монархий и парламентские реформы. Россия пытается противиться этой модернизации – начинается война с Англией и Францией, и винтовки заставляют Россию вступить на путь реформ. В 60-х гг. культурная экспансия промышленной цивилизации сменяется военной экспансией – фундаментальное открытие всегда порождает волну завоеваний. Начинается эпоха колониальных войн; в конечном счете весь мир оказывается поделенным между промышленными державами. Англия, воспользовавшись своим первенством, создает огромную колониальную империю с населением в 390 млн. человек.

Эжен Делакруа. Свобода на баррикадах