WWW.BOOK.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные ресурсы
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«Государственное образовательное учреждение ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ А.А.Черный ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ Учебное пособие Пенза 2005 ББК 30 г Черный А.А. История техники: Учеб. ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБАЗОВАНИЮ

___________________________________________________________________

Государственное образовательное учреждение

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.А.Черный

ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ

Учебное пособие

Пенза 2005 ББК 30 г Черный А.А. История техники: Учеб. пособие. – Пенза: Изд-во Пенз.

гос. ун-та, 2005. - 189 с., библиогр. 54 назв.

Изложена история техники. Рассмотрено развитие техники на основе изобретений.

Учебное пособие подготовлено на кафедре «Машины и технология литейного производства» и в Научно-исследовательском институте плавки литейных сплавов при ПензГУ. Оно предназначено для студентов всех форм обучения по специальности «Машины и технология литейного производства» и может быть полезно при выполнении творческих работ.

Рецензенты:

Кафедра «Машины и технология литейного производства» Камского политехнического института;

А.С. Белоусов, главный металлург ОАО «Пензадизельмаш».

@ А.А. Черный, 2005 ВВЕДЕНИЕ Развитие производительных сил человечества связано с изобретательством. Изобретали в древности, изобретают и сейчас. То, что уже изобрели, использовалось раньше или продолжает применяться можно отнести к истории техники.

Историю техники надо знать. Изучение технических разработок прошлого может послужить основой для новых разработок. При создании изобретений аналоги и прототипы – это то, что было разработано раньше, но менее совершенно, чем новое техническое решение.

Наиболее древним является литейное производство. Оно возникло после того, как люди научились получать огонь, разжигать костер, поддерживать в нем горение, помещать в костер руды и изделия из глины, делать из глины кирпичи и обжигать их, обкладывать костер кирпичами и превращать его в печь, восстанавливать из руд металл и плавить металл в печах, заливать металл в формы и изготавливать отливки. Поэтому длительный период развития техники связан с развитием металлургии и литейного производства.

Литейное производство является основой развития техники, создания новых технологических процессов, более совершенных машин, устройств, агрегатов.

Основные понятия и закономерности развития техники По современному определению, техника (от гр. techne – искусство, мастерство) – это совокупность средств человеческой деятельности, созданных для осуществления процессов производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества. В ней материализованы знания и производственный опыт, накопленные человечеством в процессе развития общественного производства.

В более узком и собирательном смысле под техникойподразумеваются машины, механизмы, приборы, устройства, орудия той или иной отрасли производства. Этот термин часто употребляется также для совокупной характеристики навыков и приемов, используемых в какой-либо сфере человеческой деятельности, и является синонимом мастерства.

Часто в понятие техники и в объекты технических наук включается также технология ( от гр. techne + logos – слово, учение) – совокупность производственных процессов в определенной отрасли производства, а также описание способов производства. Дело в том, что техника и технология, образно говоря, это два колеса на единой оси повозки, на которые опирается любое производство.





Объектом истории техники является в первую очередь сама техника, поэтому ее можно определить как науку, изучающую закономерности развития техники в условиях различных общественно-экономических формаций.

Изучая структуру и свойства техники, история техники носит характер технической науки, а изучая развитие техники и исследуя влияние общественных условий на ее развитие, она носит характер общественной науки – в этом состоит дуализм истории техники как науки. Техника, являясь элементом производительных сил, неразрывно входит в способ производства и производственные отношения, поэтому сведение техники только к средствам труда не раскрывает полного содержания этого термина.

Техническая деятельность человека не является изолированной и узкоспециализированной, ибо при разработке любых объектов техники необходимо учитывать целый ряд не только технических, но и экономических, экологических, эстетических и иных социальных требований, определяемых той областью материального производства, где техника создается, и той сферой общественной жизни, где она используется.

Вся история материального производства является вместе с тем историей познавания всех его сторон, ибо без соответствующих знаний было бы невозможным как развитие и совершенствование предметов и средств труда, так и процесса трудовой деятельности. По мере развития производства не только существенно меняется техника, но и все более возрастают положение и роль науки в общественном производстве, которая все больше сращивается с техникой и становится ведущим фактором.

Система «человек – техника», занимает центральное место в технологическом способе производства, и от характера и взаимосвязей элементов этой системы зависят их роль и положение в производственном процессе. С этой точки зрения, в развитии техники можно выделить три типа: инструментализация, механизация и автоматизация.

Техника и инженер

Техническая деятельность возникла в процессе антропосоциогенеза на самых ранних этапах становления человеческого общества. Создание техники является результатом решения технической задачи в процессе разрешения технических противоречий.

В первобытном обществе в силу перемены видов труда техническая деятельность еще не имела самостоятельности, которую она стала приобретать в период отдаления ремесел от земледелия и скотоводства, когда стал формироваться основной субъект технической деятельности – ремесленник.

По мере перехода к классовому обществу и цивилизации, дифференциации и интеграции труда происходили дальнейшее развитие технической деятельности и появление его спорадических форм в виде городского ремесла и зачатков инженерной деятельности.

Развитие мануфактуры привело к возникновению новых форм технической деятельности, субъектами которой наряду с ремесленниками становились и работники мануфактур. Одновременно быстрыми темпами шло формирование технических наук и инженерной деятельности.

Промышленная революция окончательно закрепила в качестве основного субъекта технической деятельности наемного промышленного рабочего.

В эпоху наступления научно-технической революции с развитием технических наук и высшего технического образования, обусловивших появление новых форм технической деятельности, ее основными субъектами становятся инженер и рабочий.

Термин «инженер» (фр. ingenieur от лат. ingenium – ум, изобретательность, врожденные способности) появился и получил большое распространение в Западной Европе вXIII-XIV вв. В XVII в. через французский и немецкий языки это слово проникло и в Россию. История инженерной деятельности тесно связана с историей цивилизации и закономерностями развития техники, достижения которых в значительной степени были обеспечены трудом и творчеством этой категории технических работников.

Первый (праинженерный) этап был этапом становления инженерной деятельности в эпоху рабовладельчества, связанным главным образом со строительством и архитектурой. Он ознаменовал собой резкий скачок в развитии общественных форм технической деятельности, первый узловой момент ее истории. Наиболее выдающимися инженерами этой эпохи были выходцы знаменитой Александрийской школы: Герон Александрийский, Ктесибий, Архимед, а также римский архитектор Марк Витрувий Поллион, написавший труд «Десять книг об архитектуре».

Второй (прединженерный) этап инженерной деятельности начался в эпоху Возрождения и развивался в условиях феодализма и зарождения машинного производства. Основной сферой инженерной деятельности продолжает оставаться строительство, а также создание военной техники (метательных, стенобойных и др. машин). И потому в «Энциклопедии» Дидро и Д,Аламбера инженер определяется как строитель воинских укреплений и машин. Самым выдающимся инженером эпохи Возрождения был Леонардо до Винчи, художник, архитектор, механик, экспериментатор и изобретатель, гениальность которого была подкреплена обширными техническими знаниями.

Третий этап становления инженерной деятельности имел место в эпоху промышленного переворота и распространения рабочих машин на базе парового двигателя.

Четвертый этап представлял развитие инженерной деятельности на основе системы машин и технических наук в условиях монополистического капитализма (империализма). В середине Х1Х в. развитие науки, вызванное потребностями материально-технического производства, привело к возникновению социальных институтов технических наук и научно обоснованной технической деятельности, которая с этого времени стала считаться инженерной.

С этих пор техническая подготовка производства становится по преимуществу инженерной и, прежде всего, конструкторской и технологической, а инженер – это уже главным образом машиностроитель.

Пятый этап – формирование современного инженера в эпоху научнотехнической революции. Во второй половине ХХ в. происходит качественный скачок в развитии социальной функции науки как непосредственной производительной силы. Носителями этой функции становятся инженеры, деятельность которых и является основным каналом превращения науки в непосредственную производительную силу.

По современному определению, инженер – это специалист в какойлибо области техники с высшим техническим образованием. Инженерные разработки поглощают основную долю затрат при создании новой техники, а количество инженеров, как правило, значительно превышает количество научных работников и продолжает расти в той же пропорции. При производстве новых уникальных технических объектов трудозатраты инженеров равны, а часто и превышают трудозатраты рабочих.

Таким образом, инженерная деятельность представляет собой развитую форму технической деятельности, которая получила относительную самостоятельность и стала социальным институтом в результате разделения труда и развития производительных сил и производственных отношений. Современная инженерная деятельность представляет собой наиболее зрелую форму трудовой деятельности, непосредственно направленной на решение технических задач и создание техники. Техника есть то единое, что объединяет всех инженеров, независимо от того, в какой сфере общественной жизни используется их труд.

Инженерную деятельность нельзя отождествлять с научно, в том числе и в области технических наук. Если ученый преследует познавательные цели, то перед инженером всегда стоит конкретная практическая задача - создать технический или технологический объект, причем в течение ограниченного промежутка времени и с минимальными затратами. Инженерная деятельность имеет смысл лишь тогда, когда ее результаты имеют практическую реализацию, инженер несет ответственность за технические решения в течение всего срока эксплуатации технического объекта, вплоть до замены его более прогрессивным.

Инженерная деятельность – это техническое применение науки, направленное на производство техники и удовлетворение общественных технических потребностей. Однако наличие принципиальных различий научной и инженерной деятельности вовсе не означает, что их нельзя совмещать.

Творчество выдающихся деятелей науки и техники, таких как Архимед, Леонардо да Винчи, М.В. Ломоносов, И.В. Курчатов, И.П. Бардин, С.П. Королев и др., убедительно доказывают необходимость и возможность перемены труда, перехода от научной к инженерной деятельности и наоборот.

Средствами инженерного труда служат научные знания, результаты научной деятельности проявляются в виде готовых методик расчета, формул, зависимостей, правил, нормативов и других средств подготовки производства. Результаты инженерной деятельности, в свою очередь, являются средствами труда рабочих, которые опосредствуют воздействие инженера на технику.

Таким образом, инженерная деятельность представляет собой устойчивый, относительно самостоятельный вид технической деятельности, обладающий качественной определенностью и отличающийся от материальнопроизводственной деятельности рабочих, научных работников в других специалистов, занятых в сфере производства и использования техники. Инженер выступает в роли основного источника технического прогресса, доказательством чего является постоянно увеличивающаяся доля затрат инженерного труда при создании современных технических объектов.

Появление первых орудий

Дошелльская (галечная) культура представляет древнейший период в истории (ок. 2 млн. – 100 тыс. лет назад), когда люди научились применять палки и камни в качестве орудий и освоили начальные приемы их обработки.

назад), когда люди научились применять палки и камни в качестве орудий и освоили начальные приемы их обработки.

Если самые первые орудия, применявшиеся австралопитеками, представляли случайные, необработанные камни с острыми краями и обыкновенные палки, то затем первобытные люди (питекантропы) начали подвергать их примитивной обработке — раскалывать камни и заострять палки. Последнее можно только предполагать, так как изделия из дерева до наших дней не сохранились.

Характерными для данного периода были грубые орудия из целых галек, грубо отесанных только с одной стороны,- а также грубые массивные отщепы, получаемые при раскалывании крупных камней. Поэтому дошелльская культура и получила название галечной.]

Совершенствование каменных орудий и техники их изготовления

В шелльский период (ок= 400-100 тыс. лет назад) техника изготовления и использования первобытным человеком (синантропом) каменных орудий уже вполне сложилась. Материалом чаще всего служил кремень — достаточно распространенный и чрезвычайно твердый минерал, который мог раскалываться на тонкие пластинки (отщепи) с острыми краями, обладающими превосходными режущими свойствами, Основным орудием труда было «шелльское рубило» — массивный камень миндалевидной, овальной или копьевидной формы с гладкой пяткой для упора ладонью и заостренной режущей частью. Рубило было универсальным по своему назначению и позволяло с помощью мощных ударов рубить, а также резать и копать землю. Кроме того, оно было незаменимым оружием для охоты, при защите и нападении.

Изготовлялись рубила путем грубой, двусторонней обивки лезвия другим камнем — отбойником. Обивка производилась сильными и резкими ударами, приводящими к отделению крупных кусков, что не позволяло получить качественное и острое лезвие.

Кроме рубил синантропы использовали к отщепи, полученные в результате отесывания исходного желвака или гальки. Отщепи чаще всего использовались без дальнейшей обработки в качестве примитивных режущих инструментов для расчленения добычи, а также изготовления изделий из дерева. Кроме того, использовались рубящие и колющие орудия других конструкций — дисковидной формы и в виде массивных остроконечников.

Смысл изготовления большинства первобытных орудий состоял в придании их рабочей части формы клина, который сам по себе стал первым выдающимся изобретением первобытного человека. Именно клин лежит в основе всех современных режущих инструментов, в виде клина оформляется внешняя форма пуль, снарядов, ракет, самолетов, лодок и многих других современных конструкций, предназначенных для перемещения в различных средах (твердых, жидких, газообразных).

Овладение техникой ретуши и применение огня

В ашёльский период (ок 100-40 тыс. лет назад) каменные орудия продолжали совершенствоваться, улучшалась техника их изготовления Появились новые их виды, такие как каменные скребло для выскабливания и сверла-проколки для высверливания углублений и отверстий.

Ашёльский человек наряду с техникой крупных сколов овладел также техникой ретуши (от фр. retouche — исправление), заключающейся в «исправлении» формы исходной заготовки путем отделения от нее мелких пластинок с помощью частых несильных ударов. Такая техника в сочетании с точностью нанесения ударов умелой рукой мастера позволяла придавать орудиям более правильные геометрические формы, а их лезвиям — прямоту и остроту. Инструменты стали не только более изящными, но и меньшими по весу.

Для жилья ашёльский человек чаще всего приспосабливал пещеры, гроты и другие естественные, природные укрытия, но постепенно начал осваивать и технику строительства искусственных жилищ. Вначале это были простейшие шалаши из жердей, опирающихся на центральный столб и накрытых ветвями, с очагом посередине.

Огромную роль начал играть огонь, который ашелъ-ский человек использовал не только для обогрева своего жилища, но и для защиты от хищников, а также для поджаривания мяса животных, съедобных плодов и кореньев. Это улучшило и разнообразило питание человека, обеспечило более комфортные условия его существования и позволило выжить в условиях резкого похолодания, связанного с самым длительным в истории Земли оледенением. К тому же была проведена еще более резкая грань между человеком и остальным животным миром.

Резкое похолодание заставило человека изобретать одежду, в качестве которой использовались шкуры убитых животных, сначала в невыделанном виде, а затем человек начал осваивать и технологию выделки кож.

Дифференция орудий по назначению и технологии изготовления

Ашёльская культура сменилась мустьерской, а на смену питекантропам и синантропам пришли неандертальцы с более развитой культурой. К этому времени существенно расширилась номенклатура каменных орудий и началась их дифференциация по назначению и технологии изготовления. Формы каменных орудий стали более законченными и определенными, начали появляться и орудия из кости.

Для мустье наиболее характерными были остроконечники и скребла — первые специализированные мужские и женские орудия. Мужской остроконечник служил для обработки дерева и добивания животных, женское скребло — для сдирания шкур, соскабливания с них жира и подготовки для изготовления одежды. Появился также скобель, отличающийся от скребла выемкой в средней части и лучше приспособленный для строгания дерева и сдирания кожи. Двусторонне заостренные наконечники стали использоваться как кинжалы, а также могли прикрепляться к концу палки. Так появилось копье, которое стало наиболее распространенным оружием неандертальца, незаменимое во время охоты на крупного зверя.

Появление инструментов

Техника обработки камня пополнилась контрударной ретушью, с помощью которой обрабатывались, а чаще всего подправлялись режущие лезвия и наконечники оружия и инструментов. Для этого обрабатываемый предмет клали на массивную каменную наковальню и ударяли по нему деревянной колотушкой. В результате соударения с наковальней затачиваемого лезвия от него отслаивались совсем мелкие чешуйки и оно приобретало правильную геометрическую форму и высокую остроту.

Ударники, ретушеры, молотки, наковальни, сверла и прочие орудия, с помощью которых изготовлялись все остальные, стали первыми инструментами, стоящими у истоков цивилизации, без которых немыслима и жизнь современного человека.

Транспортировка добычи по суше осуществлялась в заплечных мешках и волоком, для форсирования водных преград служили деревья, связки хвороста и камыша, гребля осуществлялась руками и ногами. С этого началось зарождение сухопутного и водного транспорта.

Овладение техникой добывания огня. Самым важным техническим достижением мустьерской культуры было овладение способами искусственного добывания огня, который раньше использовался как полученный случайно и назывался природным («диким»).

Для получения огня использовался метод трения палочки, который применялся также для высверливания отверстий, причем точно не установлено, что было первичным, обнаружение возгорания палочки при высверливании отверстия или наоборот. Вторым способом получения огня было высекание искр при ударе камня о камень — явление, которое человек раньше замечал при обработке заготовок отбойником. Овладение огнем впервые доставило человеку господство над определенной силой природы и тем окончательно отделило человека от животного царства.

Совершенствование орудий труда и оружия

Для верхнего палеолита характерно наличие разнообразных по форме, более совершенных по обработке и специализированных по назначению орудий труда, знаменующих собой скачок в развитии производительных сил.

Огромным достижением кроманьонцев стало умение соединять различными способами камень с палкой, что не только обеспечивало удобство пользования, но также «удлиняло» руку и многократно увеличивало силу удара. Так появились составные орудия труда и оружие: каменные молотки и топоры, оснащенные кремневыми и костяными наконечниками копья, гарпуны, дротики и остроги.

Для присоединения к палке служили стебли растений и кожаные ремешки, но нужно было еще овладеть и техникой плетения и вязания узлов, которая потом пригодилась в ткачестве. К этому времени уже насчитывалось до двадцати видов орудий, специализированных по назначению, среди которых, кроме названных, были резцы для обработки дерева и кости, скобели для выделки шкур животных, иглы с ушками и др.

Наступила эпоха рога и кости, из которых стали изготовлять мотыги, наконечники метательного оружия (гарпунов, дротиков, копий), проколки, иглы с ушками и др. Началось также производство деревянной утвари и посуды. Все это потребовало увеличения номенклатуры и расширения производства инструментов для обработки дерева и кости. Инструменты стали оснащаться удобными оправами и рукоятями и сменными режущими лезвиями — принцип, который широко используется при производстве современных режущих инструментов. Были освоены также операции сверления, пиления и шлифования камня, причем последняя вытеснила малопроизводительную отжимную ретушь.

Началось применение ручного метательного оружия, позволяющего существенно увеличить силу и дальность ручного броска. Для метания копий и дротиков стало применяться первое механическое приспособление — копьеметалка, представляющая первое механическое устройство, позволяющее метать это оружие на 70-80 м. Предположительно в конце мадлена появился и лук со стрелами, а затем и праща для метания камней.

Для добычи животных стали широко применяться различные, в том числе и механически действующие ловушки. Применение ловушек и прирученных собак, а также совершенствование способов загона позволили существенно повысить эффективность охоты и добывать мясо и шкуры про запас. Для выделки шкур кроме механических способов обработки стали использоваться и химические, в частности — золение. Наряду с охотой стала все шире практиковаться и рыбная ловля.

Зарождение строительного дела и транспорта, освоение производства нитей и плетения Для жилья стали строить землянки, покрывая их жердями, ветвями и шкурами животных, а в конце периода было налажено и освещение с помощью каменных светильников (плошек), имеющих углубления для жира и фитиля. Расширилась область применения и, соответственно, объемы добычи и обработки камня, из которого стали выкладывать очаги, основания стен и долы хижин.

Получили дальнейшее развитие и элементы текстильного производства — человек окончательно освоил операции ссучивания нитей и плетения, с помощью которых стал вить веревки и плести полосы ленты для шитья одежды, которая до этого производилась в основном из шкур. Началась эпоха зарождения и распространения текстильной одежды.

Зарождаются и первые примитивные виды транспорта. Для передвижения по воде стали изготовляться в лесистых районах лодки-однодревки, а в безлесных — тростниковые челны. Деревянные лодки делались из цельных стволов деревьев, которые сначала отпиливались, выжигались изнутри и выдалбливались, а затем отесывались снаружи с помощью каменных инструментов.

Основным видом сухопутного транспорта являлись носилки и волокуши, представляющие шест с привязанным к нему грузом, один конец которого волочился по земле. Позднее стали использовать два шеста, соединенные шкурой, наподобие современных носилок, у которых два свободных конца опирались на землю. Широкое применение волокуш потребовало расчистки звериных троп, которые стали использоваться для устройства первых примитивных дорог-волоков.

Для перемещения больших тяжестей использовались простейшие механизмы, без которых человек не может обойтись и сейчас: установленные на катки платформы, склизы, рычаги и блоки с канатами. Оки, в частности, использовались на исходе палеолита при строительстве пирамид в Египте (ок. 20 тыс. лет до н. э.) для перемещения тяжелых каменных блоков (весом до 7,5 т). Их применение имело не только большое практическое, но и познавательное значение — помогало осваивать законы физики и пока еще неосознанно их использовать.

Совершенствование каменных орудий и способов обработки камня

Для мезолитической техники характерно дальнейшее развитие и распространение составных каменных орудий. Их режущей частью являлась ножевидная (клиновидная) пластина, которая вставлялась в деревянную или костяную оправу и закреплялась в ней механическим способом или приклеиванием. Изделия стали приобретать все более четкие геометрические формы, улучшились их внешняя отделка и внешний вид.

Расширение производства каменных изделий привело к выделению в производственном процессе специализированных технологических операций: отделение от камня тонких пластин (отщепов); грубая обивка камня;

чистовая обработка камня с помощью точечной и отжимной ретуши; сверление отверстий и др. В каждой такой операции можно было четко выделить инструмент, совершаемые им движения, а также результат воздействия его на исходный материал.

Появление и распространение лука со стрелами и других видов метательного оружия Основным техническим достижением эпохи мезолита явилось широкое распространение лука и стрел.

Лук появились в мадленскую эпоху позднего палеолита, но тогда при загонной охоте на крупных животных (мамонта, бизона и др.) он был мало эффективен и почти не применялся. Это мощное и скорострельное метательное оружие просуществовало вплоть до появления в XVII в. огнестрельного, которое длительное время не могло конкурировать с ним по степени доступности и эффективности. А в конце XIX в. лук вновь возродился но уже в ином качестве — спортивном варианте.

Одновременно с луком появился и другой вид метательного оружия — бумеранг, представляющий изготовленную из твердых пород дерева палку серповидной формы, которая при техничном броске могла возвращаться в то место, откуда она была брошена. Это экзотическое оружие сохранилась у некоторых аборигенов Африки и Австралии до настоящего времени, а также стало возрождаться, как и лук, в качестве спортивного оружия. Применение лука, бумеранга и копьеметалок, с одной стороны, стимулировало развитие охоты, с другой — свидетельствовало о начале интуитивного освоения человеком законов механики.

–  –  –

Широкое распространение метательного оружия (стрел, дротиков, гарпунов и т. п.) с кремневыми наконечниками и резко увеличившийся расход последних обусловили развитие техники их изготовления, названной микролитической (от греч. mikros — маленький + lithos). Изделия, оснащенные микролитами, оказались намного проще в изготовлении и долговечнее, чем цельные, что было особенно важно для инструмента: резцов, сверл, долот и др. Микролитическая техника быстро распространилась на многие континенты и стала кульминационным моментом развития техники обработки камня.

Она стала основой для создания новых видов орудий и оружия, значительно сократила трудоемкость и сроки их изготовления, а также способствовала значительному повышению производительных сил первобытнообщинного строя.

В наше время подобная технология армирования инструментов твердым сплавом получила свое новое развитие при производстве металле- и минералокерамического инструмента. Наряду с микролитами продолжалось изготовление и макролитов: топоров, мотыг, тесел, гарпунов и др. крупных каменных орудий. При их изготовлении стали широко применяться такие новые способы обработки камня как шлифование, точечная ретушь и сверление.

<

Развитие рыболовства, транспорта и применения огня

Широкое распространение получили рыбная ловля и охота на морских животных, что породило потребность соответствующих средствах передвижения. Совершенствовалась технология изготовления лодок-однодревок и расширялось их производство. К этому времени уже были известны такие орудия лова, как гарпуны, рыболовные сети и невода, крючки с бородкой.

В качестве сухопутного транспорта наряду с известными с времен мезолита волокушами стали широко использоваться лыжи и транспортные устройства на полозьях: сани, салазки и т. п. Расширение производственной деятельности и потребности в транспортировках различных грузов потребовало прокладки новых дорог-волоков и улучшения их качества.

Огонь стал применяться не только для бытовых, но и технических нужд. С его помощью выжигались полости лодок, заострялись и упрочнялись концы палок, раскалывались крупные камни путем нагрева и полива водой.

Сельскохозяйственная и бытовая техника Зарождение мотыжного земледелия потребовало специализированных сельскохозяйственных орудий для возделывания земли (мотыг, заступов), уборки урожая (серпов, вил, граблей), а также для переработки зерна (пестов, ступок, зернотерок).

В домашнем хозяйстве наряду с различной деревянной, костяной и кожаной утварью появились и первые грубые глиняные (керамические) изделия, пока еще в необожженном виде: горшки, чашки, светильники и др.

Изобретение колеса и колесных повозок

Развитие транспорта. 6 тыс. лет назад шумерами было изобретено колесо, вначале самой простой конструкции, в виде сплошного деревянного диска, что позволило существовавший до того сухопутный транспорт в полном смысле «поставить на колеса». Предшественниками колесной повозки, появившейся в самом конце неолита, стали салазки и платформы для перемещения тяжестей, под которые подкладывались катки. Оставалось только научиться закреплять эти катки (колесные скаты), как это делается с колесными парами в современных железнодорожных платформах.

В начале 4 тысячелетия до н. э. появились одноосные (двухколесные), а к середине тысячелетия — и двухосные (четырехколесные) повозки. В качестве тягловой силы стали использовать вначале ослов и крупный рогатый скот, позднее — лошадей. На базе колеса были основаны к другие выдающиеся изобретения неолита — гончарный круг, ручная мельница (рушилка), маховик.

Развитие сухопутного транспорта потребовало прокладки дорог. Вначале это были звериные и охотничьи тропы, а позднее стали использовать к тропы, протоптанные при перегонке стад скота. В труднопроходимых местах укладывали ветки и устраивали деревянные настилы (гати). Для преодоления водных преград стали сооружаться мосты, сначала подвесные, потом установленные на сваях.

В качестве водного транспорта использовались уже известные ранее плоты, лодки-однодревки и тростниковые лодки, для приведения в движение которых стали применять шесты и весла. Позднее, когда люди с помощью топора и тесла научились от стволов деревьев отщеплять доски, их стали использовать вначале для наращивания бортов долбленых лодок, а потом и сооружать полностью дощатые суда. При этом широко использовались уже освоенные операции пиления, сверления, а также строгания с помощью двуручного струга.

Зарождение текстильного, кожевенного и мехового производства

Развитие земледелия и животноводства позволило и более успешно решать проблему обеспечения потребностей человека в одежде и обуви.

Из конопли, льна, шерсти и пуха люди научились прясть пряжу. Для этого из пучка материала, закрепленного на прясле, вытягивались волокна, ссучивались пальцами и наматывались на веретено, которое другой рукой приводилось в быстрое вращательное движение. Для придания веретену устойчивого и равномерного вращения на него насаживались пряслица — каменные или глиняные кружки (маховички).

Из волокон, волоса, полосок кожи и прутьев люди научились плести самые разнообразные плетеные изделия: веревки, циновки, сети, корзины, сумки и др. Из плетеных полос потом шилась одежда, а производство пряжи и плетение положили начало ткачеству.

Первые примитивные ткацкие станки появились в пятом тысячелетии до н. э. и представляли две горизонтальные палки, из которых верхнею обычно заменял горизонтальный сук, на которые натягивались нити основы.

Между нитями основы с помощью пальцев или прутика продергивалась поперечная (уточная) нить и поджималась с помощью перемещавшегося вверхвниз ползуна. Данный принцип образования полотна (тканья) остался неизменным и до наших дней, усовершенствовалась лишь техника ткачества.

Животноводство стало обеспечивать достаточное количество шкур и способствовало появлению кожевенного и мехового производств. Для выделки шкур появились усовершенствованные мездрильные скребки, а в результате появления керамической посуды возросла роль химической обработки и применения растительных дубителей (коры дуба, корней, каштанов и др.).

Жилищное строительство и производство керамики

Переход к оседлому образу жизни стимулировал переход от сооружения временных хижин к строительству постоянных жилищ, свайных, глинобитных и даже каменных построек. В лесных районах разворачивалось деревянное строительство, в безлесных — широко использовался саман (тюрк.

— солома), представляющий кирпич-сырец с добавлением в глину в качестве связки костры, мякины или мелкой соломы. В Египте, Месопотамии и Древнем Риме уже в 3-2 тысячелетиях до н. э, из кирпича возводились арки, своды и другие сложные строительные конструкции. В связи с возникновением искусственного орошения началось строительство грандиозных оросительных систем, включающих дамбы, плотины, запруды, каналы и водохранилища.

Огромное значение имело изобретение керамики (греч. keramike — гончарное искусство, от keramos -глина) — общее название всех видов изделий из обожженной глины, которые являются самыми массовыми находками в поселениях эпохи неолита. Поэтому неолит называют иногда керамическим веком.

Лепкой примитивной глиняной посуды человек начал заниматься еще в конце мезолита, и скорее всего этим занимались женщины. Вначале это были просто выдавливания в куске глины или обмазанные глиной плетенные из прутьев сосуды. Позже глиняные изделия стали изготовлять способами налепа и ленточным (жгутовым), когда предварительно изготовленные жгуты накладывались на форму по спирали и сдавливались. Так вручную, без помощи гончарного круга изготовлялись грубая необожженная посуда, которая, как заметил человек, будучи сильно нагрета на огне, приобретала большую прочность.

Новое заключалось в применении обжига глиняных изделий при температуре около 800-900% при которой происходит процесс оплавления и спекания частиц. Именно этот процесс «вспомнили» потом уже в середине XX в. при изобретении керамического инструмента (металло-, потом минералокерамического), а затем и при становлении порошковой металлургии. А во времена неолита стали изготовлять посуду усовершенствованной формы и покрытую орнаментом. Благодаря ее совершенствованию существенно улучшились способы приготовления пищи, расширился ассортимент продуктов питания и значительно облегчились условия жизни.)

Итоги развития техники каменного века

1. Зарождение начальной техники обработки камня ее совершенствование, освоение операций ретуши, контр ретуши, сверления, шлифования и пиления.

2. Использование эолитов, появление «шелльского рубила», переход к изготовлению сложных и составных каменных орудий (топоров, молотков) и инструментов для обработки дерева и кости.

3. Появление и распространение копьеметалок и копий, лука и стрел, бумерангов и других видов метательного оружия.

4. Начало и расширение добычи камня в шахтах и каменоломнях. Освоение и расширение производства микролитов.

5. Освоение огня и способов его искусственного добывания, а также применение его для бытовых нужд и технологических целей: выжигания, обжига и др.

6. Освоение технологии выделки кож, технологии кройки и шитья одежды.

Освоение прядения, плетения и ткачества, появление первого ткацкого станка.

7. Применение волокуш, изобретение колеса и первых повозок, начало прокладки первых дорог-волоков.

8. Применение простейших приспособлений для подъема и перемещения тяжестей: катков, канатов, рычагов и блоков. Изобретение устройств для сверления: коловорота, лучкового и смычкового.

9. Зарождение и распространение рыболовства, изобретение орудий лова:

гарпунов, крючков, сетей и неводов. Освоение строительства тростниковых лодок и лодок-однодревок.

10. Начало строительства постоянных жилищ, зарождение кирпичного строительства. Освоение производства самана, кирпича и глиняной посуды.

Зарождение гончарного и керамического производства.

Возникновение и становление ремесленного производства

Рост городов и развертывание строительства, увеличение потребности в орудиях труда и оружии, расширение товарообмена и торговли стимулировало развитие и расширение ремесленного производства, способствовало выделению класса ремесленников.

Развитие ремесел обеспечивалось расширением сырьевой базы, широким использованием рабского труда, возникновением укрепленных городов, которые и стали центрами ремесленного производства.

Труд рабов использовался для выполнения наиболее тяжелых и вредных работ в каменоломнях, глиняных карьерах и при производстве земляных работ. В мастерских количество невольников стало исчисляться десятками.

Были также и свободные ремесленники, которые начали объединяться в союзы каменщиков, плотников, ткачей, медников, горшечников, ювелиров и др.

Ремесленному производству, господствовавшему вплоть до появления крупной машинкой индустрии и частично сохранившемуся и по сей день, присущи характерные черты. К ним относятся индивидуальный характер производства — ремесленник работает один или с ограниченным числом помощников; применение простых орудий труда, а также решающее значение личного мастерства. Ручной труд применялся как в индивидуальной форме, так и в виде простой кооперации, при которой ряд работников были заняты в одном и том же или взаимосвязанных процессах производства.

Ремесленная техника представляла в основном ручные орудия и средства производства, что не исключало в отдельных случаях и применения довольно сложных устройств. Главную роль играла мускульная сила людей, в то время как использование тягловой силы животных ограничивалось областью сельского хозяйства и сухопутным транспортом.

Дальнейшее развитие и совершенствование ремесел и расширение ремесленного производства привело к его отделению от сельского хозяйства и появлению множества специалистов-ремесленников: кузнецов, ткачей, плотников, оружейников и др.

Развитие и зарождение технических знаний

Развитие производства и рост городов стимулировали активизацию научных знаний и развитие математики, минералогии астрономии, медицины и других естественных и точных наук. Для возведения гигантских пирамид, Великой китайской стены и других сооружений древности требовались прежде всего точные математические расчеты и хорошее знание механики.

На рубеже 4-3-го тысячелетий до н. э„ появилось десятичное счисление, а к концу указанного периода - первые десятичные символы. Математика развивалась прежде всего за счет арифметики, необходимой для различного вида хозяйственных расчетов и геометрии — для земледелия.

Первым научным трудом по математике была «Арифметика», опубликованная в Китае во 2 в. до н. э. Затем появились работы по математике и механике Пифагора, Евклида, Аристотеля, Архимеда и других великих ученых древности. В обществе наметилось разделение между умственным и физическим трудом.

Особенных высот к концу периода достигла наука Древней Греции, где сложились замечательные натурфилософские школы, пытавшиеся объяснить многие природные явления. Центром прикладной науки стала Александрийская школа, выходцами из которой были такие выдающиеся механики как Ктесибий, Архимед, Герон Александрийский и др.

Ктесибий был выдающимся изобретателем, который сконструировал двухцилиндровый поршневой пожарный насос, водяные поплавковые часы, водяной орган (гидравлос), аэротрон и др. пневматические и гидравлические приборы.

Архимед предвосхитил интегральное исчисление, заложил основы статики и гидростатики, открыл закон, носящий его имя. Его научная деятельность была неразрывно связана с изобретательской. Он разработал ряд военных метательных машин для защиты его родного города Сиракуз от римлян, изобрел «архимедов винт», усовершенствовал зубчатое колесо.

Герон Александрийский дал систематическое изложение основных достижений античности в области математики и прикладной механики Он описал также храмовые и театральные автоматы, являющиеся прообразом современных автоматов и роботов.

Примечательно понимание механики того времени, изложенное в «Математическом собрании» александрийского ученого Паппа: «Из всех искусств, основанных на механике, самым важным в практической жизни являются следующие: искусство мастеров, делающих полиспасты, лиц, строящих катапульты и, наконец, строителей водочерпальных устройств».

Научные знания того времени носили недифференцированный характер, поэтому труды великих ученых древности были энциклопедическими и порой сложно определить их научную специализацию. Древняя наука, несмотря на наличие отдельных гениальных открытий, была отрывочна, умозрительна, внутренне противоречива и оторвана от производства — она переживала свой «донаучный» этап.

Возникновение и развитие точных и естественных наук (астрономии, математики и механики) в этот период было обусловлено нуждами производства, но обратное их действие было спорадическим, поскольку запас эмпирических знаний редко обобщался теоретически.

Не было науки в ее нынешнем понимании в древней культуре Китая, Египте, Риме, Греции и других оазисах античности. Соответственно не было систематичной подпитки практики, а были лишь эпизодические вспышки блестящих догадок, так и не сложившиеся в единый организм науки. Хотя отдельные явления, характерные для процесса становления наук о природе, могли наблюдаться и в рассматриваемый период.

Естественные науки являлись составной частью натурфилософии, а последняя основывалась на отвлеченных, умозрительных принципах, хотя учитывался и накопленный практический опыт. В этот период естественнонаучные и теоретические знания развивались параллельно, взаимодействуя лишь эпизодически, без непосредственной и постоянной связи между ними.

Отрыв науки от производства объясняется значительным влиянием религии, наука была фактически полностью в руках церковных ученыхсхоластов. Кроме того, ремесленное производство не стимулировало распространения и применения научных знаний, так как секреты мастерства и эмпирически отработанные приемы ремесленники старались держать в секрете от конкурентов.

Постепенно в античной технике стали появляться конструктивнотехнические элементы, обеспечивающие взаимодействие инструмента с объектом преобразования. Соответственно появляются конструктивнотехнические знания.

К тому времени уже сформировались многие технологические операции, в которых вычленялся рабочий инструмент, совершаемые им движения, а также результат воздействия инструмента на исходный материал. Это, в свою очередь, привело к появлению технологических знаний, которые в сочетании с конструктивно-техническими, а также математикой и механикой, явились основой для зарождения технических наук в последующую эпоху средневековья.

Зарождение письменности и появление письменных принадлежностей

Поистине бесценным достижением эпохи энеолита стало создание письменности, которая оказала огромное влияние на все стороны человеческой деятельности, в том числе и на развитие техники. Она создала возможность более точной и надежной фиксации накопленного производственного опыта и технологических знаний.

Зачатки письменности возникли в виде пиктографического письма (от лат. pictus — нарисованный и греч. grapho — пишу), в котором информация фиксировалась в виде рисунков или их последовательности. Этот вид письма стал известен во времена неолита.

Из рисуночного письма к началу 3-го тысячелетия до н. э. развилось условно-изобразительное, или идеографическое (от греч. idea — идея 4- grapho), в котором каждый знак соответствовал целому слову или морфеме. Позднее в нем стали преобладать слоговые знаки. Идеографический характер имели древнеегипетская, шумерская и другие старейшие системы письма.

Наибольшего развития оно достигло в китайской иероглифике.

На базе идеографического к концу 3-го тысячелетия до н. э. возникло и получило широкое распространение шумерское клинописное письмо. В нем знаки, группы клинообразных черточек, выдавливались специальными палочками на сырых глиняных дощечках, которые потом подвергались обжигу.

Совершенствование клинописи привело к появлению в 11-10 вв. до н. э. финикийской буквенно-слоговой системы письма и 22-буквенного алфавита, легшего в основу почти всех известных нынешних алфавитов.

Одновременно с развитием письменности развивались и средства письма, которые определяли ее технику. Шумерские книги на керамических пластинах хорошо сохранялись, но были слишком громоздкими и неудобными для пользования. Поэтому с 7 в. до н. э. стали писать на папирусах (от греч. papyros) — свитках из склеенных полосок стебля одноименного растения, название которого распространилось и на древние рукописи. Писали на папирусах кистью или специальной 'палочкой. Появились даже наливные авторучки, одна из которых была обнаружена среди сокровищ фараона Тутанхамона, относящихся к 14 в. до н. э.

С 3 в. до н. э. стали писать на пергаменте, материале, получаемом из кож животных, который начали выделывать в г. Пергам (Малая Азия), откуда и произошло название. Для письма стала применяться тушь, которую начали изготовлять в Китае из сажи. Китайцами была изобретена и бумага (от ит.

bambagia — хлопок), получаемая вначале из хлопка. Позднее бумагу стали производить из более дешевых отходов шелкового производства, а в 102 г.

китайский ученый Цай Лунь разработал способ получения бумаги из древесной коры, конопли, тряпья и др. отходов.

Наиболее важные изобретения и открытия античного периода. К ним относятся, в частности, изобретения отметчиков времени — календаря, часов и глобуса, непосредственно связанных с астрономией.

Календарь (от лат. calendarium — долговая книжка) — система счисления больших промежутков времени (календ), через которые в Древнем Риме взимались проценты с должников. Календарь появился в 4 в. до н. э., а во времена Юлия Цезаря был введен юлианский календарь (старый стиль), впоследствии замененный более точным григорианским (новый стиль).

3 тыс. лет до н. э. в Индии, Египте к Китае для измерения времени начали пользоваться солнечными часами, которые не потеряли своего практического значения вплоть до наших дней. Позднее (в 1 в. до н. э. были созданы водяные часы (клепсидры), с помощью которых можно было определять время в любое время суток и в любую погоду по количеству вытекающей (перетекающей) жидкости. На этом же принципе основаны и созданные позже песочные часы, которыми иногда пользуются, например медики, и по сей день.

Самым первым астрономическим прибором был компас (от лат. compasso — измеряю), первое упоминание о котором появилось в китайской летописи в 3 в. до н. э. В 1-2 ЕВ. компас нашел широкое распространение в Китае под названием «указатель юга». Стрелка такого указателя подвешивалась на нити или закреплялась на пробке, плавающей в сосуде с водой. Окончательно же конструкция компаса оформилась лишь в 14 в., когда стрелка была установлена на иглу и заключена в застекленный корпус.

Во 2 в. до н. э. в Китае появилась астролябия (от греч. astron — звезда + labe — схватывание) — угломерный прибор, служивший до 18 в. для определения положения небесных светил. Во 2 в. Чжан Хзном были изобретены глобус (от лат. globus — шар) и сейсмограф ( от греч. seismos — колебание, землетрясение + grapho — пишу) — прибор для записи колебаний земной поверхности при землетрясениях.

Рассмотренные приборы были не только важны сами по себе, но их появление знаменовало распространение особого класса устройств, позволяющих получать важную для человека информацию от окружающего мира, зарождение приборостроения.

Освоение металлургии меди и изготовление медных орудий

Медь (лат. Cuprum — от названия о.Кипр), очевидно, раньше всего начали добывать в Средиземноморье. В самом начале, как уже отмечалось, использовалась самородная медь, которая могла быть расплавлена и на костре, но металлургия возникла лишь со времен ее получения из руды, в 5-м тысячелетии до н. э. Скорее всего, металлургия, и прежде всего цветная, возникла на Земле независимо и одновременно сразу в ряде мест и осваивалась различными народами в разное время.

Сначала медную руду добывали из поверхностных ее залеганий, которые обнаруживали по выступающим пятнам окислов. Разработка велась вручную кремневыми, а потом и медными кирками, молотками и заступами.

Потом руду транспортировали в кожаных мешках, дробили, перебирали (обогащали) и предварительно обжигали на костре.

Плавку руды в смеси с древесным углем производили вначале в неглубоких ямах, а затем в примитивных глиняных горнах, похожих на большие горшки. Раздувку поначалу осуществляли ртом с помощью трубок через специальные воздуходувные отверстия в стенках горна силой легких.

Позднее воздуходувную трубку стали вставлять в шейное отверстие снятой с животного шкуры. Полученное воздуходувное устройство стало называться мехом и приводилось в действие вначале вручную, а потом ногой, как сейчас рыбаки надувают резиновые лодки.

Температура в первых горнах обычно не превышала 700-800"С и не достигала температуры плавления меди — 1083°С. Поэтому руда не плавилась, а превращалась в губчатую массу, содержащую значительное количество примесей. Для придания полученному куску сплава необходимой формы его после остывания подвергали ковке, при которой медь освобождалась от наиболее грубых примесей и уплотнялась.

Позже для улучшения качества полученной сырой меди ее стали переплавлять в тиглях с последующей заливкой в формы. Вначале использовали простейшие открытые формы, полученные выдавливанием в сырой глине, с последующими сушкой и обжигом. Полученную в такой примитивной форме отливку отжигали и отпускали при температуре 500-700°С для повышения пластичности, а затем подвергали ковке. Позднее была освоена отливка в более точные разъемные формы, при которой заготовки, как правило, не требовали последующей механической обработки.

Первоначально медь использовалась для изготовления украшений, затем из нее стали изготовлять орудия труда и оружие. Благодаря широкому применению медных инструментов получило широкое распространение строительство из мягкого камня — известняка. Применение медного литья позволило изготовлять более сложные по форме инструменты и оружие, которые легче подвергались заточке и исправлению путем перековки и переплавки.

Но при всех своих достоинствах медь была весьма мягким материалом, поэтому изготовленные из нее орудия и инструменты быстро тупились. К тому же медь, так же как и хорошо известное в то время золото, был чрезвычайно дорогим и малодоступным материалом, нашедшим применение в основном в производстве украшений и домашней утвари.

Освоение металлургии бронзы и литья бронзовых изделий

Бронза (от фр. bronze) представляет сплав меди (90%) с оловом (10%) или другими элементами (мышьяком, •сурьмой, свинцом, алюминием, бериллием и др.).

По сравнению с медью бронза имеет целый ряд преимуществ: более низкую температуру плавления (880-1015°С), лучшие литейные свойства, большую твердость и прочность, меньшую окисляемость.

Естественно, бронза прежде всего появилась там, где соседствовали залегания медных и оловянных руд, в частности в Иране. Сначала из бронзового сплава, как и из чистой меди, делали украшения и оружие, потом перешли к изготовлению сельскохозяйственных и других орудий типа мотыг, серпов, молотков, ножей и др.

Процесс получения бронзовых отливок в принципе мало отличается от литья медных и золотых изделий, которое были освоены раньше. К этому времени для дутья стали применяться более производительные ножные меха, что позволило добиться полного расплавления металла, повышения его чистоты и качества литья.

В эпоху бронзы был освоен способ литья по выплавляемым (восковым) моделям, который в наше время получил широкое распространение в усовершенствованном виде в качестве точного вида литья, называемого литьем «по выплавляемым моделям».

Для выполнения такого литья из воска делалась модель предполагаемого изделия, обмазывалась глиной, высушивалась и нагревалась для вытапливания воска. Полученная оболочковая форма обжигалась для прочности и заливалась металлом, а после его застывания и охлаждения разрушалась. Извлеченная из формы отливка при необходимости обрабатывалась с помощью зубила и напильника.

Тогда же с целью экономии дорогостоящего металла было освоено литье полых отливок. Для получения полости в форму закладывали «шишку»

(стержень), который после остывания отливки удалялся. Так зародилось литье с помощью закладных стержней, которое сейчас широко используется для получения сложных пустотелых отливок.

Освоение металлургии железа и чугуна

Первые железные предметы, которыми люди стали пользоваться в глубокой древности, были сделаны из метеоритного железа. Изделия из железа земного происхождения, обнаруженные в Ираке, были выполнены в 3 тысячелетии до н. э. Их нетрудно отличить, так как в метеоритном железе содержится 9-10 процентов (по весу) олова, которое отсутствует в земном.

Метеоритное железо обрабатывали, как и медь, путем свободной ковки, после чего оно приобретало нужную форму и одновременно упрочнялось (наклепывалось), а после отжига на огне вновь приобретало пластичность. Не случайно шумеры считали, что оно происходит с неба, и называли железо «небесной медью». Одно из самых древних железных изделий, относящихся к 4-му тысячелетию до н. э., является ожерелье, выполненное из прокованных полосок метеоритного железа.

Первыми начали выплавлять железо из руд в достаточном количестве и были, соответственно, основателями черной металлургии халибы, жившие в Закавказье около 1500 г. до н. э. Месторождения железных руд встречались значительно чаще, чем других металлов, поэтому наладить производство железа, особенно в лесистых районах, где не было проблемы с древесным углем, оказалось проще и оно постепенно стало вытеснять медь и бронзу.

Вслед за оружием и инструментами из железа стали изготовлять и сельскохозяйственный инвентарь (лемешные плуги, мотыги, заступы, бороны и др.), что позволило существенно повысить производительность труда в земледелии. Расширилось и применение железа для производства различных механизмов для подъема и перемещения тяжестей: катков, клиньев, рычагов, воротов, блоков, полиспастов и др.

Первый и самый древний процесс получения железа из руд в виде крицы назывался сыродутным. Он возник во втором тысячелетий до н. э„ и просуществовал вплоть до 14 в., пока не был вытеснен кричным переделом.

Многократной проковкой выплавленной крицы получали мягкое, хорошо поддающееся сварке железо. Но широкое практическое применение оно получило лишь тогда, когда научились его науглероживать и производить закалку полученной стали.

Для производства сыродутного железа смесь железной руды с древесным углем (шихту) засыпали в глиняный горн или в обычную яму, плотно закрывали, поджигали, а затем раздували, используя вначале естественную тягу, а позднее искусственное дутье. Температура в такой примитивной печи не превышала 1100— 135СГС и была недостаточной для полного расплавления железа, которое происходило при 1530°С. Поэтому удавалось добиться лишь его восстановления и получить тестообразную пористую массу, так называемое губчатое железо, или крицу, загрязненную примесями. Для удаления примесей крица подвергалась 5-6-кратной проковке, в результате чего получалось мягкое сварочное железо.

В 1580 до н. э. в Египте появились первые искусственные воздуходувки, позволившие существенно повысить производительность сыродутного процесса. 1400 лет до н. э. способы получения сварного железа и поверхностной закалки стали получили распространение в Армении; 1000 лет до н. э.

железо было освоено скифами Причерноморья и распространилось в Европе.

В 9-7 вв. до н. э. железный век полностью вступил в свои права — началось повсеместное распространение металлургии железа и изготовления железных орудий и оружия.

Но даже к концу железного века железо не смогло полностью вытеснить бронзу, напротив, бронзовых изделий изготовлялось даже больше, чем железных. Дело в том, что сыродутный процесс получения железа был чрезвычайно длительным и трудоемким, а полученный при этом металл ценился дороже золота.

Большой вклад в распространение металлургии железа и металлообработки внесли воинственные кочевые племена монголов и туркменов с Востока, пришедшие с богатых рудами Алтайских гор и вооруженные прочным стальным оружием и доспехами. С 6-5 вв. до н. э. славились своими сортами стали многие районы Греции и Малой Азии, которые во времена Александра Македонского подразделялись на: лаконийскую — для изготовления сверл и напильников, лидийскую — для мечей и др. видов холодного оружия, синопскую — для плотницких инструментов и т. п. Лучшие сорта римских сталей содержали, как правило, больший процент углерода, чем греческие.

Славились своим мастерством обработки железа и своей сталью кельтские (галльские) племена, населявшие во второй половине первого тысячелетия до н. э. территорию Западной Европы. Для получения прочной, твердой и однородной стали кельтские кузнецы закапывали откованные из кричного железа полосы в землю и давали им проржаветь, а затем снова проковывали для удаления ржавчины, которая разрушала в первую очередь наиболее мягкие фракции железа.

Секреты науглероживания железа и получения из него твердой стали древние мастера держали в строжайшем секрете. Именно к таким, впоследствии утерянным секретам древности, и относится способ получения дамасской стали (булата), который был вновь открыт научным путем русским металлургом П.П. Аносовым. Этим искусством первыми овладели индийские металлурги, поэтому их холодное оружие из настоящей дамасской стали чрезвычайно ценилось в древности.

Необходимо отметить, что в Китае железный век наступил с некоторым запозданием, но зато там раньше научились получать чугун. С 4 в. до н.

э. в усовершенствованных горнах с искусственным дутьем китайские мастера стали выплавлять чугун и наладили производство чугунных отливок. Там чугун был распространен гораздо шире и уже к 1-му тысячелетию до н. э. литейная техника у китайцев была доведена до высокого совершенства. В это же время в Китае был открыт способ получения стали науглероживанием железа путем помещения железных изделий в чугунный расплав. Но в те времена производство стали еще не обособилось в отдельную, самостоятельную отрасль металлургии.

Успешному решению проблемы производства чугуна в Китае способствовали следующие благоприятные факторы. Использование руды с высоким содержанием фосфора, имеющей пониженную температуру плавления, мощных поршневых воздуходувок, каменного угля вместо древесного, тигельного способа плавки, при котором руда и уголь не смешивались. С 2357 до н. э. в Китае путем кричного передела стали перерабатывать чугун в мягкое железо и сталь.

Высокая трудоемкость получения железа и изготовления из него стальных изделий делали их в 15-20 раз дороже бронзовых, поэтому новый материал вначале применялся исключительно для изготовления оружия. Из него выковывали мечи, кинжалы, наконечники копий, а также защитные доспехи (щиты, шлемы, панцири).

Позднее из железа стали производить металло- и деревообрабатывающие инструменты: резцы, пилы, напильники, сверла, проушные топоры, стамески, лезвия рубанков. В результате воины и охотники получили оружие, а ремесленники — инструмент, которые по прочности, твердости и режущим свойствам намного превосходили бронзовые, а тем более медные.

Производство металлов и изделий из них, требующее высокого мастерства, превратилось в один из важнейших видов ремесленного производства.

Наряду с мастерскими по производству каменных орудий и керамических изделий появились мастерские умельцев-литейщиков по производству металлических изделий: оружия и доспехов, орудий труда и инструментов, украшений и домашней утвари. Особенно большие успехи были достигнуты в области художественного литья из меди и ее сплавов.

Зарождение и развитие горного дела

Вначале руду для выплавки металлов добывали открытым способом из земли, потом со дна водоемов (болотную, озерную руду). Со временем эти запасы исчерпались и стал использоваться подземный способ разработки, который ранее применялся для добычи камня.

Возросший спрос на металлы стимулировал распространение подземной добычи руды и развитие горного дела. В современном понимании горное дело — это отрасль науки и техники, охватывающая процессы извлечения (добычи) из земных недр полезных ископаемых открытым и подземным (шахтным) способом, а также их первичную переработку.

Для разработки глубоко залегающих пластов стали создаваться шахты с выходящими на поверхность наклонными или вертикальными стволами (штольнями), соединяющимися подземными галереями (штреками). Глубина шахтных стволов постоянно увеличивалась и стала достигать 130 м. Естественно, что при столь глубоких разработках уже нельзя было обойтись без деревянных креплений, предотвращающих опасность обрушений. Таким образом, шахты по своей конструкции стали приближаться к современным.

Вентиляции в шахтах тогда еще не было, а для освещения использовались глиняные светильники. Поступающая вода удалялась с помощью специальных водоотводных галерей, ведрами, водочерпальными колесами, а также с помощью винтовых насосов («архимедова винта»).

Для разработки часто применялся «огневой способ», состоящий в нагревании породы с помощью костра и быстром охлаждении поливом водой.

При этом руда растрескивалась, а затем разрушалась с помощью забивки в трещины сухих деревянных клиньев, которые при намокании создавали огромные расклинивающие усилия. Как известно, этот способ ранее использовался для откалывания каменных глыб в каменоломнях, в частности при строительстве египетских пирамид. Выломанные куски руды затем разрушались с помощью ручного рудничного инструмента (молота, кайла или кирки).

Измельченная порода выгребалась заступами и лопатами.

Подъем руды по наклонным штрекам производился в мешках (рюкзаках) за плечами или на тачках, по вертикальным — с помощью лестниц, а также в бадьях с помощью воротов. Руда, доставленная вручную «на гора», перебиралась (обогащалась), обжигалась и подготовлялась к плавке. Для выполнения этой нечеловечески трудной работы широко использовался труд рабов, прикованных навечно к своим орудиям.

–  –  –

Для того чтобы из выплавленного куска металла сделать готовую деталь или законченное изделие ему необходимо придать требуемую форму и обеспечить необходимые механические свойства и качество поверхности.

Получение необходимой формы детали или изделия обеспечивается литьем, обработкой давлением и резанием; необходимые механические, физические и технологические свойства металла — термообработкой; требуемое качество поверхности — механической обработкой и нанесением покрытий; получение неразъемных соединений — сваркой, пайкой, клепкой. Все эти современные технологические способы переработки металла в законченные детали и изделия обычно объединяются одним общим термином — металлообработка.

Первым, основным видом металлообработки, освоенным человеком еще задолго до наступления эпохи металлов, был метод обработки резанием, который первобытный человек стал применять для изготовления изделий из дерева и кости. Этот же принцип формообразования путем снятия стружки был перенесен и на обработку заготовок из металлов, но для этого понадобились более совершенные инструменты и устройства (станки) для обеспечения относительного движения инструмента и заготовки.

При обточке металлических изделий стали широко применяться сверлильные и токарные станки сначала с шнуровым, а с 6 в. до н. э. с лучковым приводом. В предшествующую эпоху они использовались для обработки деревянных и костяных изделий. В 5 в. до н. э. был изобретен токарный станок, который отличался от сверлильного станка с лучковым приводом тем, что во вращение приводилась обрабатываемая деталь. Вначале появились токарные станки с ручным лучковым приводом, затем они были заменены ножными.

Вращение в одну сторону (рабочий ход) осуществлялось нажимом ногой на педаль, а в другую (холостой ход) — за счет упругих сил лука, прикрепленного к потолку, или консольной балки (очерпа), вделанной в стену.

Позднее появились станки с кривошипным приводом, в основе которого был заложен коленчатый рычаг — древний коловорот, использовавшийся первобытным человеком для сверления. По утверждению историка Плиния Старшего, в 4 в. до н. э. знаменитый мастер Феодор, житель острова Самоса в Эгейском море, производил обтачивание металлических деталей замков на токарном станке собственной конструкции.

Указанный станок имел стойку, две бабки для крепления заготовки и кривошипный ножной привод. Для заточки инструмента и шлифования служил шлифовальный круг, сидевший на одной оси с заготовкой и выполнявший одновременно функции маховика. Подобный привод обеспечивал непрерывное вращение заготовки в одну сторону и освобождал обе руки рабочего для манипулирования инструментом, что позволило не только повысить производительность труда, но и качество обработки. При всей своей примитивности он уже имел все основные элементы современного токарного станка.

В металлообработке успех обеспечивал не только станок, но и металлорежущий инструмент. Овладев секретами науглероживания и закалки железа, человек стал изготовлять инструмент высокой твердости, прочности, с высокими режущими свойствами. Стало возможным в полном смысле резать металл, а не скоблить, как это было раньше.

Вторым в хронологической последовательности и не менее важным после резания был метод свободной ковки, который был затронут в разделе металлургии. Распространение ковки было связано с совершенствованием кузнечных мехов и кузнечного инструмента, а также появлением специальных приспособлений, таких как «гвоздильная доска», применявшаяся для высадки головок гвоздей и др.

Получаемое проковкой крицы малоуглеродистое железо обладало хорошей свариваемостью и называлось сварочным. Поэтому уже при получении такого железа был освоен процесс кузнечной (горновой) сварки, который вплоть до появления электросварки был одним из основных способов соединения металлов. Затем был освоен способ соединения клепкой, а в 8 в. до н.

э. кузнец Главк из Хиоса (Греция) изобрел метод соединения металлических изделий пайкой вместо клепки, Широкое распространение, особенно в Греции, получила торевтика (от греч. toreuo — вырезаю, чеканю) — искусство ручной рельефной художественной обработки металлических изделий (чеканки, гравирования, отделки и т. п.) с помощью ручных инструментов.

Для изготовления появившихся к тому времени монет использовались почти все известные тогда способы обработки: литье, штамповка, чеканка и др. При производстве зеркал, золочении и серебрении применялось амальгамирование (от лат. araalgama — сплав) — предварительное покрытие ртутью стеклянной или металлической поверхности.

Развитие военной техники

Постоянные войны между рабовладельческими государствами придавали военной технике исключительное значение. Поэтому техника и технология изготовления оружия достигли наибольшего совершенства.

Прежде всего, требовало непрерывного совершенствования и расширения производства холодное оружие, являющееся основным видом вооружения. Все виды холодного оружия изготовлялись из стали и подвергались закалке, тщательно отделывались и нередко богато украшались. От короткого оружия (ножей и кинжалов) стали переходить к длинным мечам, от бронзовых мечей — к железным. На вооружение стали поступать также боевые топоры» секиры, серповидные мечи (сабли), боевые палицы и др. более изощренные виды холодного оружия. Распространенные раньше кремневые копья и дротики стали оснащаться бронзовыми, а затем и стальными наконечниками.

Так, с наступлением железного века наступил новый этап в развитии холодного оружия — эпоха железного меча. Железные мечи и наконечники копий появились в Греции в 11-10 вв. до н. э. Освоение производства стали позволило изготовлять оружие необычайной твердости, прочности и затачивать его до недоступной ранее остроты.

Был значительно усовершенствован лук - основное метательное оружие воинов и охотников. Уже во времена мезолита стали появляться конструкции рефлексивных луков, которые, благодаря изогнутости в средней части, рефлексировали, т. е. изгибались в противоположном направлении. Позднее для дальнейшего повышения упругости лук стали делать слоеным. Одновременно совершенствовались и стрелы, получившие бронзовые, затем стальные наконечники и более совершенное оперение. Увеличился и запас стрел, которые стали носить в кожаных колчанах. Широкое распространение получила также праща — древнее оружие для метания камней, представляющее ремень с расширяющейся средней частью.

Большого развития и распространения получили метательные машины, в конструкции которых были заложены самые передовые достижения механики античности. Они были первыми устройствами, требовавшими точных математических расчетов и проектирования. Так, Архимед среди множества своих изобретений много работал и над созданием военных машин, которые широко использовались при защите его родного города Сиракуз от римлян.

По преданию, прежде, чем пасть от руки римских легионеров, захвативших город, он произнес: «Только не трогайте моих чертежей».

На базе исходных метательных приспособлений, лука и пращи стали появляться более мощные с механическими устройствами для натяжения упругого звене. Около 500 лет до н. э. в Китае появился камнемет, представляющий упругий шест, вкопанный в землю, к свободному концу которого крепилась праща, в которую закладывался камень.

Дальнейшим развитием этого вида метательных устройств была катапульта (от лат. catapulta), предназначенная для метания камней по отвесной траектории. Метательным элементом ее служил рычаг, вставленный в пучок из закрученных жил и взводившийся механически с помощью ворота. Камень или другой снаряд устанавливался в углублении в виде ложки на свободном конце рычага. В Древней Греции и Риме при осаде и обороне крепостей применяли онагры (от греч. onagros) — мощные катапульты, позволявшие метать камни весом до 200-300 фунтов, бочки с зажигательными составами и пр.

Термины «катапульта» и «катапультирование» не исчезли и из современного лексикона, поскольку катапультирующие устройства, естественно, более совершенной конструкции, широко используются для запуска летательных аппаратов и катапультирования летчиков и испытателей при авариях. Такими же вполне современными являются термины «баллистика» «баллистическая ракета» и т. п.

Одним из первых механических метательных устройств был также гастерофет — мощный лук с механическим приспособлением для натягивания тетивы, явившийся прототипом средневекового арбалета. Его дальнейшим развитием являлась баллиста (лат. ballista от греч. ballo — бросаю), применявшаяся вплоть до 5 в. для метания снарядов (бревен, стрел, камней и др.) по отлогой (настильной) траектории. Она монтировалась на раме с регулируемым по углу наклона желобом и была снабжена мощной тетивой из скрученных волокон, натягиваемой с помощью ворота.

При осаде крепостей широко использовались также гелеполы (от греч.

helein — брать и polls — город) — передвижные (на катках или колесах), многоэтажные (до 9 этажей) высотой до 35 м, деревянные обшитые металлическими листами или шкурами осадные башни. Передвигались они по бревенчатому настилу с помощью рычагов, а на верхних этажах располагались метательные машины, перекидные мостки и отряды воинов. На Руси такие осадные башни назывались турусами (от лат. taurus — башня).

В нижней части галепол (турусов) обычно размещались стенобойные машины для выполнения проломов в крепостных стенах — тараны. Таран представлял тяжелое бревно с металлическим наконечником, подвешенное на цепях, которое раскачивалось воинами перед нанесением удара. Они начали применяться ассирийцами еще в 10-8 вв. до н. э.

Таранами в виде выступающей вперед подводной части форштевня и абордажными мостиками были оснащены в те времена финикийские военные корабли. В современном военном лексиконе выражение «пойти на таран* означает войти в непосредственное соприкосновение для поражения ударом корпуса (самолета, танка, корабля).

Огромную роль в сражениях того времени сыграли боевые колесницы, которые начали применять шумеры с 3-го тысячелетия до н. э. Во 2-1-м тысячелетиях они стали распространенным видом вооружения и использовались на решающих участках боевых действий, чаще всего перед фронтом или на флангах пехоты.

Колесница представляла двухколесную, реже — четырехколесную повозку, запряженную парой лошадей и управлявшуюся возничим. На ее платформе располагался воин, вооруженный копьем и луком, а иногда и его оруженосец, помогавший воину и защищавший его. Ближайшими аналогами боевых колесниц являлись знаменитые боевые тачанки времен гражданской войны, тактика применения которых была почти такой же.

Совершенствование холодного оружия заставило искать и средства защиты от него. Стали применяться сначала кожаные, потом медные, а затем и прочные стальные щиты, шлемы, панцири, а с 1-го тысячелетия до н. э. в Ассирии появились кольчуги. Это был очень дорогой оборонительный доспех в виде рубашки из железных колец. Чтобы изготовить такую рубашку на средний рост, требовалось примерно 20 тыс. колец — чем они были мельче, тем больше она ценилась.

Для изготовления кольчуги сначала нужно было протянуть проволоку, навить ее на оправку, а затем разрубить полученную спираль по одной стороне. Половику из полученных элементов сваривали, а у оставшихся расплющивали концы и пробивали или просверливали в них отверстия под заклепки.

Потом производилась наиболее ответственная операция сборки к склепывания колец. Этот пример позволяет в полной мере оценить мастерство древних кузнецов, мастеров ручной ковки — древнего, наиболее универсального и почитаемого ремесла.

Кроме оружия и средств защиты в армии стала появляться и военная атрибутика (от лат. attribuo — придаю, наделяю); трубы, барабаны, стяги и т.

п.

Развитие сухопутного и водного транспорта

Растущая торговля и постоянные военные экспедиции требовали совершенствования водного и сухопутного транспорта и увеличения количества транспортных средств.

Значительное развитие получил появившийся с 4-го тысячелетия до н.

э. колесный транспорт, который заменил бесколесный типа волокуш. Появились двух-, а потом и четырехколесные телеги и повозки. Колеса были деревянными, вначале в виде сплошного диска, а потом, со 2-го тысячелетия до н.

э., — со ступицей, спицами и гнутым ободом. Позднее на деревянный обод для прочности стали насаживать медную, а затем и железную шину.

Интенсивно развивался и водный транспорт. В 5-м тысячелетии до н. э.

в Египте начали строить суда из папируса, а с 2500 до н. э. появились дощатые суда. Для передвижения использовались шесты и весла, сначала свободные, как у байдарки, потом они стали закрепляться в уключинах. Наряду с мускульной силой рабов для передвижения стала использоваться и сила ветра. Вначале парус крепился к двуногой (козловой) мачте, на смену которой пришла к 2600 до н. э. обычная, одностоечная. В составе флотов были не только лодки, но и корабли, в том числе и боевые, оснащенные таранами и абордажными устройствами.

При постройке судов лес стал незаменимым строительным материалом, потребность в котором непрерывно возрастала. Это способствовало развитию лесного хозяйства, появлению должностей лесничих, совершенствованию деревообработки и деревообрабатывающего инструмента. С 3400 до н. э.

стали появляться письменные инструкции по постройке судов и их эксплуатации.

Наивысшего расцвета судостроение достигло в 2-1 тысячелетиях до н.

э. в Финикии. Финикийцы переняли от сирийских корабелов конструкции судов с килем и шпангоутами. Подобные суда типа галер с круто загнутыми носом и кормой стали строиться со сплошной палубой и фальшбортами, а затем и 2-3-палубные.

Развитие текстильной техники

Высокого уровня в античный период достигло текстильное (от лат. textile — ткань, от texo — тку) производство — выработка тканей, трикотажа, сетей, нитей, войлочных изделий и т. п. Оно, как известно, зародилось еще в первобытные времена из прядения и ткачества.

Ткани стали изготовляться не только из льна, но и из хлопка, от самых грубых сортов (парусины и мешковины) до тончайших плательных и плессировочных. За период 3-1-го тысячелетий до н. э. в Египте появилось большое количество ткацких мастерских, в которых выделывались ткани из льна, конопли, шерсти: полотно, саржа, парча, гобелены, махровые и мелкоузорчатые ткани, С 3250 до н. э. в Индии зародилось хлопчатобумажное производство, которое к 2600 до н. э. распространилось в Китае, а затем в Египте и Греции.

С 2640 до н. э. в Китае появилось шелководство и шелкоткачество, которые долгое время содержались в секрете, пока во 2 в. до н. э. не стало известно в Корее, а потом в Японии. В 8 в. до н. э. в Персии, а затем в 5 в. до н.

э. в Горном Алтае появилось ковровое производство. Выросло производство дорогих многоцветных и златотканых изделий. При отделке стали широко использоваться набивка, протравливание и высокохудожественное крашение с помощью разнообразных красителей.

Успехи в ткачестве были достигнуты во многом благодаря совершенствованию конструкции ткацкого станка, который развился из простейшей рамы для плетения сетей и циновок, а также примитивного первобытного ткацкого станка. Их развитие было связано в основном с изобретением накопителя основы и ткани — товарного валика. К 4 тысячелетию до н. э. ткацкие станки достигли такого совершенства, что иногда продолжали использоваться в неизменном виде вплоть до настоящего времени.

В Греции широкое применение получили станки вертикального типа, состоящие из двух стоек с установленным вверху между ними валиком, на который наматывались нити основы, натягиваемые подвешенными к ним грузилами. Для раздвижения нитей основы при потягивании переплетающихся с ними уточными (поперечными) нитями служили две горизонтальные рейки, расположенные в средней части.

Помимо вертикальных стали появляться и более удобные для работы и более совершенные ткацкие станки горизонтального типа, которые могли обслуживаться одним ткачом, в то время как для обслуживания вертикальных требовалось несколько человек. Они оснащались двумя навоями (валиками или катушками), на которые наматывались нити основы и готовая ткань, и ремизками — подвижными приспособлениями для раздвижения нитей основы при пробрасывании вручную между ними челнока с утком. Поскольку пробрасывание утка пока что производилось вручную, ткани имели небольшую ширину.

Широкое распространение получило производство шерстяных и суконных тканей. Для изготовления сукна шерсть обезжиривалась, промывалась, сушилась и ворсовалась. Полученные на сукновальных машинах куски сукна для уплотнения ткани и увеличения сцепления между волокнами выдерживались под прессом между двумя гладкими досками.

Совершенствовалась также технология выделки кож, расширялось производство обуви, плетение корзин, циновок и др. утвари.

Расширение строительства, развитие строительной техники и строительного дела Рост городов, развитие транспорта и ирригации (лат. irrigatio — поливка, орошение) в рассматриваемый период были связаны с резким расширением объемов строительных работ, совершенствованием строительного дела и строительной техники, а также значительным увеличением производства строительных материалов. Это потребовало расширения добычи камня и производства обожженного кирпича и бетона.

В 3 в до н. э. была построена Великая китайская стена длиной около 4 тыс. км и высотой до 10 м, на строительстве которой было занято до 2 млн.

человек. Огромный размах строительных работ того времени был в основном ориентирован на дешевый, но малопроизводительный и неквалифицированный рабский труд, не способствующий развитию механизации. В основном применялись простейшие механизмы в виде рычагов, катков, блоков и полиспастов, которые были известны уже во времена позднего неолита.

Во второй половине 1 в. до н. э. своевременно появился первый научный трактат «Десять книг об архитектуре», изданный римским архитектором и инженером Марком Витрувием Поллионом. В этом сочинении были рассмотрены вопросы римского зодчества и градостроительства, а в десятой книге, посвященной строительным машинам, было дано первое определение машины: «Машина есть деревянное, во всех своих частях связанное приспособление, представляющее значительные преимущества для поднятия грузов;

она действует искусственным путем при помощи вращательного движения».

С точки зрения современных понятий, приведенное определение больше подходит не для машины, а для грузоподъемного механизма, например винтового домкрата.

Термин «машина» вплоть до конца XIX в. продолжал оставаться неопределенным, но сам факт его появления свидетельствовал о том, что человек оказался уже на дороге новой машинной эпохи.

Наряду со строительством глинобитных, деревянных и тростниковых хижин с глинобитными полами в городах начало развиваться строительство многоэтажных зданий в 3-4 этажа. Улицы стали моститься камнем, а в портовых городах сооружались каменные причалы и гранитные набережные. В домах городской знати стали появляться водопровод, ванны, центральное отопление и канализация.

Для устройства кровли использовалось дерево, а при его дефиците применялись сводчатые каменные и кирпичные перекрытия различной формы (цилиндрические, крестовые, купольные и др.). Широко использовались штукатурка из извести и гипса, кровля, настилка полов и облицовка мраморной, керамической плиткой и черепицей. Для освещения применялись светильники, заправляемые сырой нефтью.

Рост городов и расширение орошаемого земледелия потребовало строительства плотин, водоподъемных сооружений и водопроводов. Для снабжение городов водой сооружались водопроводы и акведуки (от лат. aqua — вода + duco — веду) — сооружения в виде мостов с водоводами. Длина подобных сооружений в Вавилоне (19-6 вв. до н. э.), например, равнялась расстоянию от Парижа до Лондона.

Для строительства водопроводов, длина которых достигала 10 км, широко использовались керамические трубы. Подъем воды производился двуплечным рычагом с противовесом на конце, который на Востоке назывался шадуфом, на Руси — журавлем. Использовались также водоподъемные (наливные) колеса.

Основными строительными материалами являлись камень и кирпич, а в качестве связующих использовались глина, гипс, смола, битум, асфальт. В 4 в. до н. э. в Италии получил широкое распространение известковый раствор, а в 3 в. до н. э. пуццолановый (ит. Pozzuoli — название горы около Неаполя) раствор, на основе которого стали вскоре производить «римский бетон», а позже был разработан и пуццолановый цемент ( от лат. caementum — битый камень).

В связи с развитием многоэтажного строительства, при сооружении пирамид и для обеспечения прочности сооружений при обороне в условиях постоянных войн кирпичу во многих случаях предпочитали естественный камень. Например, для постройки пирамиды Хуфу (2600 до н. э.) понадобилось 2,3 млн. монолитных известняковых блоков весом более 2 т, которые добывали в каменоломнях и обрабатывали по следующей технологии.

Вначале блок выдалбливали в монолите, а потом выламывали путем забивки в щели деревянных клиньев, смачиваемых затем водой. Извлеченную каменную глыбу затем отесывали с помощью медных, а потом бронзовых и железных долот молотками и кувалдами с такой точностью, что при установке блоков в место стыка нельзя было просунуть лезвие ножа.

Сверление отверстий для установки шипов производилось трением с использованием воды и абразивного порошка. Часто в качестве инструмента использовались трубчатые сверла, приводимые во вращение лучковыми дрелями и коловоротами.

Для перемещения каменных глыб и других тяжелых грузов с 4 тысячелетия до н. э. использовались салазки, под которые подкладывались катки.

Для подъема применялись рычаги, блоки, полиспасты и журавли (шадуфы).

При выполнении этих поистине циклопических по объему работ широко использовался рабский труд.

Самым распространенным строительным материалом в лесистых районах было дерево, наличие которого, а также совершенствование ручного деревообрабатывающего инструмента способствовало расширению и развитию деревообделочных работ. Они стали делиться на грубые, связанные с первичной обработкой дерева и сооружением деревянных конструкций, называемые плотницкими, и более точные и тонкие работы, связанные обычно с изготовлением мебели — столярные. Так зародилось плотницкое и столярное ремесло.

Столяры и плотники получили в свое распоряжение стальной инструмент (топоры, пилы, рубанки, стамески и др.), обладающий большой твердостью, износостойкостью и замечательными режущими свойствами. Рукояти топоров и др. инструментов стали изготовлять изогнутой формы, что существенно улучшило их рычажные свойства и обеспечило удобство пользования.

В связи с развитием колесного транспорта, увеличением грузоперевозок и совершенствованием строительного дела получило широкое развитие дорожное строительство. Строились все новые грунтовые дороги, а существующие переделывались в шоссейные. Так, из Рима расходилось ни много, ни мало как 23 дороги, откуда, очевидно, и пошла поговорка «Все дороги ведут в Рим».

Магистральные дороги в те времена сооружались с необычайной монументальностью и представляли, по существу, каменно-бетонные дамбы шириной в 10-30 м с покрытием до четырех слоев толщиной 1-1,5 м. В городах строились каменные и деревянные мостовые. С 1-го тысячелетия до н. э.

при строительстве дорог в горных местностях начали пробивать тоннели.

Через водные преграды с 6 в. до н. э. стали возводить деревянные мосты, конструкция которых постоянно совершенствовалась. От этрусков, древних племен, населявших Апеннинский полуостров в первом тысячелетии до н. э., римляне заимствовали секреты строительства каменных арочкых мостов. Юлий Цезарь построил и использовал в своих военных экспедициях понтонный мост.

В связи с интенсивным развитием водного транспорта началось строительство каналов, гаваней, портов, каменных и бетонных молов, сигнальных башен-маяков. В 6 в. до н. э. был построен канал длиной 400 км, соединяющий реки Тигр и Ефрат. Велось строительство Суэцкого канала, первоначальный вариант которого функционировал до середины 9 в.

Развитие сельскохозяйственной техники

Благодаря использованию тягловой силы животных стал возможным переход с 3-2-го тысячелетия до н. э. от мотыжного земледелия к пахотному.

Вначале для этой цели использовали крупный рогатый скот, потом лошадей.

Гоняя скот по уложенным на землю снопам, производили обмолот зерна, из которого на ручных мельницах и зернотерках приготовляли муку.

С конца 4-го тысячелетия до н. э. на Древнем Востоке в качестве пахотного орудия стала применяться деревянная соха, которая просуществовала у некоторых народов более двух тысячелетий. В отличие от плуга, появившегося позже, она не переворачивала пласт почвы, а отваливала его в сторону. Позднее соху стали снабжать воронкой, в которую засыпался запас зерна — так возник древний прототип современной сеялки.

Греческие земледельцы пахали с помощью аротрона, имеющего металлический наконечник и полоза для регулирования глубины вспашки, в который впрягалась пара волов. Важное значение имело изобретение рала (орала) — первого примитивного плуга для отвальной вспашки.

С 1 в. до н. э. стал применяться усовершенствованный колесный плуг, снабженный вначале бронзовым, а затем и стальным ножом (лемехом) с отвалом и отвесными деревянными рукоятками, соединенными поперечиной, за которую он удерживался работником.

Для боронования стали использовать бороны с металлическими зубьями. Отвальная пахота и боронование существенно повысили качество обработки почвы, а использование быков, а потом и лошадей в качестве тягловой силы — производительность.

По мере освоения металлов широкое применение получили бронзовые, а потом и железные ручные сельскохозяйственные орудия: мотыги, вилы, грабли, серпы.

В рабовладельческих государствах (Египте, Двуречье) с 1500 до н. э.

началось строительство сложнейших ирригационных систем, которое достигло своего расцвета в Вавилоне при Навуходоносоре Втором (685-562 до н.

э.). Эти грандиозные сооружения позволяли регулировать течение рек и включали водохранилища, оросительные каналы и закрытые водопроводы.

От магистральных каналов отходили распределительные арыки, в которые вода поступала самотеком или подавалась с помощью водочерпальных колес и шадуфов. С 4-3 вв. до н. э. для перекачивания воды стал применяться «водоподъемный винт», или «улитка», впоследствии описанный Архимедом и названный его именем («архимедов винт»).

В 1 в. в Галлии появилась «галльская жатка», представляющая одноосную тележку, снабженную спереди загнутыми вверх ножами, которые захватывали и отрывали колосья, когда запряженный сзади вол толкал ее вперед.

Для размола зерна широко использовались ручные мельницы-зернотерки (руншлки) с прямоугольными и круглыми жерновыми поставами, включающими подвижный и неподвижный жернова. В первом случае подвижный жернов — возвратно-поступательное движение с помощью рычага, во втором — вращательное с помощью рукоятки. С 4 в. до н. э. в Греции стали применяться круглые мукомольные постава, в которых верхний жернов вращался животными или рабами.

В 3 в. до н. э. стали применяться простейшие водяные мельницы мутовчатого типа с лежащим горизонтально водяным колесом, снабженным изогнутыми лопастями (лопатками), а в 230 до н. э. Филоном Византийским были описаны водяные колеса с горизонтальной осью вращения — нижнебойное (подливное) и верхнебойное (наливное).

Прочие виды техники и технологии

Большое распространение в античный период получило ремесленное производство художественных изделий из керамики, а потом и из стекла.

К 4 тысячелетию до н. э. относится изобретение гончарного круга, который вращался вначале вручную, а с 2-1 тысячелетия получил ножной привод и стал снабжаться маховиком. С изобретением гончарного круга, механизировавшим гончарное производство, наблюдался его непрерывный рост и совершенствование. Резко возросли производительность труда гончаров, качество посуды и других керамических изделий.

С 3-го тысячелетия до н. э. керамические изделия стали покрываться глазурью и обжигаться вначале на открытом огне, а затем в специальных гончарных печах и горнах. Рельефные фигуры и орнамент стали выдавливаться с помощью специальных матриц и штампов.

Для изготовления керамических изделий стала использоваться глина различных сортов, в том числе и наиболее ценная, каолиновая. Впервые произведенная из нее в итальянском городе Фаэнца посуда была названа фаянсовой, или просто фаянсом. Фаянсовое производство является разновидностью керамического и очень близко к появившемуся позднее фарфоровому.

Производство глазури для покрытия керамических изделий привело в 3-м тысячелетии до н. э. к открытию стекла и возникновению стеклоделия. В 3-м тысячелетии до н. э. был изобретен способ выдувки с помощью воздуходувной трубки, что открыло новые возможности массового изготовления относительно дешевых и изящных стеклянных изделий. Особенно большим спросом пользовались поделки из мозаичного стекла. В это же время римские ремесленники, используя технологию варки бесцветного стекла, разработанную сирийцами, освоили производство прозрачных оконных стекол.

Появились первые зачатки химической технологии и производства химических веществ. С 3-го тысячелетия до н. э. для химического разложения жиров, отбеливания холста, бальзамирования, приготовления пищи, очистки и других целей стала широко использоваться сода.

Началась добыча соли и расширение ее потребления при приготовлении пищи и заготовке ее впрок, освоение технологии консервирования и длительного хранения продуктов. Соль не только вошла в ежедневный рацион питания человека, но и стала важнейшим продуктом обмена и торговли, которые постоянно расширялись. Добыча соли чаще всего производилась из солончаков и методом выпаривания из морской воды.

С 3-го тысячелетия до н. э. получили широкое распространение различные краски минерального (охра, киноварь, сурик, лазурь и др.), растительного (индиго, лакмус, сандал и др.) и животного происхождения, а также клеи.

Стал расширяться и ассортимент продуктов питания, приближаясь к современному. В рационе появились животное и растительное масло, сыр, пиво, вино и др. пищевые продукты. Повышались их качество и калорийность.

Итоги развития античной техники

1. Окончательный переход от каменных орудий к металлическим, бронзовым, а потом стальным; развитие ремесленного производства и отделение его от земледелия.

2. Освоение и развитие металлургии бронзы, чугуна, способов производства железа и его науглероживания; производства бронзовых, а затем стальных орудий и оружия; способов соединения металлов сваркой, пайкой и клепкой.

3. Развитие и совершенствование гужевого и водного транспорта, использование телег и колесниц, строительство кораблей и их оснащение парусным оборудованием.

4. Рост городов и этажности строений, расширение производства строительных материалов; возведение оборонительных сооружений, пирамид, каналов, дамб, плотин, водопровода.

5. Изобретение гончарного круга и механизация изготовления керамической посуды; изобретение ткацкого станка и расширение производства тканей.

6. Совершенствование лука и наступление эпохи «железного меча»; распространение боевых колесниц, метательных и стенобойных машин, штурмовых башен.

7. Расширение производства строительных, грузоподъемных механизмов и сельскохозяйственного инвентаря; изобретение металлического плуга,

8. Начало добычи соли и ее употребления в пищу, освоение технологии консервирования и заготовки продуктов впрок.

9. Совершенствование клинописного письма и появление финикийского алфавита; зарождение естественных наук и наметившееся отделение умственного труда от физического.

10. Налаживание производства бронзового, а затем стального металлорежущего и деревообрабатывающего инструмента.

Развитие ремесленного производства и зарождение мануфактур

Хотя основной сферой материального производства в средневековый период оставалось сельское хозяйство, значительное развитие получили также различные виды подсобных промыслов и городского ремесла, имевшего в основном цеховую организацию.

На протяжении всего средневековья происходили специализация ремесленного производства и рост числа ремесленных профессий, которые наблюдались прежде всего в городах. Городское ремесленничество стало играть ведущую роль в развитии техники и технологии добывающих и обрабатывающих промыслов. Рост ремесленного производства и его специализация приводили к созданию все новых цехов, количество которых в городах стало исчисляться десятками.

Производство стало регламентироваться цеховыми правилами. Работа осуществлялась с помощью ручных инструментов, а также станков и орудий труда в небольших мастерских самим мастером, его подмастерьем и учениками. Наряду с ручными орудиями и мускульным приводом стали использоваться устройства, использующие силу животных и прежде всего лошадей, с 1Х-Х вв. — силу ветра, а с XV в. — энергию воды.

Характерной для многих отраслей средневекового производства являлась простая кооперация, при которой все работники, выполняющие совместные согласованные действия, были заняты однородной работой в одном и том же процессе производства.

Мануфактурное производство, основанное на применении наемного труда, стало зарождаться в X1II-XIV вв. в городах-государствах Италии, на Пиренейском полуострове, во Фландрии и некоторых других областях Западной Европы, но характерной формой производства стало лишь к концу рассматриваемого периода (в XVI в).

Вначале (в XIII в.) во Фландрии на базе домашнего ремесла стали возникать суконные мануфактуры рассеянного типа, а затем и централизованные судостроительные, горные и металлургические мануфактурные предприятия, в которых все операции производились под надзором хозяина или его управляющего.

Переход от ремесла к мануфактуре протекал в условиях первоначального накопления капитала, осуществлявшегося самыми варварскими методами и прежде всего с помощью завоевательных войн и беспощадной эксплуатацией колоний. Будущие владельцы мануфактур сосредоточивали в своих руках богатства путем торговых и банковских операций, откупов, присвоения общинных и государственных земель, а также благодаря щедрым правительственным субсидиям за счет налогоплательщиков.

К наиболее выдающимся изобретениям, открытиям и техническим разработкам ремесленного периода необходимо отнести прежде всего изобретение водяного и ветряного двигателей и разработку на их основе водо- и ветродейетвующих установок, изобретение пороха и разработку огнестрельного оружия. Именно они в наибольшей степени обеспечили дальнейшее развитие ремесленного производства и стали базой для организации мануфактур.

Соединение науки с практикой, становление экспериментальной науки

Рост крупных городов, развитие промышленности, торговли, сельского хозяйства, мореплавания и т. п. открыли перед наукой более широкие перспективы, а ее развитие пошло вперед в нарастающем темпе. Практические нужды общества в развитии мореплавания, военного дела, особенно артиллерии, гидроэнергетики и прочих отраслей выдвинули на первый план задачу разработки основ механики, астрономии и других наук.

Выдвижения на первый план механики требовали насущные потребности в развитии механической техники, а также необходимость в изучении природы движения материи, начиная с ее простейшей формы — механического перемещения. В исследованиях различных свойств вещества и энергии нуждались металлургия и металлообработка, керамическое и стеклодувное производство, текстильное и зарождающееся химическое производство. Все это создало материальную основу для становления и развития подлинной экспериментальной науки.

Элементы становления естественных наук наблюдались еще в античности, но активизация становления экспериментальной науки началась лишь в эпоху Возрождения и распространилась на значительный исторический период. Этот период, охватывающий примерно XV-XVIII вв., считается первым, начальным периодом развития современной науки.

В течение эпохи Возрождения осуществлялся синтез научнотеоретического мышления и практики, подготавливающий возникновение экспериментального метода. Это эпоха, которая нуждалась в титанах и которая порождала титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учености. К их числу относятся Леонардо да Винчи, Никколо Тартальи, Ванноччо Бкрингуччо, Николай Коперник, Агрико-ла (Георг Бауэр), Джероламо Кардано, Галилео Галилей и др.

В III-IV вв. в Александрии возникла алхимия (лат. alchimia) — донаучное направление в химии, получившее особенно широкое распространение1 в Западной Европе в IX-XVI вв. Все усилия алхимиков были направлены на превращение простых металлов в драгоценные и получения «эликсира долголетия* с помощью несуществующего в природе «философского камня».

Пытаясь связать и объяснить реальные факты и наблюдения на основе мистических представлений, алхимия совершила множество ошибок, которые надолго закрепились, но было бы несправедливым считать ее сплошным шарлатанством и надувательством.

Положительная роль алхимии заключается в том, что в процессе поиска чудодейственного средства были открыты и усовершенствованы способы получения многих практически ценных продуктов (стекол, красок, эмалей, солей, кислот, щелочей, лекарственных препаратов и др.), а также разработаны многие приемы лабораторной техники (перегонка, возгонка и др.)- Алхимия ознаменовала собой раннюю, донаучную стадию развития химической науки и оказала сильное влияние на развитие естествознания. На этом пути было сделано и много ценных изобретений и открытий — от пороха до фарфора.

В XIII-XV вв. количество изобретений и открытий в западноевропейских странах увеличивалось в нарастающем темпе, формировались квалифицированные технические кадры не только мастеров, но и инженеров — горных, военных, строительных, корабельных и др.

Вклад в развитие науки и техники выдающихся ученых и инженеров эпохи Возрождения Выдающаяся роль в становлении экспериментальной науки принадлежит прежде всего видному основоположнику современного естествознания, гениальному художнику, ученому и инженеру эпохи Возрождения Леонардо да Винчи, Кроме увлечения искусством, анатомией, математикой, физикой и механикой он активно занимался исследованиями и конструированием в области техники. Труды этого гения насчитывают около 5 тыс. страниц, В своих сочинениях Леонардо да Винчи подробно описал практически все виды зубчатых передач, передач с гибкими звеньями, кулачковых и винтовых механизмов. Он изобрел несколько типов экскаваторов, несколько гидравлических машин, в том числе тангенциальную турбину; разработал конструкции прядильного, волочильного, прокатного станов и стана для навивки канатов, а также конструкции токарно-винторезного станка и станка для насечки напильников. К числу его изобретений, намного опередивших свое время, относятся проекты: огнестрельного нарезного оружия, боевой пушечной повозки (1484), вертолета (1475), парашюта и др.

Агостино Рамелли, один из преемников Леонардо да Винчи, издал книгу «Различные искусные машины», которая неоднократно переиздавалась. В ней были описаны изобретенные им машины, зачастую весьма сложные по конструкции и насыщенные различными механизмами: мельницы, грузо- и водоподъемники, насосы.

К представленным в них механизмам относятся:

зубчатые и червячные передачи, кривошипно-шатунные и кулисные механизмы и др. Есть даже установка для одновременного чтения нескольких книг.

Своеобразной технической энциклопедией того времени был также труд итальянского ученого и инженера В. Бирингуччо « О пиротехнике», в котором кроме пиротехнических рассмотрены также вопросы горнорудного, гончарного производства и металлургии. А его современник Д.Кардано, один из основоположников кинематики механизмов и разработавший теорию и практику зубчатого зацепления, изобрел карданный механизм, получивший наибольшее распространение в автомобилях.

Настоящий переворот в естествознании вызвал выход в свет в 1543 г.

сочинения польского астронома Н. Коперника «Об обращениях небесных сфер», в котором была обоснована гелиоцентрическая система мира. Работа была запрещена католической церковью, а его продолжатель Д, Бруно, выдвинувший концепцию о бесконечности и бесчисленности миров Вселенной, был обвинен в ереси и сожжен в Риме инквизицией.

Математическое подтверждение «коперниковская астрономия» получила в трудах немецкого астронома И. Кеплера. Значительный вклад в утверждение гипотезы множественности обитаемых миров внес и М.В. Ломоносов, который, наблюдая за движением планеты Венера, установил на ней наличие атмосферы.

–  –  –

Горное дело, как и перерабатывающие промыслы, было организовано по цеховому принципу, при котором разработка руд производилась товариществами (корпорациями) рудокопов. В первую очередь разрабатывались открытые месторождения (болотные, озерные), но по мере их истощения руду все чаще стали добывать в шахтах.

Способы добычи и применяемая техника практически не отличались от античных, лишь с XII в. в Саксонии начал применяться взрывной метод разработки с применением пороха. С XIV в. для подъема руды на поверхность, ее измельчения и для производства водоотливных работ стали применяться вододействующие устройства, в значительной степени облегчавшие тяжелый труд горняков. Но их внедрение в рассматриваемый период шло весьма медленно.

Большой производственный опыт, накопленный в горнометаллургическом производстве к середине XVI в. в странах Западной Европы, был впервые обобщен в 1550 г. немецким ученым Г. Бауэром, более известным под латинским именем Агрикола. Представление о содержании дает полное и пространное, в духе того времени, название его книги: «Георгия Агриколы врача в Хемнице и известного философа о горном деле и металлургии двенадцать книг, в которых обязанности, инструменты, машины и все вообще относящееся к горному делу не только самым достоверным образом описывается, но и столь наглядно показывается при помощи размещенных в соответствующих местах изображений, с присовокуплением их латинских и немецких наименований, что они не могли бы быть переданы с большей ясностью».

В этом выдающемся труде, в частности, была приведена подробная технология сыродутного способа производства железа, а также сведения об изготовлении металлических рам, зубчатых колес и подшипников. Была обоснована идея привода нескольких механизмов от одного источника энергии. Агрикола убедительно показал, что горное дело необходимо всему человечеству, а без металлургии не обходится ни одна область человеческой деятельности.

Более двух веков трактат Агриколы, называемый для краткости «О горном деле и металлургии», служил учебником по технике горного дела, металлургии и лабораторному делу. В отличие от сочинений алхимиков этот труд был совершенно лишен налета мистики и шарлатанства.

В своем трактате Агрикола ссылается на книгу лично известного ему итальянского инженера и ученого В. Бирингуччо «Пиротехника», изданную в 1540 г. в Венеции. Эта книга была своеобразной технической энциклопедией того времени, в которой кроме пиротехники были широко освещены металлургия,горное дело и гончарное производство. В ней были описаны: шахтная печь для переплавки твердого чугуна, различные способы производства железа и превращения дров в уголь, лаборатория для рудных проб, групповой привод нескольких воздуходувных мехов от одного водяного колеса, устройство для волочения проволоки с приводом от того же колеса через коленчатый рычаг.

Развитие производства чугуна и его переработки в железо

Первый процесс получения железа, названный сыродутным, зародившийся в недрах первобытнообщинного строя, существовал в течение многих столетий, обеспечивал металлом рабовладельческое общество и перешел в средневековье.

Для получения мягкого (малоуглеродистого, сварочного) железа повсеместно применялись сыродутные горны небольших размеров, с дутьем от ручных мехов. В качестве топлива применялся древесный уголь, В результате трехчасовой плавки в таком примитивном горне выплавлялась загрязненная шлаком и другими примесями крица, после 5-6-кратной проковки которой получалась железная чушка весом несколько килограммов. За сутки удавалось получить около 500 кг железа, при этом до 70-75% руды уходило в отходы. Метод, как видно, был чрезвычайно трудоемким и непроизводительным.

С развитием производительных сил возрастала и потребность в металле, задувались все новые и новые горны, увеличивались их размеры. С увеличением размеров горнов росла и загрузка шихты, что требовало увеличения мощности дутья, которое не могли обеспечить прежние ручные воздуходувки. С этой проблемой помогло справиться изобретенное в XI-XII вв, водяное колесо, которое было приспособлено металлургами для приведения в действие воздуходувных мехов.

Резкое увеличение размеров горнов и силы дутья привело к тому, что вместо привычной густой массы крицы на дне горна стал появляться жидкий металл, который после застывания становился хрупким, не поддавался ковке и ломался при ударе. Вначале этот металл, позднее названный чугуном, считали просто непригодным и браковали, называя его грязным, сорным «камнем» или даже «свинским железом».

Но вскоре было замечено, что чугун хорошо заполняет формы и из него можно получать качественные отливки, не хуже, чем из меди и бронзы, но более дешевые. Тогда чугун стали выпускать через пробитые в основании горна отверстия (летки) и разливать в формы. Так зародилось чугунное литье, которое в усовершенствованном виде стало в наши дни основным видом литья в машиностроении.

Горны, выросшие в высоту и превратившиеся в шахтные печи, стали называть «домницами», а потом доменными печами, или просто домнами. В XIII-XV вв. в Западной Европе стали появляться высокие доменные печи с мощным дутьем, обеспечивающим температуру в нижней части до 1350, а в верхней — 750-9000С. Появление доменного процесса для получения чугуна и все возрастающие потребности в металле и прежде всего в стали, которые не мог удовлетворить прежний сыродутный процесс, заставили искать и новый способ переработки чугуна в железо.

Такой способ был найден и сущность его заключалась в том, что в кричной горн стали загружать куски чугуна в смеси с древесным углем, при горении которого происходило расплавление чугуна, окисление его примесей и в первую очередь углерода. Так происходил процесс превращения чугуна в железо, называемой фришеванием, или оздоровлением. По сравнению с сыродутным процессом уменьшились потери металла со шлаками, но самое главное — произошел почти стократный скачок в производительности.

Таким образом, в средние века произошла техническая революция в металлургии — переход от единого прежде сыродутного способа получения железа к двухступенчатому, включающему доменный и кричной. Двухступенчатый передел в основных чертах сохранился и до наших дней, претерпев определенную модификацию на второй стадии (ступени). Он позволял получать не только чугун и мягкое железо, но и сталь, занимающую по содержанию углерода промежуточное положение.

Еще в первобытные времена были известны способы цементации железа и закалки, позволявшие получать изделия и прежде всего оружие с высокой поверхностной твердостью и мягкой сердцевиной. Технологию процесса цементации древние металлурги держали в строгом секрете и позднее она была утрачена. В средние века упоминание о цементированной стали появилось, в частности, в «Книге разных искусств» немецкого монаха-пресвитера Теофила.

Неоднородность по содержанию углерода в цементированной стали и его высокая концентрация в поверхностном слое заставили искать способ получения более однородной стали. Так появился тигельный процесс, способ выплавки стали в специальных огнеупорных горшках (тиглях), о котором писал еще Аристотель. Тигельную сталь выплавляли главным образом в странах Древнего Востока (Персии, Индии, Сирии), где она использовалась для производства холодного оружия и инструментов. Но в средние века секреты тигельной плавки также были утеряны и были вновь воссозданы в середине XVIII в, уже за пределами рассматриваемого периода англичанином Б.

Гентсманом.

Развитие металлообработки

Металлы и прежде всего железо были средствами войны в античные времена, таковыми они продолжали оставаться и в средние века. Очень медленно, по мере роста мастерства металлургов и совершенствования кузнечного ремесла, железо становилось сырьем и для изготовления орудий труда. Появились профессии кузнецов (ковалей), оружейников, жестянщиков, литейщиков, коло-колыциков, лудильщиков, замочников и др.

Средневековые кузнецы хорошо владели различными сложными приемами и способами механической и термической обработки металлов, особенно при изготовлении оружия и доспехов. На протяжении всего средневековья кузнецы считались самой почтенной и уважаемой категорией ремесленников, причем наибольшим почетом пользовались оружейники. Восток стал поставщиком холодного оружия и слитков дамасской стали, которая на Руси называлась булатом, там же начала использоваться цементация стали.

В XIV-XV вв. стали появляться вододействующие молоты и протяжные устройства для вытягивания проволоки и выделки жести. Для преобразования вращательного движения водяного колеса в колебательное, например молота, широко использовались кулачковые устройства.

В XI в. высокого расцвета достигло бронзовое литье. Бронзовые скульптуры того времени по своему художественному и техническому совершенству по праву принадлежат к самым значительным творениям средневековья. Еще раньше, в V в. в Италии и во Франции, а в X в. на Руси зародилось искусство литья колоколов. Широкое распространение получило литье по восковым моделям, освоенное еще во времена античности. С XIII в. русскими мастерами-литейщиками стал использоваться способ тонкостенного полого литья «на выплеск», при котором залитый через верхнее отверстие металл выпускался (выплескивался) через нижнее, застывая в виде тонкой оболочки у стенок.

При изготовлении оружия, доспехов, предметов роскоши и украшений широкое применение получили операции чеканки, гравировки, филиграни (скани), покрытие чернью и позолотой и т. п.

С появлением артиллерии потребовались станки и в первую очередь сверлильно-расточкые, предназначенные для удаления неровностей в каналах литых артиллерийских стволов. При этом в ствол, установленный вертикально, дульной частью вверх, вводилась деревянная расточная борштанга с закрепленными в ней несколькими резцами. Вращение ее вначале осуществлялось вручную с помощью веревки, а позднее от водяного колеса. Существовала и другая схема, при которой ствол располагался сверху и подача его осуществлялась под действием собственного веса. При этом обеспечивался лучший отвод стружки, но усложнялись установка ствола и его вращение.

Со второй половины XVI столетия началась история суппорта. Специальная «поддержка» в станке для нарезания винтов была впервые описана в труде французского изобретателя Ж.Бессока «Театр инструментов», появившемся в 1565 г. Впоследствии это изобретение повторили, но уже в ином виде, в начале XVIII в, русский механик Андрей Нартов, а в конце XVIII в, — английский промышленник Г. Модесли.

Французский математик и механик Жак Бессон в середине XVI в. в своей книге «Театр инструментов» впервые описал токарно-винторезный станок со специальной поддержкой для инструмента, которая была им названа суппортом (англ, и фр. support от лат. supportare -поддерживать). Им же были описаны токарно-копировальные станки, на которых по бронзовым образцам (копирам) можно было вытачивать неограниченное количество изделий из дерева и кости.

Другим важным совершенствованием станков явилось отделение привода от станка, что позволило не только повысить производительность обработки, но и полностью освободить руки рабочего для управления суппортом с установленным в нем инструментом.).

Появление водяных и ветряных двигателей, мельниц, зарождение машинного производства В связи с увеличением размеров и мощности механизмов «живые двигатели? (животные и человек) уже не могли удовлетворить растущие потребности в механической энергии. И на смену биоэнергетике пришла механическая энергия, базирующаяся на силе воды и ветра, которая прежде всего стала использоваться для размола зерна и подачи воды. Поэтому независимо от назначения все водяные и ветряные двигатели вначале назывались мельницами.

Мельницы — это первые орудия труда, в которых применен принцип машинного производства, в истории мельниц мы находим все виды движущей силы: силу человека, животных, силу воды, ветра, пара,, что по истории мельниц можно изучить всю историю механики. В мельнице с самого начала, с тех пор как была создана водяная мельница, имелись все существенные элементы организма машины: механическая двигательная сила; первичный двигатель, который она приводит в действие; передаточный механизм; и, наконец, рабочая машина, захватывающая материал; все эти элементы существуют независимо друг от друга. Это не только самая точная характеристика мельницы, но и первое истинно научное определение машины, которое не потеряло своего значения и в наше время.

Ветряные мельницы, которые появилась более 2-х тысячелетий назад в Китае были вообще первыми механическими двигателями, созданным руками человека. В основе мельницы, ее рабочим механизмом, был жерновой постав, появившийся в 7 в. до н. э. и представляющий неподвижный и вращающийся жернова, поставленные один на другой.

Широкое развитие в IX-X вв. ветряные мельницы получили в арабских странах, бедных водными ресурсами. Во Франции ветряные мельницы козловой конструкции появились в X в. шатровой — в XIII в., а с XIV в. Голландия стала считаться страной ветряных мельниц. В нашем сельском хозяйстве ветряные мельницы («ветряки») просуществовали вплоть до 50-х гг. XX в.

Сейчас, как известно, наблюдается возрождение использования этого экологически наиболее чистого способа получения энергии, но уже на новой научно-технической основе.

Первые водяные мельницы появились в Китае в 2-3 вв. и уже в период античности начали использоваться в мукомольном производстве. До конца XI в. мельницы были плавучими (судовыми), так как сооружались на судах или плавучих деревянных платформах и приводились во вращение течением реки. Вначале для простоты колесо монтировалось в горизонтальном положении и непосредственно соединялось с вращающимся жерновом без промежуточных механических передач.

Позднее валы колес, которые назывались подливными,, стали монтироваться горизонтально, а передача вращения от горизонтального вала к вертикальному, приводящему в движение жернов, стало передаваться с помощью зубчатых передач цевочного (пальцевого) типа. Так, в 536 г. в Риме была изобретена судовая мельница, в которой вращение водяного колеса передавалось жерновам с помощью зубчатых колес. Водяное колесо в течение 14 веков (IV-XVIII) являлось энергетической основой производства, пока на смену не пришел паровой двигатель.

Появление механических часов – первых автоматов

Изобретение механических часов, которые явились первым автоматическим механизмом, созданным для практических целей, было одним из величайших достижений ремесленного периода. Они играли большую роль в развитии техники XVII и особенно XVIII в. Часы — это первый автомат, употребленный для технических целей. На их основе развивалась вся теория производства равномерного движения.

В X в. ученый монах Герберт (впоследствии папа Сильвестр II) изобрел первые механические часы с приводом от груза (гирь). Они имели вначале одну стрелку и в виде башенных распространились в XIII-XIV вв. Они служили тогда в основном церкви — оповещали боем время богослужения. Основным элементом башенных часов был заводной барабан, на который наматывались канат или цепь с подвешенным на конце грузом. Внутри барабана монтировался механизм, обеспечивающий его равномерное вращение при медленном опускании груза.

В отличие от множества других механизмов, которые в средние века выполнялись преимущественно деревянной конструкции, все детали часов с самого начала делались из металла. Кроме того, создание часов требовало теоретических расчетов и применения математики, что обеспечило соединение науки с практикой. Позднее, в XV в., появились механические настольные часы, а в конце рассматриваемого периода (в XVI в.) карманные (шпиндельные) часы. Но окончательно эра часов наступила в следующем периоде благодаря изобретениям X. Гюйгенса.

Развитие военной техники

Постоянные войны требовали непрерывного совершенствования вооружения. Определяющим, как и в античные времена, по-прежнему являлось холодное оружие.

Средневековые рыцари (от нем. ritter — всадник), полное вооружение которых составляли длинное копье, щит, шлем и панцирь или кольчуга, к IX в. стали серьезной военной силой в сражениях. Наряду с луками на вооружение поступил арбалет (фр. arbalete), который на Руси назывался самострелом — стальной лук, укрепленный на деревянном ложе, тетива которого натягивалась воротом. Это мощное оружие для метания стрел просуществовало в средние века и возродилось в наши дни не только как спортивное, но и как боевое, используемое, в частности, спецслужбами.

Метательные и осадные машины (катапульты, баллисты, онагры, осадные башни, тараны и штурмовые лестницы), унаследованные с античных времен, получили в войсках большое распространение и широко использовались, в частности, монголами в их завоевательных походах в XIII в. Строились средневековые военные машины по тем же принципам, что и античные, но менялись и совершенствовались их боевые характеристики и прежде всего надежность, скорострельность и дальнобойность.

Изобретение пороха

Зажигательные и взрывчатые вещества начали применяться еще во времена завоевательных походов Александра Македонского (356-323 до н.

э.). При осаде крепостей и в морских сражениях стал широко использоваться изобретенный в 671 г. сирийским мастером Калинником «греческий огонь»

— зажигательный состав, включающий смолу, нефть, селитру и серу, который не гасился водой. Глиняные бомбы и бочки, начиненные таким составом, бросались метательными машинами, а также в виде струи выдувались с помощью медных труб или сифонов, являвшихся прототипами современных огнеметов. Позднее, с появлением огнестрельного оружия, «греческий огонь» потерял свое значение.

Порох, основными компонентами которого являлись селитра и сера, был впервые изобретен в VI в. в Китае, где он вначале использовался для врачевания, а потом им стали начиняться ракеты для фейерверков. Из Китая порох попал в Индию, а первое боевое применение его в качестве зажигательного средства имело место при осаде Константинополя в 668 г. Впервые состав пороха (селитра — 60%, сера — 20, опилки — 20%) был описан китайским алхимиком Сун Сымяо в 682 г. и приведен в 846 г. в рукописи Мари Грена. Потом его стали «изобретать» вновь и совершенствовать европейские алхимики.

Поначалу порох приготовлялся в виде порошка, очевидно, поэтому и получил такое название, а с 20-х гг. XV в. начал выпускаться зернистый порох, который в отличие от порошкового сгорал практически мгновенно С этого времени черный (дымный) порох стал использоваться не как зажигательное, а как взрывчатое вещество и после замены опилок на уголь его состав практически не менялся на протяжении многих веков. С XI в. китайцы начали использовать разрывные гранаты (бомбы), начиненные порохом, а в начале ХШ в. у них появилось и огнестрельное оружие. Первые пороховые заводы начали строиться в Западной Европе в 1340 г, — в Страсбурге (Фракция), в 1348 г. — в Лейпциге (Германия).

Появление и развитие огнестрельного оружия

Первые орудия, из которых с помощью пороха метали каменные булыжники, напоминали бочки, так как их стволы не умели лить целиком, а составляли из отдельных листов (клепок), которые соединяли сваркой и для прочности скрепляли обручами. Вначале они были очень ненадежными и потери артиллеристов от разрывов стволов часто превышали ущерб, нанесенный неприятелю.

Первые литые бронзовые стволы имели форму горшков или ступок к назывались мортирами (от голл., фр. mortier — ступка). Впоследствии так стали называться орудия с укороченным стволом для ведения навесного огня, прототипы современных минометов. В ствол, который для наводки ложился на откосе, засыпали порох, закладывали цельнометаллическое ядро или просто подходящий булыжник и, поджигая раскаленным прутом порох через затравочное отверстие, производили выстрел. Вначале даже имелись подразделения солдат, собирателей снарядов-булыжников для стрельбы.

Вплоть до XIII-XIV вв. огнестрельное оружие еще не делилось на стрелковое и артиллерийское и называлось на Западе бомбардами (фр. bombarde) или петронеллами. Ручное огнестрельное оружие к XIV в. развилось из мелких пушечек, представлявших цельнокованую или сваренную из полос трубу, заглушенную с одного конца. На Руси они называлось пищалями (ручницами, самопалами, недомерками), а на Западе — аркебузами (фр. arkebuse), что дословно означает «ружье с крючком», так как при стрельбе его необходимо было подвешивать, поскольку удержать стрелку в руках было сложно.

Совершенствование ружей сразу пошло по линии уменьшения калибра (диаметра канала ствола), которое достигалось совершенствованием технологии изготовления. Приклад стал приобретать более удобную изогнутую форму, а также появились прицельные устройства и полочки возле затравочного отверстия для пороха, который поджигался с помощью фитиля. Такой вид приобрели ружья к началу XV в.

Следующее усовершенствование было связано с креплением фитиля на рычаге, изогнутом в виде буквы «S» и представляющем прообраз современного спускового крючка. Такие ружья стали называться на Западе кулевринами или серпентинами (от фр. couleurin, serpentinus — змееподобный, виться). Впоследствии (в XV-XVII вв.) названия кулеврины и серпентины перешли и на длинноствольные орудия, предназначенные для стрельбы на дальние расстояния, которые украшались своеобразным, змееподобным орнаментом.

В конце XV в. появился пружинный курок, который вскоре стал приводиться в действие системой рычагов при нажатии пальцем на спусковой крючок. Таким образом, была усовершенствована система зажигания (запала), но крайне несовершенной оставалась система заряжания с дула, отнимавшая у стрелка несколько минут — нужно было насыпать порох, загнать пыж, пулю и еще один пыж, чтобы пуля не выкатилась из ствола. За это время арбалетчик успевал сделать несколько выстрелов, а лучник — несколько десятков. Учитывая, что убойная сила арбалетных стрел превышала поражающую способность ружей становится понятным чрезвычайно медленное внедрение ручного огнестрельного оружия.

С XV в. орудийные стволы стали отливать с цапфами, с помощью которых они устанавливались на лафете (вначале неподвижном, а потом колесном) и производилась их наводка. Огнестрельное оружие использовалось в 1247 г. при осаде Севильи, а в 1259 г. при защите Ми-беллу в Италии, В 1382 г, Москва защищалась от татар «огненным боем» — с помощью орудий, завезенных из Германии и называемых на Руси тюфяками.

Развитие сухопутного и водного транспорта

В качестве сухопутного транспорта, как и в античные времена, продолжала оставаться повозка, запряженная лошадьми.

Совершенствования коснулись в основном упряжи. К VII-VIII вв. появились повозки с оглоблями и постромками, а лошадей впрягали не с помощью нашейных ремней или дышла, сдавливающих горло животным, а с помощью хомута, имеющего стягиваемый деревянный остов с мягким валиком на внутренней стороне. Для верховой езды стали использоваться седла и стремена, а с X в. появились металлические подковы вместо защитных сандалий, которые надевались на копыта лошадей.

Начало морскому судостроению положили викинги — скандинавы, участники морских завоевательных походов, достигшие берегов Америки, которых в Западной Европе называли норманнами, а на Руси — варягами.

Свои корабли викинги строили из прочных дубовых досок, обшивка крепилась к шпангоутам металлическими заклепками, стыки конопатили и шпаклевали. Круто поднятые нос и корма соединялись по днищу килем, обеспечивающим хорошую устойчивость и рассекание воды, что позволяло достигать скорости 5-6 узлов (до 10 км/ч).

В наследство от рабовладельческой эпохи достались весельные галеры длиной 20-50 и шириной 3-5 м, несущие 10-20 пар пятиметровых весел. С VIVIII вв. суда начали получать парусное оснащение, которое вначале являлось дополнительным, а затем и основным. Ведущая роль в судостроении от викингов в XI-ХП вв. стала переходить к Генуе и Венеции, где окончательно отказались от весел. Это позволило наращивать высоту бортов, увеличивать водоизмещение (до 600 т) и устраивать несколько (до трех) палуб, которые делились на нижнюю, главную и помост.

На смену гребным галерам пришли более совершенные парусные суда — нефы (от лат. navis — корабль). В целом же переход от гребного флота к парусному был весьма длительным и продолжался вплоть до XVII-XVIII вв., поскольку постоянно сказывался основной недостаток парусного движителя — зависимость от ветра.

Вначале применялся один квадратный парус, на смену которому пришел треугольный (латинский), затем появились дополнительные косые паруса, позволившие передвигаться и против ветра. С XII в. появились трехмачтовые суда с полным набором изобретенного к этому времени такелажа и снабженные рулем, навешиваемым на корме с помощью шарниров. В XIIIXVII вв. наибольшее распространение получили быстроходные 3-4 мачтовые морские суда со сложной системой парусного оснащения и специальной обшивкой «карвелъ», названные каравеллами. Именно на таких судах в 1492 г, Колумб пересек Атлантический океан, а 1497-98 гг. Васко да Гама достиг Индии.

Военные суда по внешнему виду практически не отличались в то время от торговых. Главным их оружием являлись подводные тараны, прикрепленные к носовой части судна, а также размещенные на верхней палубе метательные машины. Для ведения абордажного (от фр. bord — борт судна) боя имелись специальные крючья и перекидные мостики, с помощью которых производились захват и сцепление атакующего корабля с неприятельским при переходе к рукопашному бою.

Развитие текстильной техники

Как и в предшествующий период, текстильное производство развивалось ускоренными темпами, что стимулировалось постоянно растущим спросом на различные виды тканей. Особое развитие оно получило в Азии и Северной Африке, где изготовлялись разнообразные льняные, шерстяные, хлопчатобумажные и шелковые ткани.

В Западной Европе текстильное производство первоначально охватывало лишь производство льняных и шерстяных тканей. Причем лидером в производстве шерсти являлась Англия, на Руси специализировались на производстве льняных тканей, в Индии — хлопчатобумажных, в Китае — шелковых.

С ХП-ХШ вв. в Западной Европе от ручного веретена стали переходить к прядению нитей на прялке, колесо которой вначале вращалось вручную, а затем с помощью ножного педального механизма и кривошипа. От тканья на примитивном вертикальном ткацком станке античного периода в средние века полностью перешли к горизонтальному станку непрерывного действия, который вместо нескольких мог обслуживаться всего одним рабочим, Такой станок был оснащен валками (навоями) для навивки нитей основы и готовой материи, гребнем (бер-дом) для разделения нитей основы, установленном на качающейся раме (батане) с ремизками для поднятия нитей основы с помощью ножной педали. Поскольку пробрасы-вание челнока попрежнему осуществлялось вручную, полотна ткались узкими. И тем не менее средневековый ткацкий станок имел уже практически все основные элементы современного, а профессия ткача в то время стала престижной и почитаемой. В это же время в Европе, сначала в Италии, появились первые шелкокру-тильные машины.

Развитие строительной техники и строительного дела

Средневековая строительная техника и технология строительных работ не претерпели существенных изменений по сравнению с античными. От каменного строительства стали все чаще переходить к кирпичному, что потребовало прежде всего расширения производства кирпича.

Как и в древности, кирпич формовался с помощью деревянных форм, сушился и обжигался в печах. Кроме строительного широко использовались отделочный (изразцовый) кирпич, плитка и черепица. Широко использовались также местные сорта камня, так Москва застраивалась с использованием белого камня, откуда и пошло название «Москва белокаменная». Для подъема и перемещения грузов использовались простейшие грузоподъемные механизмы античного периода: блоки, полиспасты, рычаги, платформы, тележки, катки, склизы и т. п.

В лесных районах развивалось деревянное строительство. При этом использовались стальные деревообрабатывающие ручные инструменты, многие из которых были известны в эпоху Возрождения: топор (секира), тесло (инструмент для отесывания наподобие тяпки), скобель (струг), долото, сверло (бурав), пила.

Развитие сельскохозяйственной техники

Сельскохозяйственная техника в средние века также не претерпела кардинальных изменений со времен античности.

По-прежнему наибольшее распространение имели легкие, бесколесные, деревянные плуги, называемые на Руси сохами. Однако с распространением железа деревянные части сельскохозяйственных орудий стали все чаще заменяться металлическими, стало все больше появляться и цельнометаллических орудий. С VIII-IX вв. у сохи стали появляться сошники, у плуга — ножи (лемехи) и отвалы, у борон — зубья, выполненные из железа. Это позволило увеличить глубину вспашки, улучшить обработку посевов и повысить производительность сельскохозяйственных работ.

Помол зерна, который в античные времена производился преимущественно на ручных мельницах, стал переводиться на мельницы с приводом от животных, а с X—XI вв. — на водяные и ветряные мельницы. С этого времени мельницами стали называться практически все машины с приводом от водяного или ветрового колеса.

Изобретение и развитие книгопечатания

От античности средневековая культура Западной Европы и Византии унаследовала рукописную пергаментную книгу, вытеснившую древний египетский папирус. Переписка книг продолжала оставаться чрезвычайно длительной и кропотливой ручной работой.

Переписчики книг (писцы) аккуратно линовали предварительно подготовленный, тщательно отглаженный лист пергамента диском или свинцовыми стерженьками, а затем писали заточенными и раздвоенными перьями (обычно гусиными), как правило, разноцветными чернилами. Именно в эти времена и появился небольшой карманный складной нож, служивший для очинки гусиных перьев, названный перочинным. Одновременно с совершенствованием техники переписки совершенствовалась также техника иллюстрирования и переплета. Книги того времени отличались богатством оформления, но были редки и чрезвычайно дороги.

В VI в. в Китае зародилась гравюра на дереве, названная ксилографией (от греч. xilon — дерево + grapho — пишу). С ее помощью в 704-751 гг. в Корее были получены первые печатные тексты, а в 1041-1048 гг. Би Шеном в Китае были предприняты первые опыты по печатанию книг. К XIV в. способ ксилографического печатания книг был освоен в Европе, а потом и на Руси.

Но настоящий переворот в печатании книг начался с 1040 г., когда тот же самый Би Шен начал печатать тексты с помощью набора из отдельных букв (литер). Литеры с зеркальным изображением иероглифов с помощью заостренной палочки выдавливались на глиняных кубиках, которые затем для прочности обжигались. Текст постранично набирался с помощью рамки из отдельных литер и скреплялся смолой. В XIII в. в Китае перешли с глиняных на деревянные литеры, а в 1390 г. в Корее они стали отливаться из бронзы. Но тогда этот метод еще не получил широкого распространения.

Идею печатания с помощью подвижных литер воплотил в жизнь немецкий изобретатель Иоганн Гутенберг из г. Майнца, который в 1444-47 гг. напечатал Библию — первое печатное издание в Европе. Он усовершенствовал технологию изготовления литер, которые стал отливать из свинцового сплава в металлических формах (матрица). Эти принципы и были положены в основу современного книгопечатания.

Развитию книгопечатания способствовало не только совершенствование техники печати, но и разработка алфавита, происходившие параллельно.

На IX в. приходятся годы жизни известных славянских просветителей и проповедников христианства Кирилла (827-869) и Ме-фодия (815-885), создавших на основе греческого уставного письма славянскую азбуку — кириллицу, положенную в основу русского алфавита. Они же перевели с греческого языка на славянский несколько богослужебных книг.

Одновременно с разработкой алфавита в средние века появились и цифры (от лат. cifra) — знаки для обозначения чисел. Первые цифры появились у египтян и вавилонян. У ряда народов, в том числе и на Руси до XVI в.

цифрами служили буквы алфавита. В Западной Европе в средние века вначале использовали систему римских цифр. В 1202 г. вышел труд итальянского математика Л.Пизанского «Книга абака», в котором он наряду с систематическим изложением достижений арабской математики привел и цифры, попавшие к арабам из Индии. В Европе арабские цифры получили широкое распространение со второй половины XV в. и были положены в основу современного счисления.

Изобретение и развитие производства бумаги

Другими важнейшими стимулами развития книгопечатания стали изобретение бумаги и налаживание ее производства.

Первые книги у египтян писались на папирусах, у вавилонян и ассирийцев — клинописью на глиняных дощечках, у славянских народов — костяным шилом на бересте и деревянных дощечках. Позже, со 2 в. до н. э. стали использовать пергамент (от названия г, Пергам, где начали его изготовлять) — недубленая кожа, выделанная из шкур крупного рогатого скота и свиных. Понятно, что древние рукописи на таком материале, которые также назывались пергаментом, были чрезвычайно редки и дороги.

Изобретение бумаги в Китае во 2 в. относится к числу наиболее выдающихся в истории. Вначале ее производили из хлопка, потом перешли на более дешевые отходы шелкового производства, затем стали изготовлять из очесов, ветхого белья, старых канатов и парусов. Позднее был изобретен способ изготовления бумаги из еще более дешевого сырья (древесной коры, конопли, тряпья и др. наполнителей), который в XI-ХП вв. распространился и Технология изготовления бумаги была непростой и включала до 30 операций, из которых основными являлись следующие: очистка и промывка сырья, толчение, разрыхление в чанах, разливка на проволочные сетки.

Итальянские бумагоделы механизировали наиболее трудоемкую операцию толчения, применив толчеи и окованные железом песты, приводимые в действие с помощью водяного колеса.

Итоги развития средневековой техники

1. Соединение науки с практикой и становление экспериментальной науки, развитие механики; развитие ремесленного производства и зарождение мануфактур.

2. Появление водяных и ветряных мельниц и расширение сферы их производственного применения, изобретение механических часов и их распространение.

3. Развитие горного дела, производства чугуна и переход на двухступенчатый способ производства стали; совершенствование литейного производства и металлообработки.

4. Развитие военной техники: распространение метательных, стенобитных машин и осадных башен; применение зажигательных и взрывчатых составов, изобретение и производство пороха, появление огнестрельного оружия.

5. Развитие строительной техники и расширение производства строительных материалов.

6. Совершенствование и развертывание производства бумаги, разработка алфавита и начало книгопечатания.

7. Развитие текстильного производства, появление механических прядильных и усовершенствованных ткацких станков горизонтального типа.

8. Внедрение металлических орудий в сельском хозяйстве, переход от ручных к механическим мельницам.

9. Развитие сухопутного и водного транспорта; переход от гребного флота к парусному, начало строительства военных судов.

–  –  –

Водяные двигатели в мануфактурный период стали господствующими во всех видах производства: горном деле и металлургии; бумажном, текстильном, лесопильном, мукомольном, маслобойном и др.

Продолжалось совершенствование гидроустановок и расширение их применения для водоснабжения и комплексной механизации производственных процессов в горнодобывающей и перерабатывающих отраслях производства. От античности и средневековья мануфактурный период унаследовал нижнебойные (подливными) водяные колеса, в которых водяной поток воздействовал на их лопасти в нижней части и вращал за счет своей кинетической энергии. Это был самый простой вид гидродвигателя, в котором использовалось естественное течение потока, не требующее специальных сооружений.

Потом появились более мощные среднебойные колеса, в которых вода по желобу подавалась в среднюю часть колеса и за счет подъема увеличивалась потенциальная (запасенная) энергия падающего потока. С XVI в. стали применяться самые мощные верхнебойные или наливные колеса, в которых водяной поток, поднятый плотиной на большую высоту, падал на колесо сверху. В этом случае кроме мощных плотин требовалась система лотков (ларей) для направления потоков воды, а также «вешнячный» прорез для сброса излишних паводковых вод.

В Западной Европе применялись водяные колеса всех типов, при этом во Франции отдавали предпочтение нижнебойным. В конце XVII в. голландским инженером Раннекеном была построена водоподъемная установка в г.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |



Похожие работы:

«Е.В.Перевалова. Войны и миграции северных хантов (по материалам фольклора) Опубликовано в: Уральский исторический вестник. № 8 (Древние и средневековые культуры Урала в евразийском культурном пространстве). Екатеринбург: Академкнига, 2002. С.36-58. В фольклоре нижн...»

«Кувшинова Мария Сергеевна САМОРЕЖИССУРА И САМОРЕПРЕЗЕНТАЦИЯ В КУЛЬТУРЕ (НА ПРИМЕРЕ ФИГУРЫ НАПОЛЕОНА) В статье автор рассуждает о рецепции образа Наполеона в мировой, в частности, немецкой культуре. Особый смысловой упор делается на легенде, созданной вокруг личности данного исторического дея...»

«БАКАЛАВРИАТ. ЛИНГВИСТИКА. Введение в специальность. Б1.В.ДВ.2.1. Основной целью курса является ознакомление будущего лингвиста с основными понятиями, категориями, инструментарием его профессиональной деятельности на теоретическом и пр...»

«Пешков Игорь Валентинович ЗАРОЖДЕНИЕ КАТЕГОРИИ АВТОРCТВА В ЗОЛОТОМ ВЕКЕ АНГЛИЙСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Специальность 10.01.08 – Теория литературы. Текстология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора филологических наук Москва Работа выполнена на ка...»

«Министерство культуры Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный институт культуры Факультет музыкального искусства Кафедра музыкального образования "УТВЕРЖДАЮ" "УТВЕРЖДАЮ" Зорилова Л.С._ _ Сидорова М...»

«Программа регионального курса "Литература родного края" 8 класс (34 часа) Пояснительная записка Литература Орловского края уникальна по своему богатству. Орловские писатели и поэты вписали яркие страницы в историю русской литературы 19веков и стали её признанными классиками. Это И.С.Тургенев, Н...»

«ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО Дорогие читатели! Вашему вниманию предлагается первая книга из серии "Классика гражданского процесса" – научные труды Михаила Михайловича Михайлова "История образования и развития системы русского гражданского судопроизводства до Уложения 1649 года" и "Русское гражданс...»

«Руф Игнатьев СОБРАНИЕ СОЧИНЕНИЙ (уфимский и оренбургский период) Том I 1859–1866 годы Оренбург Издательский центр ОГАУ УДК 947(470.56) ББК 63.3(2)2р36-40Р) И 26 Ответственный редактор доктор исторических наук В.А. Лабузов Составитель доктор исторических нау...»

«Рамта Жемчужина Древней Мудрости Размышления Учителя об истории человечества В этой книге Рамта, один из самых необычных духовных учителей современности, рассказывает о своем видении древнейшей истории человечества и перспектив, открывающихся перед нами в новой эре просветления. Большое внимание удел...»

«Серия История. Политология. 84 НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ 2015 № 19 (216). Выпуск 36 У Д К 94(47).08 РОЛЬ КОММЕРЧЕСКИХ БАНКОВ В РАЗВИТИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА КУРСКОЙ ГУБЕРНИИ ПОРЕФОРМЕННОГО ПЕРИОДА РОССИЙСКОЙ ИМПЕРИИ THE ROLE OF COMMERCIAL...»

«Вестник Томского государственного университета Философия. Социология. Политология. 2014. № 2 (26) УДК 304.2 А.П. Никитин БОЖЕСТВЕННОЕ И ДЬЯВОЛЬСКОЕ В ДЕНЬГАХ* Исследуется амбивалентность представлений о деньгах. С одной сторон...»

«© 1993 г. Л. 3АХЕР ПАДЕНИЕ КОММУНИЗМА. ЧТО ДАЛЬШЕ? ОТ ТОТАЛИТАРИЗМА К ДЕМОКРАТИИ, ИЛИ ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАДИГМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБЩЕСТВОМ ЗАХЕР Лех профессор (Польша). В нашем журнале публикуется впервые. Фактом, во всяком случае, является то, и это главное...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И.С. ТУРГЕНЕВА" ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ КОМПЛЕКСНЫЙ ЭКЗАМЕН ПО ДИЗАЙНУ направление подготовки 54.04.01 Дизай...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБЩЕОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Высшее образование БАКАЛАВРИАТ МАМАНДАЫ 5В011400 ТАРИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 5В011400 ИСТОРИЯ SPECIALITY 5В011400 HISTORY ГОСО РК 6.08.070-2010 Министерство образования и науки Рес...»

«Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России на 2014 – 2020 годы" по этапу № 3 Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14...»

«щ и * ЯФЗПЬР-зпьъъър?* мштпчш* зъаъ^ияФР ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК А Р М Я Н С К О Й ССР № 7. 1963 А. Г. Асланян ИЗ ИСТОРИИ ИДЕИ ПРОГРЕССА В РОССИИ Идея общественно-исторического прогресса со дня своего возникновения была предметом острой борьбы между передовыми и реакционными общественными силами. Особенно привлекательным становится понятие общест...»

«Основы конструирования и технологии производства радиоэлектронных средств (РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ) Составитель: ассистент кафедры КПРЭС, Воруничев Д.С. № Наименование раздела Содержание раздела раздела Жизненный цикл изделия РЭС. Общие сведения. Задачи проектирования РЭС по степени нови...»

«Россия В Средние Века Георгий Владимирович Вернадский История России, #4 Георгий Вернадский ПРЕДИСЛОВИЕ Введение.РОССИЯ В СЕРЕДИНЕ XV ВЕКА Глава I.ВИЗАНТИЙСКИЙ БРАК ИВАНА III 1. Человек и правитель 2. Софья Палеолог 3. Зоя в Москве Г...»

«ВЕСТНИК ДАГЕСТАНСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА. 2013. № 49. С. 63–69. УДК 94 (571.513)+391\395 АМАНАТСТВО КАК СОЦИАЛЬНО-ПОЛИТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИСОЕДИНЕНИЯ И ПОКОРЕНИЯ НОВЫХ ТЕРРИТОРИЙ К РОССИЙСКОМУ ГОСУДАРСТВУ В XVII–XIX ВЕКАХ * (НА ПРИМЕРЕ ХАКАССКО-МИНУСИНСКОГО КРАЯ) Е. В. Самрина...»

«Л. 1 (л. 1). Кафедра Этнографии и Антропологии, Исторического факультета, Санкт-Петербургского государственного университета. Грант "Интеграция", Полевой сезон №4. 2001 год. Отряд №2-б Начальник отряда – асс., к.и.н. Верняев Игорь Иванович. Район работ: Псковская область, Опочецкий район. Этнос: русские. Сроки р...»

«Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики Факультет гуманитарных наук Школа лингвист...»

«Политология, история и обществознание Сорбалэ Алексей Борисович студент НИУ ВШЭ – Санкт–Петербург г. Санкт–Петербург Балаян Александр Александрович канд. полит. наук, доцент НИУ ВШЭ – Санкт–Петербург г. Санкт–Петербург ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ РЕЖИМОВ СТРАН ПОСТС...»

«1. Планируемые результаты обучения по дисциплине (модулю), соотнесенные с планируемыми результатами освоения образовательной программы.1.1. Цели и задачи освоения дисциплины Курс Истории психологии...»








 
2017 www.book.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.