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

были учеными, это были мастера-самоучки. Некоторые из них были неграмотны;

к примеру, Стефенсон научился читать в 18 лет. В период промышленного переворота наука и техника развивались независимо друг от друга. В особенности это касалось математики, в это время появился векторный анализ, французский математик О.Коши создал теорию функций комплексного переменного, а англичанин У.Гамильтон и немец Г.Грасман создали векторную алгебру. В работах Лапласа, Лежандра и Пуассона была разработана теория вероятностей. Основные достижения физики были связаны с исследованием электричества и магнетизма. На рубеже XVIII-XX вв. итальянский физик Вольта создал гальваническую батарею; такого рода батареи долгое время были единственным источником электрического тока и необходимым элементом всех опытов. В 1820 г. датский физик Г.Эрстед обнаружил, что электрический ток воздействует на магнитную стрелку, затем француз А.Ампер установил, что вокруг проводника появляется магнитное поле и между двумя проводниками возникают силы притяжения или отталкивания.

Александро Вольта и электрическая батарея

явление состоит в том, что если замкнутый проводник при своем

перемещении пересекает магнитные силовые линии, то в нем возбуждается электрический ток. В 1833 г. работавший в России немецкий ученый Эмилий Ленц создал общую теорию электромагнитной индукции. В 1841 г. Джоуль исследовал эффект выделения теплоты при прохождении электрического тока. В 1865 г. выдающийся английский ученый Джеймс Максвелл создал теорию электромагнитного поля.
Теория электромагнетизма стала первой областью, где научные разработки стали непосредственно внедряться в технику. В 1832 г. русский подданный барон П. В. Шиллинг продемонстрировал первый образец электрического телеграфа. В приборе Шиллинга импульсы электрического тока вызывали отклонение стрелки, соответствующее определенной букве. В 1837 г. американец Морзе создал усовершенствованный телеграф, в котором передаваемые сообщения отмечались на бумажной ленте с помощью специальной азбуки. Однако потребовалось шесть лет прежде чем американское правительство оценило это изобретение и выделило деньги на постройку первой телеграфной линии между Вашингтоном и Балтимором. После этого телеграф стал стремительно развиваться, в 1850 г. телеграфный кабель соединил Лондон и Париж, а в 1858 г. был проложен кабель через Атлантический океан.

Самуэль Морзе

считали, что все вещества состоят из четырех элементов: огня, воздуха,

воды и земли. В 1789 г. Антуан Лоран Лавуазье экспериментально доказал закон сохранения вещества. Затем Джон Дальтон предложил атомистическую теорию строения вещества; он утверждал, что атомы различных веществ обладают различным весом и что химические соединения образуются сочетанием атомов в определенных численных соотношениях. В 1809 г. был открыт закон кратных объемов при химическом взаимодействии газов. Это явление было объяснено Дальтоном и Гей-Люссаком как свидетельство того, что в равных объемах газа содержится одинаковое количество молекул. Позднее Авогадро выдвинул гипотезу, что в определенном объеме (скажем, кубометре) любого газа содержится одинаковое количество молекул; эта гипотеза была экспериментально подтверждена в 40-х гг. французским химиком Ш.Жераром. В 1852 г. английский химик Э. Фрэнкленд ввел понятие валентности, т. е. числового выражения свойств атомов различных элементов вступать в химические соединения друг с другом. В 1869 г. Д. И. Менделеев создал периодическую систему элементов.

серную кислоту, соду и хлор. В 1785 г. Клод Луи

Бертолле предложил отбеливать ткани хлорной известью. В 1842 г. русский химик Николай Зинин синтезировал первый искусственный краситель, анилин. В 50-х гг. немецкий химик А. Гофман и его ученик У. Перкин получили два других анилиновых красителя, розанелин и мовеин. В результате этих работ стало возможным создание анилинокрасочной промышленности, получившей быстрое развитие в Германии. Другой важной отраслью химической промышленности было производство взрывчатых веществ. В 1845 г. швейцарец Щенбейн изобрел пироксилин, а итальянец Сабреро – нитроглицерин. В 1862 г. швед Альфред Нобель наладил промышленное производство нитроглицерина, а затем перешел к производству динамита.
В 1840-х гг. немецкий химик Юстус Либих обосновал принципы применения минеральных удобрений в сельском хозяйстве. С этого времени начинается производство суперфосфатных и калиевых удобрений, Германия становится центром европейской химической промышленности.

Альфред Нобель

в. был распространен аттракцион с использованием камеры-обскуры. Это был ящик

с небольшим отверстием в которое вставлялось увеличительное стекло; на противоположной стенке можно было видеть изображение находящихся перед камерой предметов. В 1820-х гг. французский художник Жозеф Ньепс попытался зафиксировать это изображение. Покрыв слоем горной смолы медную пластинку, он вставлял ее в камеру, потом пластинку подвергали действию различных химикалий, чтобы проявить изображение. Все дело было в подборе фотонесущего слоя, проявителя и закрепителя. Потребовались долгие годы экспериментов, которые после смерти Ньепса продолжал его помощник Луи Дагер. К 1839 г. Дагеру удалось получить изображение на пластинках, покрытых иодистым серебром, после проявления их парами ртути; таким образом появилась дагерротипия. Французское правительство оценило это изобретение и назначило Дагеру пожизненную пенсию в 6 тысяч франков.

Луи Дагер

Аппарат Дагера

ВЕКА
Эпоха электричества

В конце XIX столетия наступила «эпоха электричества». Если первые

машины создавались мастерами самоучками, то теперь наука властно вмешалась в жизнь людей – внедрение электродвигателей было следствием достижений науки. «Эпоха электричества» началась с изобретения динамомашины, генератора постоянного тока; его создал бельгийский инженер Зиновий Грамм в 1870 г. Вследствие принципа обратимости машина Грамма могла работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя; она могла быть легко переделана в генератор переменного тока. В 1880-х гг. работавший в Америке на фирме «Вестингауз электрик» югослав Никола Тесла создал двухфазный электродвигатель переменного тока. Одновременно работавший в Германии на фирме АЭГ русский электротехник Михаил Доливо-Добровольский создал эффективный трехфазный электродвигатель. Теперь задача использования электроэнергии упиралась в проблему передачи тока на расстояние.

Памятник Грамму перед входом в Музей искусств и ремёсел в Париже.

заказу организаторов этой выставки Доливо-Добровольский создал первую ЛЭП высокого напряжения

и трансформатор к ней; заказ предусматривал столь сжатые сроки, что не проводилось никаких испытаний; система была включена - и сразу заработала. После этой выставки Доливо-Добровольский стал ведущим электротехником того времени, а фирма АЭГ стала крупнейшим производителем электротехники. С этого времени заводы и фабрики стали переходить от паровых машин к электродвигателям, появились крупные электростанции и линии электропередач.
Большим достижением электротехники было создание электрических ламп. За решение этой задачи в 1879 г. взялся американский изобретатель Томас Эдисон; его сотрудники проделали свыше 6 тысяч опытов, пробуя для нити накаливания различные материалы, лучшим материалом оказались волокна бамбука, и первые лампочки Эдисона были «бамбуковыми». Лишь спустя двадцать лет по предложению русского инженера Лодыгина нить накаливания стали изготовлять из вольфрама.

М. И. Доливо-Добровольский

Томас Эдисон

созданием паровых турбин. В 1889 г. швед Густав Лаваль получил

патент на турбину, в которой скорость истекания пара достигала 770 м/с. Одновременно англичанин Чарлз Парсонс создал многоступенчатую турбину; турбина Парсонса стала использоваться не только на электростанциях, но и как двигатель быстроходных судов, крейсеров и океанских лайнеров. Появились также гидроэлектростанции, на которых использовались гидротурбины, созданные в 30-х гг. французским инженером Бенуа Фурнероном. Американец Пелтон в 1884 г. запатентовал струйную турбину, работавшую под большим давлением. Гидротурбины имели очень высокий к. п. д., порядка 80% и получаемая на гидростанциях энергия была очень дешевой.

«Турбиния" - первое судно с паровой турбиной

Чарльз Парсонс

работа над малыми передвижными двигателями. Поначалу это были газовые двигатели,

работавшие на светильном газе; они предназначались для мелких предприятий и ремесленных мастерских. Газовый двигатель был двигателем внутреннего сгорания, то есть сгорание топлива осуществлялось непосредственно в цилиндре и продукты сгорания толкали поршень.
Работа при высоких температурах в цилиндре требовала системы охлаждения и смазки; эти проблемы были решены бельгийским инженером Этьеном Ленуаром, создавшим в 1860 г. первый газовый двигатель. Однако получаемый из древесных опилок светильный газ был дорогим топливом, более перспективными были работы над двигателем, работавшим на бензине.
Бензиновый двигатель потребовал создания карбюратора, устройства для распыления топлива в цилиндре.

Этьен Ленуар

Газовый двигатель Ленуара

инженером Готлибом Даймлером. Этот двигатель открыл эру автомобилей; уже в

1886 г. Даймлер поставил свой двигатель на четырехколесный экипаж. Эта машина была продемонстрирована на выставке в Париже, где лицензию на ее производство купили французские фабриканты Рене Панар и Этьен Левассор. Панар и Левассор использовали только двигатель Даймлера; они создали свой автомобиль, оснастив его системой сцепления, коробкой передач и резиновыми шинами. Это был первый настоящий автомобиль; в 1894 г. он выиграл первые автомобильные гонки Париж-Руан. В следующем году Левассор на своем автомобиле выиграл гонку Париж-Бордо. «Это было безумие! – сказал победитель. - Я мчался со скоростью 30 км/час!». Однако Даймлер сам решил заняться производством автомобилей; в 1890 г. он создал компанию «Даймлер моторен», и десять лет спустя эта компания выпустила первый автомобиль марки «Мерседес». «Мерседес» стал классическим автомобилем начала XX в.; он имел четырехцилиндровый двигатель мощностью 35 л. с., развивал скорость 70 км/ч. Эта красивая и надежная машина имела невероятный успех, она положила начало массовому производству автомобилей.

Готлиб Даймлер

Первый автомобиль Даймлера

превосходил 13%. Между тем согласно теории тепловых двигателей, разработанной французским

физиком Карно, к.п.д. идеального двигателя мог достигать 80%. Идея идеального двигателя волновала умы многих изобретателей, в начале 90-х гг. ее попытался воплотить в жизнь молодой немецкий инженер Рудольф Дизель. Идея Дизеля состояла в сжатии воздуха в цилиндре до давления порядка 90 атмосфер, при этом температура достигала 900 градусов; затем в цилиндр впрыскивалось топливо; в этом случае цикл работы двигателя получался близким к идеальному «циклу Карно». Дизелю не удалось полностью реализовать свою идею, из-за технических трудностей он был вынужден понизить давление в цилиндре до 35 атмосфер. Тем не менее, первый двигатель Дизеля, появившийся в 1895 г., произвел сенсацию – его к.п.д. составлял 36%, вдвое больше, чем у бензиновых двигателей. Многие фирмы стремились купить лицензию на производство двигателей, и уже в 1898 г. Дизель стал миллионером. Однако производство двигателей требовало высокой технологической культуры, и Дизелю многие годы пришлось ездить по разным странам, налаживая производство своих двигателей.

Первый работоспособный мотор Дизеля

Рудольф Дизель

г. американские инженеры Харт и Парр создали первый трактор, в

1912 г. фирма «Холт» освоила выпуск гусеничных тракторов, и к 1920 году на американских фермах работало уже 200 тыс. тракторов. Трактор взял на себя не только полевые работы, его двигатель использовался для приведения в действие комбайнов, косилок, мельниц и других сельскохозяйственных машин. С созданием трактора началась массовая механизация сельского хозяйства.

Первый трактор фирмы «Холт»

Первый комбайн фирмы «Холт»

авиации. Поначалу думали, что достаточно поставить двигатель на крылатый аппарат

- и он поднимется в воздух. В 1894 г. знаменитый изобретатель пулемета Максим построил огромный самолет с размахом крыльев в 32 метра и весом 3,5 тонны – эта машина разбилась при первой попытке подняться в воздух. Оказалось, что основной проблемой воздухоплавания является устойчивость полета. Эта задача решалось долгими экспериментами с моделями и планерами. Еще в 1870 гг. француз Пено создал несколько маленьких моделей, приводимых в действие резиновым моторчиком; результатом его экспериментов был вывод о важной роли хвостового оперения. В 1890-х гг. немец Отто Лилиенталь совершил около 2 тысяч полетов на сконструированном им планере. Он управлял планером, балансируя своим телом, и мог находиться в воздухе до 30 секунд, пролетая за это время 100 метров. Опыты Лилиенталя закончились трагически, он не смог справиться с порывом ветра и разбился, упав с высоты 15 метров.

Самолет Максима

Отто Лилиенталь

велосипедной мастерской в городе Дейтоне. Братья Райт ввели вертикальный руль,

поперечные рули-элероны и измерили подъемную силу крыльев с помощью продувания в изобретенной ими аэродинамической трубе. Построенный братьями Райт планер был хорошо управляемым и мог держаться в воздухе около минуты. В 1903 г. братья Райт поставили на планер небольшой бензиновый двигатель, который они изготовили сами, в своей мастерской. 14 декабря 1903 г. Вильбур Райт совершил первый моторный полет, пролетев 32 метра; 17 декабря дальность полета достигла 260 метров. Это были первые полеты в мире, до братьев Райт еще не один аэроплан не мог подняться в воздух. Постепенно увеличивая мощность мотора, братья Райт учились летать на своем аэроплане, в октябре 1905 г. самолет продержался в воздухе 38 минут, пролетев по кругу 39 км. Однако достижения братьев Райт остались незамеченными и их обращенные к правительству просьбы о помощи остались без ответа. В том же 1905 г. братья Райт были вынуждены из-за недостатка средств прекратить свои полеты.

Первый самолет братьев Райт

Различные модели «Райтов»

интересам относилась к полетам первых авиаторов – правда, дальность полетов

французских авиаторов измерялась лишь сотнями метров и их аэропланы не имели элеронов. Рассказы и фотографии братьев Райт произвели во Франции такую сенсацию, что ее эхо докатилось до Америки и правительство немедленно предоставило Райтам заказ на 100 тыс. долларов. В 1908 г. новый аэроплан Райтов совершил полет продолжительностью в 2,5 часа. Заказы на аэропланы посыпались со всех сторон, в Нью-Иорке была основана самолетостроительная компания «Райт» с капиталом 1 млн. долларов. Однако уже в 1909 г. произошло несколько катастроф на «Райтах», и наступило разочарование. Дело в том, что самолеты братьев Райт не имели хвостового оперения и поэтому часто «клевали носом». Французские авиаторы знали о необходимости хвостового оперения из опытов Пено; вскоре они позаимствовали у братьев Райт элероны и превзошли своих американских собратьев. В 1909 г. Луи Блерио совершил перелет через Ла-Манш. В этом же году Анри Фарман создал первую массовую модель аэроплана, знаменитый «Фарман-3». Этот самолет стал основной учебной машиной того времени и первым аэропланом, который стал выпускаться серийно.

Самолет Фарман-3

средств связи, на смену телеграфу пришел телефон и радиосвязь. Первые

опыты по передаче речи на расстояние проводились английским изобретателем Рейсом в 60-х гг. В 70-х гг. этими опытами заинтересовался Александер Белл, шотландец, эмигрировавший в Америку и преподававший сначала в школе для глухонемых детей, а потом в Бостонском университете. Один знакомый врач предложил Беллу воспользоваться для экспериментов человеческим ухом и принес ему ухо от трупа. Белл скопировал барабанную перепонку, поместив металлическую мембрану рядом с электромагнитом, добился удовлетворительной передачи речи на небольшие расстояния. В 1876 г. Белл взял патент на телефон и в том же году продал более 800 экземпляров. В следующем году Девид Юз изобрел микрофон, а Эдисон применил трансформатор для передачи звука на большие расстояния. В 1877 г. была построена первая телефонная станция, Белл создал фирму по производству телефонов. Через 10 лет в США было уже 100 тыс. телефонных аппаратов.
При работе над телефоном у Эдисона возникла мысль записать колебания микрофонной мембраны. Он снабдил мембрану иглой, которая записывала колебания на цилиндре, покрытом фольгой. Так появился фонограф. В 1887 г. американец Эмиль Берлинер заменил цилиндр круглой пластинкой и создал граммофон. Граммофонные диски можно было легко копировать, и вскоре появилось множество фирм, занимавшихся звукозаписью.

Александр Белл с первым телефонным аппаратом

Первый граммофон Берлинера

Научной основой радиосвязи была созданная Максвеллом теория электоромагнитных волн. В

1886 г. Генрих Герц экспериментально подтвердил существование этих волн с помощью прибора, называемого вибратором. В 1891 г. французский физик Бранли обнаружил, что металлические опилки, помещенные в стеклянную трубку, меняют сопротивление под действием электромагнитных волн. Этот прибор получил название когерера. В 1894 г. английский физик Лодж использовал когерер, чтобы регистрировать прохождение волн, а в следующем году русский инженер Александр Попов приделал к когереру антенну и приспособил его для принятия сигналов, испускаемых вибратором Герца. В марте 1896 г. Попов продемонстрировал свой аппарат на заседании Российского физико-химического общества и произвел передачу сигналов на расстояние 250 метров. Одновременно с Поповым свою радиотелеграфную установку создал молодой итальянец Гульельмо Маркони; он первым сумел запатентовать это изобретение; а в следующем году организовал акционерное общество для его использования. В 1898 г. Маркони включил в свой приемник джиггер – прибор для усиления антенных токов, это позволило увеличить дальность передачи до 85 миль и осуществить передачу через Ла-Манш. В 1900 г. Маркони заменил когерер магнитным детектором и осуществил радиосвязь через Атлантический океан: президент Рузвельт и король Эдуард VIII обменялись по радио приветственными телеграммами. В октябре 1907 г. фирма Маркони открыла для широкой публики первую радиотелеграфную станцию.

Александр Попов

Гульельмо Маркони

кино было прямо связано с усовершенствованием изобретенной Дагером фотографии. Англичанин

Мэддокс в 1871 г. разработал сухобромжелатиновый процесс, который позволил сократить выдержку до 1/200 секунды. В 1877 г. поляк Лев Варнеке изобрел роликовый фотоаппарат с бромсеребряной бумажной лентой. В 1888 г. немецкий фотограф Аншюц создал моментальный шторный затвор. После этого появилась возможность делать моментальные снимки. После этого вся проблема свелась к созданию скачкового механизма, чтобы производить снимки через промежутки в долю секунды. Этот механизм и первый киноаппарат был создан братьями Люмьерами в 1895 г. В декабре этого года был открыт первый кинотеатр на бульваре Капуцинов в Париже. В 1896 г. Люмьеры объехали все европейские столицы, демонстрируя свой первый кинофильм; эти гастроли имели колоссальный успех.

Братья Люмьеры

Первый кинотеатр

теперь пластмассами. В 1873 г. Дж. Хайеттом (США) был запатентован

целлулоид — первое из таких веществ, вошедшее в широкий обиход. Перед Первой мировой войной были изобретены бакелит и другие пластмассы, носящие общее название фенопластов. Производство искусственного волокна началось после того, как в 1884 г. французский инженер Г. Шардонё разработал метод получения нитрошелка; впоследствии научились производить искусственный шелк из вискозы. В 1899 г. русский ученый И. Л. Кондаков положил начало получению синтетического каучука.
Последние десятилетия XIX в. были временем технических сдвигов в строительном деле. Строительство высотных зданий, или, как их стали называть, «небоскребов» началось в Чикаго в 80-х гг. XIX в. Первым зданием нового типа считается 10-этажный дом чикагской страховой компании, построенный в 1883 г. архитектором У.Дженни, который применил как железные, так и стальные перекрытия. Усиление стен стальным каркасом, на который стали опираться балки междуэтажных перекрытий, позволило увеличить высоту зданий вдвое. Самым высоким зданием тех времен был Нью-йоркский 58-этаж­ный небоскреб, высотой в 228 м, построенный в 1913 г. Но высочайшим сооружением была Эйфелева башня, своеобразный памятник «века железа». Воздвигнутая французским инженером Гюставом Эйфелем на Марсовом поле в Париже в связи со Всемирной выставкой 1889 г. эта ажурная башня имела 300 м в высоту.

Иван Кондаков

Гюстав Эйфель

конструкции. Человеком, открывшим железобетон, считается французский садовник Жозеф Монье. Еще

в 1849 г. он изготовил кадки для плодовых деревьев с каркасом из железной проволоки. Продолжая свои опыты, он в 60-х гг. запатентовал несколько способов изготовления труб, резервуаров и плит из бетона с железной арматурой. Наиболее важным был его патент на железобетонные сводчатые перекрытия (1877 г.).
Конец XIX в. был временем бурного роста мировой железнодорожной сети. С 1875 по 1917 гг. протяженность железных дорог выросла в 4 раза и достигла 1,2 млн. км. Знаменитыми стройками того времени были магистраль Берлин-Багдад и Великий Сибирский путь, его протяженность к 1916 г. составила 7,4 тыс. км. На новых железных дорогах укладывали стальные рельсы, они пересекали величайшие реки мира и на них возводились гигантские стальные мосты. Начало «эре стальных мостов», как выражались современники, положили арочный мост инженера Дж. Идса через Миссисипи (1874) и висячий Бруклинский мост в Нью-Йорке архитектора Рёблинга (1883). Центральный пролет Бруклинского моста имел в длину около 1/2 км. На новых дорогах работали мощные локомотивы системы компаунд с многократным расширением и высоким перегревом пара. В 90-х годах в США и Германии появились первые электровозы и электрифицированные железные дороги.

Бруклинский мост

1887 г. американец Хайрем Максим создал первый пулемет. Знаменитый пулемет

«Максим» производил 400 выстрелов в минуту и по огневой мощи был равнозначен роте солдат. Появились скорострельные трехдюймовые орудия и тяжелые 12-дюймовые пушки со снарядами весом 200-300 кг.
Особенно впечатляющими были перемены в военном кораблестроении. В Крымской войне (1853-1856) еще участвовали деревянные парусные гиганты с сотнями пушек на трех батарейных палубах, вес самых тяжелых снарядов составлял в то время 30 кг. В 1860 г. в Англии был спущен на воду первый железный броненосец «Варриор», и вскоре все деревянные корабли пошли на слом. Началась гонка морских вооружений, Англия и Франция, соревновались в создании все более мощных броненосцев, позднее к этой гонке присоединились Германия и США. В 1881 г. был построен английский броненосец «Инфлексибл», водоизмещением в 12 тыс. т; он имел лишь 4 орудия главного калибра, но это были колоссальные пушки калибра 16 дюймов, размещенные во вращающихся башнях, длина ствола была 8 метров, а вес снаряда - 700 кг. Через некоторое время все ведущие морские державы стали строить броненосцы этого типа (правда в основном с 12-дюймовыми орудиями)

Хайрем Максим со своим пулеметом

Русская 3-дюймовая пушка образца 1902 года

английского броненосца «Дредноут»; «Дредноут» имел водоизмещение 18 тыс. тонн и

десять 12-дюймовых орудий. Благодаря паровой турбине, он развивал скорость в 21 узел. Перед мощью «Дредноута» все прежние броненосцы оказались небоеспособными, и морские державы стали строить корабли, подобные «Дредноуту». В 1913 году появились броненосцы типа «Куин Елизабет» водоизмещением 27 тыс. т с десятью 15-дюймовыми орудиями. Эта гонка вооружений естественным образом привела к мировой войне.
Причиной мировой войны было несоответствие реальной мощи европейских держав и размеров их владений. Англия, воспользовавшись ролью лидера промышленной революции, создала огромную колониальную империю и захватила большую часть ресурсов, необходимых другим странам. Однако к концу XIX века лидером технического и промышленного развития стала Германия; естественно, что Германия стремилась использовать свое военное и техническое превосходство для нового передела мира. В 1914 году началась первая мировая война. Германское командование надеялась разгромить своих противников за пару месяцев, однако в этих расчетах не была учтена роль появившегося тогда нового оружия – пулемета. Пулемет дал решающее преимущество обороняющейся стороне; германское наступление было остановлено и началась долгая «окопная война». Тем временем, английский флот блокировал германские порты и прервал поставки продовольствия. В 1916 году в Германии начался голод и, который, в конечном счете, привел к разложению тыла, к революции и к поражению Германии.
Темы рефератов: http://hist1.narod.ru/Lec/Ref.doc