В России машины Ньюкомена появились довольно поздно: первая такая машина была

была установлена в 1777 г. в Кронштадте для откачки воды

из дока. Однако принцип работы «атмосферической» машины был хорошо знаком русским механикам, в том числе И. И. Ползунову, получившему техническое образование в горнозаводской школе в Екатеринбурге. В 1763 г. Ползунов, ставший шихтмейстером Колывано-Воскресенских заводов на Алтае, представил проект двухцилиндровой «атмосферической» машины. Попеременная работа двух цилиндров, по мысли изобретателя, делала ход машины более равномерным, и ее можно было применять не только для откачки воды, но и для привода заводских машин.
В 1764 г. Ползунов приступил к постройке своей «огнедействующей» машины, и весной 1766 г. она была почти закончена, несмотря на ограниченность отпущенных средств. Но дожить до пуска машины Ползунову не удалось: в мае 1766 г. он умер от чахотки. В итоге, машина проработала без присмотра конструктора только 43 дня, затем обнаружилась течь в котле и ее остановили. Машину не пытались ремонтировать, поскольку заводское начальство сочло, что «по изобилию воды при здешнем заводе» она попросту не нужна.

Чертеж машины Ползунова

то время как в Западной Европе его не хватало. В

XVIII веке в Англии и Франции начался кризис в развитии отраслей, которые базировались на использовании древесины, в частности, в металлургии и судостроении. Корабельная пушка средних размеров весила около одной тонны. Для получение 1т чугунных отливок требовалось 4-5 т древесного угля или 8-10 т высококачественной древесины – то есть около 25 больших деревьев. Подсчитано, что для того, чтобы оснастить пушками и ядрами один 60-пушечный корабль требовалось срубить 3500 деревьев с территории примерно 7 га. Кроме того, на постройку самого судна требовалось около 2000 дубовых стволов, то есть в итоге строительство одного военного корабля обходилось в 12 га леса. Таким образом, лесные массивы Западной Европы исчезали во второй половине XVI века с интенсивностью в несколько сот квадратных километров ежегодно. Существенный вклад в этот процесс вносила и стекольная промышленность. Своеобразная революция в стекловарении произошла после изобретения французом Кокереем в первой половине XIV века так называемого лунного стекла. Его получали быстрым вращением полушария, получавшегося после разрезания выдутого ранее шара. Формировавшийся в результате вращения круг служил заготовкой для оконного стекла. Постепенное развитие этой технологии привело к тому, что во второй половине XVI века оконное стекло перестало быть роскошью и стало доступным средним слоям общества.

Получение «лунного стекла»

их сохранении стал регулярно рассматриваться английским парламентом. В конце концов

в 1584 г. королева Елизавета I была вынуждена принять указ, запрещавший дальнейшее расширение железоделательных и стекольных заводов. Однако этот указ не исправил ситуацию, и в 1615 г. был принят «Закон о запрете использования дров» и о переходе к использованию в промышленности и в быту каменного угля. В скором времени аналогичные законы были приняты во Франции, Голландии и многих германских государствах.
К моменту принятия этих законов основная часть лесов Западной Европы была уже вырублена. Так, площадь лесов Франции, занимавших когда-то 80% территории страны, к 1789 году сократилась до 14%. Это был экологический и энергетический кризис, который угрожал всей экономике Западной Европы. Развитие энергоемких отраслей промышленности остановилось; в Англии, Франции, Германии теперь развивалась, в основном, металлообработка. Древесный уголь, чугун, железо ввозилось из Швеции и России – из стран, где еще имелись обширные лесные массивы. Таким образом, в XVII и XVIII веках лидерами в металлургии стали Швеция и Россия.

Вырубка леса в Англии

прогрессом в других областях. Последним изобретением допромышленной эпохи в области

ткачества стал созданный в 1733 г. «летающий челнок» английского мастера Джона Кея. Напомним, что в ткацком станке ремезы попеременно поднимают четные и нечетные нити основы, и в образовавшийся зев ткач продергивает челнок с нитью утка. Затем он бердом пододвигает нить утка к предыдущей нити. Челнок Кея представлял собой бердо, к которому был присоединен механизм для пробрасывания челнока (сквозь нити берда навстречу читателю проходил зев, который на рис не изображен). Слева и справа от берда Кей расположил направляющие 1 по которым могли скользить погонялки 2. Левая и правая погонялки были соединены шнурами с рукояткой 4, которая располагалась выше зева. Дергая за правый шнур, ткач приводил в движение правую погонялку, и она ударом прокидывала челнок 5 сквозь зев справа налево. Пружина 3 через рычаг возвращала погонялку 2 в исходное положение. Прибив бердом проложенный уток, ткач нажимал на педаль, чтобы ремизки поменялись местами и образовался новый зев. После этого ткач дергал за левый шнур, и челнок отправлялся левой погонялкой 2 в обратный "полет".

«Летающий челнок»
Кея

что его внедрение лишит их работы, разгромили дом изобретателя и

Кею пришлось бежать во Францию. Однако многие ткачи втайне продолжали использовать челнок Кея – их избивали, в 1767 г. в Лондоне произошло большое столкновение между ткачами. Но приближалась промышленная революция и бунты ткачей уже не могли остановить распространения летающего челнока; к 1760-м гг. он стал использоваться повсеместно.

Ткацкий станок с летающим челноком Кея. 1- челнок, 2 – ремезы, 3- педали для опускания ремезов.

Обычный ткацкий станок

понимается, как переход к массовому применению заменяющей труд людей машинной

техники. Историки считают, что промышленная революция началась в Англии в XVIII веке, однако нужно отметить, что попытки использования на мануфактурах машин имели место и раньше – первым примером такого рода была шелкомотальная машина итальянского механика Франческо Боридано, созданная еще в XIII в.; эта машина приводилась в движение водяным колесом и заменяла 400 рабочих. Однако машина Боридано осталась уникальным примером потому, что внедрение техники наталкивалось на противодействие ремесленников, которые боялись потерять работу. В 1552 г. английский парламент законодательно запретил использование ворсильной машины, в 1579 г. в Данциге был казнен механик Антон Мюллер, создавший лентоткацкий станок, а в 1598 г. из Англии был вынужден бежать изобретатель вязальной машины Вильям Ли. Эти примеры показывают, что аграрное общество того времени не нуждалось в машинах – это общество страдало от перенаселения и использование машин отняло бы у многих людей заботок, обрекло их на голодную смерть.

Дочь Вильяма Ли, для которой он создал вязальную машину

выше, существовали также и «морские цивилизации», жившие торговлей и ремеслом.

В древности это были Финикия и Греция, в средние века – Венеция и Генуя, в XVII веке – Голландия, а в XVIII веке - Англия. Овладение монополией морской торговли давало купцам этих стран огромные прибыли, которые вкладывались в организацию экспортной промышленности: купцы создавали мастерские и мануфактуры, в которых обрабатывали сырье, привезенное их дальних стран, а затем продавали продукцию на внешних рынках. Для работы в мастерских и мануфактурах требовались рабочие; и как отмечалось выше, в этой ситуации афинские купцы покупали рабов у «варваров», везли в Афины и обучали их ремеслу.
Англия еще в XVI веке была перенаселенной аграрной страной, где отрицательно относились к техническим новшествам. Но во второй половине XVII века английские линейные корабли завоевали господство на морях, и в XVIII веке торговое процветание привело к обогащению английских купцов, к появлению избыточных капиталов, которые требовали помещения в какое-нибудь дело. Однако, в отличие от афинян, английские предприниматели не имели возможности покупать рабов – поэтому они пытались возместить нехватку рабочей силы введением машин.

Английский купец в России

появление «летающего челнока» увеличило производительность труда ткачей и привело к

нехватке пряжи. Поэтому начало великой машинной революции было связано с созданием прядильного станка - самой первой машины, получившей широкое распространение в производстве. История прядильного станка очень поучительна:, она показывает, насколько постепенным было развитие технической мысли: вначале этого развития мы видим простое веретено, затем ручную прялку римских времен, затем - самопрялку Юргенса, которая представляла собой уже достаточно сложный механизм. Оставался лишь один шаг для того, чтобы превратить самопрялку в прядильный станок. Этот решающий шаг был облегчен появлением на европейском рынке нового материала — хлопка, который по своим прядильным качествам значительно превосходил лен и шерсть. Захватив основную часть морской торговли, английские купцы получили возможность привозить хлопок из Индии и из Америки и, вырабатывая хлопчатобумажные «ситцы», продавать их в Англии и по всей Европе.
Хлопок удобен для прядения тем, что после отделения от семян, его волокна можно легко расчесать и уложить в «ровницы» - подготовленные для прядения ленты. Эти «ровницы» подавались в прядильную машину и сначала вытягивалась в вытяжных валиках, а потом поступали на веретено, вращавшееся быстрее валиков, и закручивались в нить.

Индийский ткач

прялку «дженни». Эта прялка поначалу имела 8 веретен, но вскоре

оказалось возможным довести их число до 24. На машине были установлены катушки (3) с ровницей. Ровница пропускалась сквозь зажим-пресс (4), имевший возможность горизонтального перемещения по рельсам верхнего стола станины. Одной рукой мастер вращал приводное колесо, от которого через ременную передачу (1) получали вращение веретена (2); другой рукой он зажимал и двигал вправо пресс, в исходном положении располагающийся в середине рельса. При этом происходило кручение (поскольку угол между осью веретена и пряжей тупой) и вытягивание (за счет движения пресса). Дойдя до отказа, пресс останавливался, а веретена продолжали вращаться, доводя крутку до требуемого значения. Когда пряжа была достаточно скручена, мастер останавливал приводное колесо и опускал металлический пруток (5) на плоскость скрученных нитей. При этом угол между пряжей и осью веретена становился прямым, и возобновление вращения колеса приводило к наматыванию полученной пряжи на веретено; наматывание сопровождалось движением пресса влево до самых веретен. После этого пресс открывался, чтобы пропустить новую порцию ровницы, и возвращался в исходное (среднее) положение

Прялка «дженни» и принцип ее работы

прялка давала слабую нить, годную только на уток. Основу для

ткани пряли старым способом из льна, и в итоге получалась хлопчато-льняная ткань.
Вначале Харгривс сам изготовлял «Дженни» на продажу. Его машина оставила без работы многих ремесленников, и в 1767 г. мастерская изобретателя нападению разорившихся прядильщиков. Харгривс был вынужден переехать в другой город, где столкнулся с новой проблемой: конкуренты начали изготовлять «Дженни» без его согласия. С большим опозданием Харгривс подал прошение о выдаче патента, но по законам того времени автор не имел права получать прибыль от использования своего изобретения другими лицами, если в момент регистрации заявки его машина уже находилась в эксплуатации – так что Харгривс почти ничего не получил от своей машины. Однако, какова бы ни была судьба изобретателя, «Дженни» получила большое распространение: в конце XVIII в. в Англии насчитывалось около 20 тысяч таких машин.
Прялка Харгривса значительно увеличивала производительность труда, но она оставалась индивидуальным орудием ремесленника и приводилась в действие его мускульной силой. Между тем, для перехода к крупному машинному производству требовался автоматический станок, работающий от механического двигателя при минимальном вмешательстве человека.

Ричарда Аркрайта, запатентовавшего в 1769 г. «ватер-машину», работавшую с приводом

от водяного колеса.
Работа на машине Аркрайта происходила следующим образом. Предварительно приготовленная из хлопка ровница находилась на початках, которые помещались на горизонтальном валу в верхней части станка. Ровничная ленточка хлопковых волокон поступала в находящиеся перед початками вытяжные валики (1). Вытягивание происходило за счет того, что каждая последующая пара валиков вращалась быстрее, чем предыдущая. Вытянутая и узкая, но еще не скрученная ровничная ленточка выходила из последней пары валиков и поступала на веретена (2), которые были устроены также, как в самопрялке Юргенса. Так как натяжение нити в самопрялке можно было регулировать, то в результате получались нить такой крепости, что отныне можно было делать настоящий ситец из чистого хлопка, без примеси льна.

«Ватер-машина» Аркрайта

Самопрялка Юргенса

избыточных купеческих капиталов, которые искали новые способы вложения. Он сумел

заинтересовать в своей машине банкирский дом Райт, а затем купцов-промышленников Нида и Стретта. В 1771 г. в Кромфорде (в графстве Дерби в Центральной Англии) была построена первая прядильная фабрика с водяным двигателем. В 1779 г. на ней работало несколько тысяч веретен и 300 рабочих. Не останавливаясь на этом, Аркрайт основал еще несколько фабрик в разных концах Англии. В 1782 году на него работало уже 5000 рабочих, а его капитал оценивался в 200 тысяч фунтов стерлингов. Когда производство было организовано должным образом, то оказалось, что фабрики с ватер-машинами могут давать не 5 и не 10, а сотни и тысячи процентов прибыли в год. Началась промышленная лихорадка и в течение следующих десяти лет в Англии были основаны тысячи фабрик. Вввоз хлопка, увеличился в 1780-1802 гг. в 12 раз, а вывоз фабричных изделий – в 20 раз, притом, что стоимось хлопчатобумажной пряжи уменьшилась в 5 раз. Капиталисты континента не могли оставаться в стороне от этой предпринимательской лихорадки: прядильная машина Аркрайта была скопирована немцем Иоганном Брюгельманном, что положило начало промышленной революции на европейском материке.

На прядильных фабриках работали, в основном, женщины и дети

в краже изобретений. Судебный процесс показал, что прядильную ватермашину в

действительности создал Джон Кэй - известный изобретатель «летающего челнока». Все патенты Аркрайта были аннулированы, но это не повредило Аркрайту: к этому времени он уже стал одним из самых богатых английских фабрикантов. Более того, в 1786 году Аркрайт был возведён в рыцари и получил право называться «сэром». Политическая экономия сделала Аркрайта своим героем, и он остался в памяти поколений как основатель английской крупной промышленности.
«Ватер-машина» пряла прочную, но толстую нить, в то время как «Дженни» давала нить тонкую и непрочную. Решающий шаг на пути получения одновременно и тонкой, и прочной пряжи был сделан Самуэлем Кромптоном. Кромптон родился в семье ремесленника-ткача и с 5-летнего возраста помогал родителям в изготовлении пряжи для домашней мастерской

Сэр Ричард Аркрайт. Художник М.Браун. 1790 год

аппарат; он состоял из двух пар вытяжных валиков и выполнял

основную вытяжку. Веретена 3 размещались на каретке 1 и приводились в движение ременным приводом 2. Каретка перемещалась по рельсам 6, аналогично тому, как в «Дженни» перемещался пресс-зажим; она выполняла дополнительную вытяжку, сглаживая отдельные утолщения. Для обеспечения намотки пряжи по всей длине веретена Кромптон ввел в конструкцию надниточник 4, выполнявший роль прутка в «Дженни». В верхнем положении надниточник находился над пряжей, которая располагалась под тупым углом к оси вращающегося веретена, что приводило к ее скручиванию. При опускании надниточника пряжа располагалась перпендикулярно к оси веретена, и начиналось наматывание; подниточник 5 исключал возможность провисания пряжи. Мюль­машина смогла выпускать и тонкую, и прочную пряжу, поэтому она окончательно вытеснила ручное прядение из текстильного производства. В 1783 г. первые мюльмашины с водяным приводом были установлены на Ланаркских фабриках в Шотландии, а с 1790 г. эти машины получили привод от паровой машины. Если на первой модели мюль­машины было всего лишь 20 веретен, то к 1799 г. число веретен увеличилось до 408.

Мюльмашина
Кромптона

Каретка мюльмашины

шерсть и лен. В 1810 году император Наполеон I объявил

во Франции конкурс на создание льнопрядильного станка. Наилучшей оказалась конструкция, предложенная Филиппом Жираром. Однако благодаря наличию крупных капиталов льнопрядильные машины Жирара получили наибольшее распространение в той самой Англии, от конкуренции которой Наполеон хотел оградить французскую промышленность. Тем не менее, этот пример показал, что государство начинает проводить целенаправленную политику на внедрение технических достижений. Подобную политику проводило и русское правительство: по его приглашению Жирар в 1825 г. приехал в царство Польское и устроил под Варшавой несколько полотняных фабрик.
Машинное производство намного увеличило объем производства пряжи и ткачи, работавшие вручную, не успевали выделывать из нее ткани. Таким образом, в ткацком призводстве появился дефицит рабочей силы, и появились благоприятные условия для внедрения машин.
В конце XVIII в. в Англии нехватка ткачей побуждала к изобретательству и техническое развитие шло столь бурно, что стало обычной темой дискуссий в образованном обществе. Это увлечение техникой объясняет то, на первый взгляд, странное обстоятельство, что первый успешный проект механического ткацкого станка создал доктор богословия Эдмунд Картрайт, преподававший в Оксфордском университете. В 1785 г. он запатентовал свою конструкцию механического вертикального ткацкого станка.

Льнопрядильная машина

в котором работу человека заменил распределительный вал с кулачками. Центральные

кулачки (3) заменяли ноги ткача и нажимали на педали , которые поднимают и опускают ремезы (2). Боковые кулачки (5) поворачивали штанги (4), которые поворачивали погонялки, ударяющие по челноку. На нижнем рисунке изображено, как штанги (4), приводят в действие погонялки (8), которые в свою очередь, бьют по челноку (9).
Основа ткани собиралась из нитей, расположенных на отдельных катушках (7). Помимо прочего, на станке была предусмотрена обработка нитей основы шлихтой (специальным клеящим составом, придающим нитям гладкость и прочность). Эти нити подавались на станок через систему цилиндров, причем нижний цилиндр (1) был покрыт щетками, которые погружались в корыто со шлихтой, а затем смазывали верхние цилиндры, соприкасавшиеся с основой. Весь механизм станка приводился в движение зубчатым колесом (6), имевшим привод от водяного или парового двигателя.

Ткацкий станок Картрайта

20 механическими станками, однако неопытность изобретателя в коммерческих вопросах привела

к закрытию предприятия. Вторая попытка наладить фабричное производство, предпринятая с помощью манчестерских предпринимателей братьев Гримшоу, также закончилась неудачей. Станок Картрайта был еще весьма капризной машиной, что часто приводило к браку. Формирование облика механического ткацкого станка закончилось только к 1803 г., когда механик Вильям Хоррокс взял патент на конструкцию металлической станины; это сделало модель Хоррокса самым распространенным английским станком в последующие 20 лет. И хотя в 1813 г. в Англии работало всего лишь 2400 механических станков, а число ручных составляло около 200 тыс., под воздействием конкуренции фабрик заработок ручных ткачей снизился по сравнению с 1790 г почти втрое.
  Решающим моментом в истории механического ткачества является появление в 1822 году ткацкого станка инженера Робертса, известного изобретателя в разных областях механики. Он создал ту рациональную форму ткацкого станка, которая в своих основных элементах и сейчас используются в конструкциях ткацких станков.

Ткацкая фабрика

станке Жаккара. В XVIII веке Франция снабжала шелковыми тканями все

страны Европы, причем спрос на эти ткани был очень велик. Важнейшей технической задачей, которая уже давно стояла перед шелкоткачеством была механизация операций по выработке крупноузорчатых тканей. В 1804 г. группа лионских промышленников предложила изобретателю Жозефу Жаккару создать механический шелкоткацкий станок. Главная трудность заключалась в необходимости отбора для каждой прокидки челнока нескольких десятков и даже сотен нитей основы в определенном порядке, так, чтобы они создавали узор на ткани. Наполеон I, проводивший политику поощрения изобретателей, наградил Жаккара премией в 3000 франков и правом на ренту в 50 франков с каждого действующего во Франции станка его конструкции.

Жозеф Жаккар

Ткань, полученная на станке Жаккара

найти себе новое применение. Такие капиталы имелись в Англии вследствии

огромных прибылей, которые давала фактически монопольная посредническая торговля. Как показывает пример со станком Жаккара, технические инновации могли инициировать и предприниматели других стран - если у них было достаточно денег. Инновации могло инициировать и государство, как это делал император Наполеон, объявляя конкурсы изобретений – однако для дальнейшего внедрения необходима была заинтересованность капиталистов. В любом случае, если существовали ищущие применения избыточные капиталы, процесс внедрения инноваций не мог ограничиться текстильной промышленностью – избыточные капиталы стимулировали нововведения во всех отраслях.
Еще одной отраслью, которая, одновременно с текстильной промышленностью, стала объектом нововведений, было горное дело. Как отмечалось в предыдущей главе, для горняков весьма важной была задача откачки воды из шахт, и для решения этой задачи с начала XVIII века применялась атмосферическая машина Ньюкомена.

Водяное колесо – привод для шахтных подъемников

пока ее усовершенствованием не занялся механик университета в Глазго Джемс

Уатт. Изучая машину Ньюкомена, Уатт сразу же обратил внимание на большие потери тепла из-за попеременного нагрева и охлаждения цилиндра и пришел к выводу, что машину надо дополнить отдельным сосудом для конденсации пара. На основе этой идеи на шахте горнозаводчика Ребука была построена усовершенствованная атмосферическая машина, на которую Уатт получил в 1769 году свой первый патент. Несколько последующих лет Уатт трудился над совершенствованием своего двигателя; при этом он постоянно получал поддержку от крупных предпринимателей, сначала от Ребука, а потом от владельца металлообрабатывающего завода Болтона. Главная техническая проблема заключалась в необходимости точной подгонки цилиндра и поршня, чтобы не допускать утечки пара. Поскольку в то время еще не было необходимых точных станков, то выточка цилиндров большого диаметра представлялась почти неразрешимой проблемой. Уатту помогло то, что как раз в то время появились мощные станки для высверливания стволов пушек; в конечном счете трудности были преодолены, и с 1776 года началось фабричное производство паровых машин.

Джеймс Уатт (1736-1819 гг.)

это была не атмосферическая, а паровая машина: ее поршень толкал

пар. Поршень помещался внутри цилиндра (3), окруженного паровым кожухом (4) - благодаря этому была до минимума сокращена потеря тепла. Цилиндр соединялся с конденсатором (5) трубой, снабженной паровыпускным клапаном (8). Несколько выше этого клапана и ближе к цилиндру был размещен второй, уравновешивающий клапан(7). В изображенном на рисунке верхнем положении поршня тяги закрывали клапан (7) и открывали клапаны (2) и (8). Через клапан (2) в цилиндр поступал пар из трубы (1) (она проходит перпендикулярно плоскости рисунка и ведет от парового котла, которого на рисунке нет). Пар из котла двигал поршень вниз, вытесняя пар из-под поршня через клапан (8) в конденсатор (5). Когда поршень доходил до низшей точки, тяги закрывали клапаны (2) и (8) и открывали клапан (7). Доступ пара в цилиндр прекращался, а пространство над цилиндром соединялось с пространством под цилиндром и давление с обеих сторон уравновешивалось. Под действием противовеса (10), расположенного на конце балансира (9), поршень свободно поднимался вверх (не выполняя при этом полезной работы). Затем весь процесс продолжался в той же последовательности.

Паровая машина Уатта 1776 г.

Паровая машина Уатта 1776 г.

Ньюкомена, но страдала тем же недостатком - она совершала только

одно рабочее движение, работала рывками и поэтому могла использоваться только как насос. Для того, чтобы паровой двигатель мог приводить в действие другие машины, необходимо было, чтобы он создавал равномерное круговое движение. Принципиальное отличие такой машины состояло в том, что поршень должен был совершать два рабочих движения - и вперед и назад. Такой двигатель двойного действия был разработан Уаттом в 1782 году. Пар в машине двойного действия выпускался то с одной, то с другой стороны поршня, причем пространство на стороне, противоположной впуску пара, соединялось каждый раз с конденсатором. Эта задача была разрешена с помощью системы отводных труб, закрывавшихся и открывавшихся с помощью золотника (8). Движением золотника управлял особый механизм, расположенный на валу; главной его частью был эксцентрик (6). Функция регулировки давления пара возлагалась на особый центробежный регулятор (9), который работал следующим образом: движение рабочего вала передавалось шкиву регулятора, когда последний начинал вращаться слишком быстро, шары регулятора поднимались вверх под действием центробежной силы и приводили в движение муфту клапана и рычаг, который ограничивал количество пара.

. Принципиальная схема двигателя двойного действия

от Уатта больших усилий. Поскольку кривошипный механизм был запатентован Пикаром,

в первых машинах Уатта колебательное преобразовывалось во вращательное с помощью созданного Уаттом солнечно-планетарного механизма; как только патент Пикара истек, стали применять кривошипную передачу. Благодаря вращательному движению рабочего вала новый двигатель Уатта годился для привода других рабочих машин; это позволило ему сыграть революционную роль в развитии крупной машинной индустрии. За 1785-1795 годы было выпущено 144 таких паровых двигателя, а к 1800 году в Англии работала уже 321 паровая машина Уатта.
Строительство паровых машин осваивалось и в других странах: во Франции, Германии, Бельгии, Голландии, США, России. Во Франции первые паровые машины были выпущены в 80-е годы XVIII в., а к началу 20-х годов XIX в. работало несколько машиностроительных заводов. В России первый завод, изготавливавший паровые машины, был создан шотландцем Чарлзом Бердом в 1800 г. в Петербурге. До 1825 г. на этом заводе было построено около 130 стационарных паровых машин и 11 пароходов. Крупные стационарные машины были изготовлены для Тульского оружейного завода и для Варшавского арсенала.

Чарлз Берд

Первый русский пароход «Елизавета»

атмосферное. В 1804 г. инженер А.Вулф запатентовал машину, работающую при

давлении 3-4 атмосферы, повысив кпд. более чем в 3 раза. В 1807 г. Г. Модели построил первый двигатель без балансира. В результате постепенных усовершенствований мощность паровой машины возросла с 20-30 л. с. в 1830 г. до 1000 л. с. к 1870 г., а коэффициент полезного действия удвоился с 5 до 10%. В 50-х годах французский физик Г. А. Гирн провел цикл работ по экспериментальному исследованию работы паровых машин и их совершенствованию, в том числе доказал преимущество применения перегретого пара и построил перегреватель, повышавший температуру пара на 100° С. Широкое распространение перегрев получил в 60-е и особенно в 90-е годы, когда его стали применять вместе с высоким давлением. На Филадельфийской выставке 1876 г. экспонировалась паровая машина инженера Корлиса мощностью 2500 л. с. – эта огромная машина весом 636 тонн стала символом индустриалной эпохи.

Паровая машина Корлиса на выставке в Филадельфии.

станков; решающий шаг в этом направлении был сделан механиком Генри

Модсли, который в 1794 г. создал самоходный суппорт. До появления суппорта резец токарного станка укреплялся на длинной крючкообразной палке. Рабочий держал его в руках, опираясь как на рычаг на специальную подставку. Этот труд требовал больших профессиональных навыков и большой физической силы. Любая ошибка приводила к порче всей заготовки или к слишком большой погрешности обработки. Суппорт Модсли состоял из двух частей, нижняя часть (салазки) устанавливались на одной раме с задней бабкой станка и могла скользить вдоль ее направляющей. В любом ее месте суппорт мог быть прочно закреплен при помощи винта. На нижних салазках находились верхние, устроенные подобным же образом. С помощью них резец, закрепленный винтом в прорези на конце стального бруска, мог перемещаться в поперечном направлении. Движение суппорта в продольном и поперечном направлениях происходило с помощью двух ходовых винтов. Подвинув резец с помощью суппорта вплотную к заготовке, жестко установив его на поперечных салазках, а затем перемещая вдоль обрабатываемой поверхности, можно было с большой точностью срезать лишний металл. При этом суппорт выполнял функцию руки рабочего, удерживающего резец. С этого времени стало возможным изготовление деталей с допуском в доли миллиметра – это было начало современного машиностроения.

Суппорт современного токарно-винторезного станка

Первый токарный станок с суппортом Модсли

В 1797 г. он построил токарно-винторезный станок со сменным ходовым

винтом. Выделка винтов в те времена была работой исключительно сложной. Винты, нарезаемые ручным способом, имели совершенно произвольную нарезку. Модсли заложил основы стандартизации винтов и построил станок, копирующий стандартные винты.
Суппорт вскоре был перенесен с токарного станка на другие станки, применявшиеся для изготовления машин. Появились механические револьверные, шлифовальные, строгальные, фрезерные станки. К 30-м годам XIX в. английское машиностроение уже обладало основными рабочими машинами, позволявшими производить механическим способом важнейшие операции металлообработки.

Современный токарно-винторезный станок

изменивших жизнь людей. Уже вскоре после появления паровой машины начались

попытки создания пароходов. Первый в истории пароход был сооружен в 1785 г. американцем Фитчем. На первом его пароходе машина приводила в движение весла, на втором пароходе, постороенном через два года, Фитч использовал гребной винт. В 1788 году этот пароход совершал регулярные рейсы между Филадельфией и Бурлингтоном, перевозя по 30 пассажиров. Однако, несмотря на очевидный успех опытов Фитча, его изобретение не получило развития: Фитч не нашел предпринимателей, способных поддержать его дело.
Примерно в то же время, в 1788 году, небольшой корабль с паровым двигателем построил шотландский механик Саймингтон. Этот пароход был испытан на одном их озер в Шотландии и развил скорость до 8 км/ч. Спустя полтора десятилетия Саймингтон построил второй пароход для владельцев Форс-Клайдонского канала. Пароход Саймингтона был несомненно удачной моделью: средняя скорость его без груженых барж составляла около 10 км/ч. Однако и этот опыт не заинтересовал англичан; пароход вытащили на берег и обрекли на слом.

Пароход Фитча, 1785 г.

сложности – оказалось, что сложнее найти владельцев капитала, которые бы

финансировали проект. В 1802 г. американец ирландского происхождения Роберт Фултон построил в Париже небольшую лодку с паровым двигателем и продемонстрировал ее членам Французской академии. Однако ни академики, ни Наполеон, которому Фултон предлагал свое изобретение, не заинтересовались идей парохода. Но в Париже Фултон познакомился с предпринимателем Давидом Ливингстоном – по иронии судьбы, тоже американцем, - который искал во Франции инженера, который построил бы ему пароход. А итоге, Фултон вернулся в Америку и на деньги Ливингстона построил пароход «Клермонт»; машина для этого парохода была изготовлена на заводе Уатта. «Клермонт», был сравнительно небольшим судном; он имел тоннаж 150 т, длина корпуса составляла 43м, мощность двигателя - 20 л.с. На нем были установлены две мачты, и при первой возможности в помощь машинам поднимали паруса.

Чертеж парохода, выполненного по проекту Фултона.

рейс по Гудзону, - но не нашлось ни одного смельчака,

который захотел бы стать пассажиром нового судна. На весь путь из Нью-Йорка в Олбани, протяженностью 150 миль «Клермонт» потратил 32 часа, покрыв все расстояние исключительно при помощи парового двигателя. После некоторых улучшений в конструкции своего детища Фултон наладил постоянные рейсы на этом речном пути. Через некоторое время пассажиры к пароходу, и за первый же год эксплуатации «Клермонт» дал выручку в 16 тысяч долларов. Напротив, владельцы парусных и гребных судов на Гудзоне встретили пароход враждебно, с самого начала увидев в нем грозного конкурента. Они то и дело подстраивали столкновения пароходов с шаландами и баркасами или устраивали на их пути заторы. Тем не менее, дела компании Фултона-Ливингстона шли успешно; в 1816 году ей принадлежало уже 16 пароходов; один из них, "Коннектикут", имел 60-сильную машину и тоннаж около 500 т. К этому времени в Америке было 300 пароходов, а в Англии - 150.

Пароход «Клермонт»