Алексей Боголюбов - Творения рук человеческих (Естественная история машин)

• Название: Творения рук человеческих (Естественная история машин)
• Автор: Алексей Боголюбов
• Издательство: Знание
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1988
• ISBN: 5-07-000028-4

История создания машин началась очень давно, и за две с половиной тысячи лет своего существования они прошли путь от элементарной водяной мельницы до машины автономного действия — робота, наделенного некоторыми способностями, присущими только человеку. Пользуясь биологической терминологией, можно сказать, что машины в процессе своего исторического развития непрерывно эволюционировали, и так как они созданы человеком и в определенном смысле моделируют движения его органов, то поиск общего между машинами и биологическими объектами оказывается совершенно правомерным, особенно при популярном изложении теории машин и механизмов.

---

С некоторым отставанием от автомобиля был создан летательный аппарат тяжелее воздуха — аэроплан. Произошло это в 90-е годах XIX в. В вышедшем в то время Энциклопедическом словаре Брокгауза и Эфрона слово «аэроплан» поясняется так: «воздушный змей, употребляемый для метеорологических наблюдений». А через десять лет это слово стало знакомым жителям больших городов. С ним связывались занимательные полеты на сложных конструкциях из бамбуковых шестов и веревок. Полеты часто заканчивались тем, что это нескладное сооружение ломалось и авиатор падал с небольшой высоты на землю. Хуже было, если высота оказывалась значительной. К счастью, такое случалось редко.

Одним из первых конструкторов аэропланов был русский контр-адмирал Александр Федорович Можайский. Он построил свой «воздухоплавательный снаряд» и в 1882—1885 гг. провел ряд опытов. К сожалению, аппарат не взлетел.

В 1898 г. построил аэроплан американец Хайрем Максим, известный изобретатель станкового пулемета, поднялся на нем в воздух, однако сразу же потерял устойчивость и упал.

В 1903 г. в воздух поднялись американские изобретатели братья Уильбер и Орвилл Райт. На аэроплане собственной конструкции они установили четырехцилиндровый двигатель, который с помощью цепной передачи приводил в движение два пропеллера. За 12 с самолет пролетел 53 м. Затем полеты начали осуществляться во многих странах, в том числе и в России.

В 1909 г. француз Луи Блерио на аэроплане собственной конструкции перелетел через Ла Манш.

Полеты из мечты превратились в действительность. Большой вклад в создание авиационной техники принадлежал замечательному русскому ученому — отцу русской авиации Николаю Егоровичу Жуковскому. В 1911 г. он приступил к исследованиям по отысканию наилучшего профиля крыла аэроплана, которые явились основополагающими при создании высокоскоростной авиации. Так возникает еще одна отрасль машинострения — авиастроение.

Развитие новых отраслей промышленности обусловили рост станкостроительной промышленности и создание электроэнергетики. Уже в начале нового века появляются наряду с универсальными специализированные станки. Первенство в этом отношении от Англии и Германии перешло к Америке. Значительное развитие получило прессовое оборудование, приводимое в работу паром и пневматикой. Быстро разрабатывается оборудование легкой и пищевой промышленности, совершенствуется полиграфическое оборудование. Все чаще конструкторы уже не могут пользоваться известными им механизмами, и им приходится изобретать новые. Все большее значение приобретает электропривод. Повсеместно возникают специальные фабрики по производству электроэнергии — тепловые и гидравлические электростанции.

В России, которая по производству электроэнергии занимала перед первой мировой войной пятнадцатое место в мире, электростанции были маломощными и обслуживали небольшое число потребителей. Самой большой электростанцией была подмосковная «Электропередача», работавшая на буром угле. Здесь работали два турбогенератора.

Развитие энергетического машиностреевия влияло и на другие отрасли народного хозяйства. Высокие скорости, большие давления, высокие температуры, высокая прочность и ряд других характеристик новых машин потребовали и новых конструкционных материалов. Развитие самолетостроения выдвинуло дополнительные требования максимального снижения веса всех элементов самолета при сответственном повышении прочности. Все это стимулировало развитие металлургии и металлургического машиностроения.

Таким образом, процесс машинизации более или менее быстро охватил самые различные области промышленности. Но степень ее была неодинаковой. Наиболее низкой она оказалась на тяжелых и трудоемких работах в горной промышленности, на строительных и дорожных работах, на погрузочно-разгрузочных работах, на транспорте, включая внутризаводской транспорт, на строительстве железнодорожных путей и искусственных сооружений.

Первая мировая война переключила машиностроительные заводы на производство оружия. Возникают новые военно-транспортные средства, артиллерийские системы, создаются механизмы для производства артиллерийских расчетов. Были изобретены бронеавтомобили, а в 1916 г. в бою на реке Сомме англичане впервые применили танки. Были сконструированы военные самолеты, и к концу войны воюющие стороны уже обладали значительными авиапарками. В качестве бомбардировщиков дальнего действия немцы применили управляемые цельнометаллические дирижабли, названные по имени их изобретателя Фердинанда Цеппелина.

Так, машины прочно входили в жизнь людей. Человек мог о них ничего не знать, жить в далекой провинциальной глуши, никогда не видеть никакой машины, за исключением, быть может, мельницы, и все же он жил в машинном веке: какая-то часть его одежды, инструментов, бытовых вещей была сделана при помощи машин. Что же говорить о жителях больших городов, встречавшихся (или имевших дело) с машинами на каждом шагу, поскольку все их имущество состояло из вещей машинного производства, за исключением разве что нескольких предметов, о которых хозяева с гордостью говорили, что они ручной работы.

Важное значение для развития машиностроения приобрело развитие наук о машинах, т. е. создание технических наук. Так, в начале века Василий Прохорович Горячкин, ученик Жуковского, начал разрабатывать «земледельческую механику» — учение о сельскохозяйственных машинах. Чтобы машиностроители придавали оптимальную форму лемеху плуга, он на основе специальных исследований предложил теорию резания грунта, которая быстро перешагнула рамки сельскохозяйственного производства и стала необходимой наукой для создания экскаваторов и иной землеройной техники. Возникает теория резания металлов, и построение станков получает научную основу. Однако все это были лишь частные разработки, а общей теории создано не было.

А между тем машиностроение уже перешагнуло ту ступень, когда конструкторы могли копировать существующие удачные образцы или назначать размеры, сообразуясь лишь с интуицией или «здравым смыслом». Уже первая мировая война показала, что при построении машин могут возникать проблемы, которые надо решать быстро и точно. Восстановление народного хозяйства в нашей стране после мировой, а затем гражданской войн потребовало напряжения всех сил народа. Прилив новых молодых сил вызвал подъем творчества в области точных наук.

И все же и у нас, и во всем мире до середины века машины принципиально не отличались от тех, которые строились в конце прошлого — начале нынешнего века. Менялась их форма, закруглялись углы, все опасные зоны закрывались кожухами, которые, слившись, превращались в «одежду» для машины, придавали ей новую, более «красивую» форму. Из цехов исчезала паутина трансмиссий, и их функции стали выполнять электродвигатели. Но машина продолжала оставаться механизмом или сочетанием механизмов, осуществляющим заданные целесообразные движения для производства или преобразования энергии или выполнения механической работы.

Старейшим из производств транспортного машиностроения было локомотивостроение. В дореволюционной России паровозы строились на Луганском и Харьковском паровозостроительных заводах. В 20-х годах оба эти завода вместе строили в год не более ста паровозов, но их выпуск начал быстро увеличиваться. В 1924 г. советский инженер Яков Модестович Гаккель спроектировал и построил первый в мире магистральный тепловоз, а в 1933 г. Коломенский завод приступил к его серийному изготовлению. Однако на железных дорогах до 40-х годов тепловозы почти не применялись. Первый советский магистральный электровоз был построен в 1932 г.

В дореволюционной России практически не существовало автомобиле- и тракторостроение. Попытка поставить производство автомобилей в Риге на Русско-Балтийском заводе погоды не сделала. В течение 1907—1915 гг. завод выпустил только 451 автомобиль.

В 1923 г. в Петрограде началось изготовление тракторов «Фордзон-Путиловец», а через год завод АМО в Москве выпустил первые десять полуторатонных грузовиков. Первенцы, отечественного автотракторостроения проехали 1 мая 1924 г. по Красной площади.

Одновременно шла и «стандартизация» структуры обеих машин — автомобиля и трактора. Тогда же разрабатываются оба варианта ходовой части трактора — колеса и гусеницы, принцип которых заимствован был у танка.

В начале 30-х годов вступили в строй два больших автозавода — в Москве на базе завода АМО и в Нижнем Новгороде (г. Горький). Горьковский завод выпускал сперва полуторатонные грузовики и легковые машины, а Московский завод — трехтонные грузовики. Тогда же было освоено производство колесных тракторов на двух заводах, первенцах первой пятилетки — Сталинградском и Харьковском. Вскоре выяснилось, что колесный трактор имеет в условиях нашей страны недостаточную проходимость, в связи с чем оба завода начали изготовлять более мощный трактор на гусеничном ходу.