Тема 2. Культура и культурная жизнь народов 2 глава
Технические достижения XI–XVI вв. предопределили качественно новый виток в развитии техники Нового времени. 2.2. Постепенное распространение и усовершенствование техники изменяло социальные условия и образ мышления людей, но одновременно ставило новые проблемы. В позднем Средневековье и эпоху Возрождения техническое обновление лишь начиналось. Организация производства носила достаточно долго цеховой характер. Цехи складывались из отдельных производственных единиц, которые возглавляли специалисты высшей квалификации – мастера. С конца XVI в. в системе организации производств начались постепенные перемены. Географические открытия увеличили рынок сбыта и источники сырья. Возникла острая потребность в увеличении выпуска промышленных товаров для широко развивавшейся торговли. Увеличение производства промышленной продукции могло быть осуществлено за счет вовлечения в сферу промышленного производства громадного количества работников и за счет повышения производительности труда. При цеховом способе производства рост производительности труда был незначителен, а привлечение новых работников задерживалось крайне длительным сроком овладения профессией. Решение задачи было найдено в применении широкого разделения труда между участниками производственного процесса. Производственный процесс разбивался на отдельные операции, которые поручались отдельным работникам. При выполнении одной операции существенным оказывалось сокращение срока овладения приемами изготовления, и повышалась производительность за счет приспособления труда и инструментов к более узкому кругу производственных процессов. Разделение труда прошло через стадию разделения процесса изготовления отдельных частей сложного изделия и стадию разделения труда на отдельные производственные операции. Сужение производственных функций заключало в себе три возможности: быстрое обучение рабочего, повышение производительности труда и возможность передачи упрощенной рабочей операции машине. Широкое пооперационное разделение труда подготавливало предпосылки к возникновению парка технологических машин, заменяющих руки рабочего. Важным дополнением к производственному процессу становились источники энергии, двигатели.
Так на первой ступени развития производства в Новом времени сложилась новая форма промышленного производства, получившая название мануфактуры, что означает «ручное производство». Мануфактурное производстводействительно оставалось ручным. В нем получили применение энергетические машины, заменявшие силу работника и транспортирующие машины (воздуходувки, насосы). Технологические машины либо частично заменяли функции рабочего (прялка, ткацкий станок), либо производили полуфабрикат (дробилка, мешалка, краскотерка и др.). Наиболее ранним видом технологической машины, дающей продукцию установленной формы и размеров без участия рук рабочего, явилась лесопильная рама, распиливающая бревна на доски. Эти машины готовили не продукт потребления, а материал для дальнейшей работы над ним. Мануфактурное производство явилось переходным видом производства. Оно создавало предпосылки к переходу производства на новую стадию развития – к машинному производству. Направлениями развития мануфактурного производства явилось создание орудий труда и разработка энергетических ресурсов. На первоначальном этапе развития преобладало создание ручных орудий труда. Прогресс здесь был обусловлен применением материалов более высокого качества и методов их термической обработки. Вырос ассортимент ручных орудий. Сложились комплекты ручных орудий, инструментов применительно к той или иной профессии. Большое развитие получили сложные орудия, начался процесс возникновения новых видов транспортных и первых энергетических машин. В системах механизмов сложились постепенно условия для становления технологических машин, полностью заменяющих тренированные руки рабочего.
Транспортные машины получили значительное развитие на первой ступени технического прогресса. Это различные подъемные краны, водоподъемные машины. Развитие технологических машин шло по нескольким направлениям: укрупнение машин с ростом потребности в продукции, постепенное освобождение работника от технологических функций производственного процесса, оставление за человеком упрощенной технологической функции, управляющей функции (нажатие на рычаг, педаль). Процесс развития технологических машин, постепенно упрощая операции рабочего, готовил возможности замены его машиной. Итогом развития технологических машин было изыскание новых технологических процессов. Осваивается волочение проволоки на волочильных досках, прокатка свинцовых прутков для оконных переплетов на прокатных станках, сверление каналов в стволах пушек на сверлильных станках, нарезка винтов на токарных станках, для осуществления которых строятся новые станки. Создание разнообразных станков подготавливало почву для последующего перехода к машинному производству, когда технологическая машина примет на себя все технологические функции рабочего, оставив за ним выполнение только контрольных и логических функций. Энергетика на мануфактурном этапе развития техники связана с пониманием, что нарастающая потребность в источниках энергии на производстве не может быть уже удовлетворена за счет «живых двигателей». Они не в силах дать необходимой механической энергии. Широко использовались агрегаты, превращавшие энергию воды в механическую: разнообразные гидросиловые установки. Использовались также ветросиловые установки для накачивания воды. Стремление использовать силу атмосферы, силу воздуха, силу пара вело, в конечном счете, к использованию теплоты, к становлению теплоэнергетики. Становление теплоэнергетики прошло несколько ступеней: 1) тепловая установка единичного назначения, в которой двигатель конструктивно слит с орудием; 2) тепловая установка узкого назначения, в которой двигатель конструктивно отделился от орудия, но не стал обособленным техническим объектом; 3) тепловой двигатель сложился в обособленную энергетическую машину, способную обслуживать разнообразные силовые потребности промышленности и транспорта (универсальный двигатель). На мануфактурном этапе развития производства тепловой двигатель прошел два первых этапа становления. Третий этап относится к XVIII веку, когда активно развивалось машинное производство. Единичное назначение теплового двигателя на первом этапе его развития вытекало из самих условий возникновения двигателя под требованием наиболее остро проявлявшейся потребности в рудничном и шахтном водоподъеме. Поэтому ранние попытки создания теплового двигателя как двигателя, не зависящего от местных условий, были направлены на решение задачи о водоподъеме. Первым устройством такого рода, получившим использование и обобщившим в себе попытки ряда предшественников, является устройство англичанина Т. Севери (1698 г.).
2.3. Промышленные (индустриальные) революции – переход от ручного (мануфактурного) к машинному производству явился переломным периодом в развитии общества. Промышленный переворот явился переходом к крупной машинной индустрии, преобразованию производства на новых рациональных началах, систематическому применению достижений науки в технической сфере для ее эффективного развития. Применение науки к производству сформировало представление о научно-техническом прогрессе как движущем факторе развития производства, общества, человека. Промышленные революции проходят в два этапа. Первый этап состоял во внедрении в промышленность первых машин, полностью заменивших рабочего в выполнении технологических функций производственного процесса. Второй этап состоял во внедрении в промышленности и на транспорте универсального двигателя. Оба этапа были подготовлены предыдущим ходом развития техники. В течение мануфактурного периода производства сложились предпосылки к возможности замены технологических функций рабочего в связи с их упрощением, достигнутым при глубоком, подетальном и пооперационном, разделении труда. Развитие простейших технологических машин и их привода от гидравлических колес вызвало к жизни почти весь современный ассортимент деталей и звеньев, из которых можно было конструировать машины, способные заменить труд человека.
Промышленный переворот пришелся на вторую половину XVIII – первую треть XIX в. К середине XVIII в. возможность совершения работы за счет тепловой энергии уже широко реализовывалась на практике при постройке водоподъемных установок. Возможность расширения двигательных функций этих установок была подготовлена развитием разнообразных машин и механизмов. Возможности реализации разработок диктовались потребностями. Эти потребности ранее всего проявились в Англии. Обширная колониальная торговля, вызвавшая спрос на продукцию обрабатывающей промышленности сделалась стимулом для развития производственной сферы. Толчком к индустриальной революции в Англии явился ряд причин: деньги, рабочая сила, увеличивавшийся спрос на товары, новые источники энергии и улучшенный транспорт. Совершенствование способов обработки почвы увеличило урожаи и поголовье скота. Это дало возможность не только прокормить растущее население, но импортировать часть продуктов. Увеличение урожаев позволило кормить большее количество горожан в растущих городах. Увеличился спрос населения не только на продукты, но и на одежду и другие товары. Мануфактурное производство, использовавшее все резервы ручного труда – его разделение, специализацию, организационные формы и интенсификацию – не в состоянии было удовлетворить резко возросшие потребности рынка. После использования всех возможностей ручного производства единственным методом повышения производительности труда была передача выполнения технологических функций рабочего машине. Необходимость повышения производительности труда сложилась в Англии прежде всего в наиболее развитых отраслях – в первую очередь в текстильной промышленности. В 1733 г. английский механик и ткач
Превращение машины в товар положило основу новой отрасли – производству средств производства – машиностроению. Становление и развитие технологических машин, заменявших функции работника в выполнении технологических процессов и операций, положившее начало машинному производству, способствовало развитию машиностроения как отрасли промышленного производства. В процессе развития машиностроения было освоено производство для рынка машин всех типов: технологических, транспортных, энергетических. Важнейшим этапом промышленного переворота стало создание универсального двигателя, работающего вне зависимости от конкретных, локальных условий. Развитие машин потребовало от двигателя не только однонаправленного вращательного движения. Потребовалось увеличение числа оборотов вала, высокая равномерность вращения, нарушение которой могло быть причиной нарушения технологического процесса. В Англии для приведения в действие прядильных и ткацких машин необходимость такого двигателя стала острой. Так первый этап промышленного переворота сделал совершенно необходимым развитие второго его этапа. Такие двигатели были предложены Фальком, Томсоном, Садлером. Одно из самых известных запатентованных изобретений – универсальный паровой двигатель Джеймса Уатта (1782 г.). Машина Уатта стала получать быстрое распространение. Ранние установки использовались на шахтах и рудниках, водопроводных и воздухонагнетательных установках. За период с 1795 по 1800 гг. число машин, поставленных заводом Уатта, составило 79, а через четверть века в одной Англии насчитывалось 1500 паровых машин. Паровые машины начали строить с 1780 г. во Франции, с 1818 г. – в Бельгии, с конца XVIII в. – в Германии, около 1800 г. – в США. Внедрение универсального двигателя в промышленность вслед за передачей технологических функций производственного процесса машине составило суть двух этапов промышленных революций. Оно имело громадное влияние на ускорение темпов развития производительных сил общества. Паровая машина способствовала удовлетворению потребностей общества. С созданием паровой машины резко увеличилась потребность в металле, т.к. в отличие от водяных колес она не могла быть из дерева. Увеличилась потребность в перевозках топлива, руды, металла. Вместе с этим паровая машина способствовала удовлетворению всех этих потребностей и в производстве металла, перевозках, приводя в движение машины, механизмы, занятые в производстве металлов, в транспортных средствах. Широкое внедрение паровой машины означало широкое обращение к запасам энергии природы (топлива) в их высоко концентрированной форме – к топливу, являющемуся и сегодня основным поставщиком теплоты, механической и электрической энергии. Технологическая машина, способная производить товар, в новых условиях развития производства сама становилась товаром. Первый заводчик паровых машин, компаньон Уатта, Болтон собирался строить свои машины для всего мира. Для изготовления машин были необходимы металлообрабатывающие станки. Сфера металлообработки требовала совершенствования технологий литья, сверления, резания металлов. Эти технологии развивались на протяжении нескольких веков. Новый этап в развитии производства, вторая половина XVIII – первая треть XIX в., связан с разработкой ковки металла (изобретателем парового молота в Англии стал Уатт в 1784 г.) и горячего проката железных и стальных листов. Вместе с машинами-двигателями и машинами-орудиями (станками) развивались и передаточные механизмы (трансмиссии). Трансмиссионные системы также стали существенным направлением машиностроения. Мануфактурное производство с переходом к машинному стало изживаться созданием фабрик и заводов. Коренным отличием фабрик и заводов от мануфактур было то, что на фабриках и заводах подавляющая доля технологических функций рабочих была передана машинам. Труд из ручного стал машинным. В связи с машинным трудом изменилась и дифференциация рабочих. В мануфактуре рабочие отличались один от другого или по изготовляемым каждым из них различным деталям, или по выполняемым каждым из них различным операциям. Машинное производство заложило новые основы дифференциации рабочих. В рабочих профессиях возникли более узкие специализации. Новое техническое качество фабрик и заводов состояло и в том, что они становились потребителями все большего количества энергии. Машинная индустрия разрушала мануфактурное производство, способствовала концентрации производственных мощностей, трудовых ресурсов, повышала производительность труда, стала оказывать влияние на природные и трудовые ресурсы, народонаселение, меняла экономическую географию, способствуя развитию индустриальных центров с большим числом жителей. 2.4. Металлургическоепроизводство стало одним из важнейших направлений развития индустрии Нового времени. В XVIII – начале XIX в. совершенствовались доменные печи, в которых выплавлялся чугун, и технологический процесс производства металла. Если прежде для его производства в качестве топлива использовался древесный уголь, то во второй половине XVIII в. широко применялся кокс – продукт переработки каменного угля. Причиной этого был рост стоимости древесного угля и сокращение ресурсов леса. В Англии лес уже в XVII в. находился под угрозой истребления. Основным употреблением чугуна сделалась переработка его в сталь путем очищения от примесей и углерода. Если чугун широко применялся для литейного производства, то сталь (нержавеющая, жаропрочная, износоустойчивая и др. ее сорта) нашла в машиностроении более разнообразное применение. Были разработаны бессемеровский, томасовский процессы производства стали. Первый был разработан в 1856 г. английским инженером и изобретателем Г. Бессемером, второй инженером-металлургом С. Томасом, также англичанином, в 1878 г. Более медленный и менее экономичный, но дающий более качественный продукт способ производства стали был разработан в 1864 г. французским металлургом П. Мартеном. Именно по причине высокого качества продукта этот метод стал широко распространяться. Уже к середине XX века 80% всей производимой в мире стали получали в мартеновских печах. Во второй половине XIX в. сложились три основных стадии получения и переработки металла, три передела: 1) выплавка чугуна – доменное производство; 2) выплавка стали – сталелитейное производство; 3) прокат – способ обработки металла давлением, осуществляемый путем обжатия металла вращающимися валками. Последний этап, осуществляемый на прокатных станах, имел важнейшее значение для машиностроения. Кроме черной металлургии (производства железа и его сплавов) с начала XIX века интенсивно развивалось производство цветных металлов. В ряду получаемой продукции особое место занимает алюминий и его сплавы, которые нашли широкое применение в производственной сфере, технике, быту. Особое значение алюминий позднее приобрел в авиации и электротехнике. По величине производства алюминий занял второе место вслед за железом. Одним из главнейших направлений развития техники XIX века явились средства транспорта. В начале века осуществлены проекты создания парового транспорта, основанного на применении паровой машины. Первые попытки применения парового двигателя для движения повозок и судов были предприняты раньше, чем последствия промышленного переворота сделали потребность в транспорте остро необходимой. К этим попыткам относятся изобретения XVIII века: паровая повозка французского военного инженера Кюньо Железные дороги стали играть важную роль в жизни общества в XIX веке. Во многих европейских странах были построены линии железнодорожных сообщений: в Англии (1825 г.), Франции (1828 г.), США (1829 г.), Германии (1830 г.). В России первой железной дорогой была Царскосельская, соединившая Санкт-Петербург с Царским Селом в 1837 г. Строительство железных дорог шло быстрыми темпами: если в 1840 г. в Европе и Америке общая протяженность железнодорожных линий составляла 8600 км, то в 1870 г. она доходила до 270000 км. В России в 1861 г. было около 1500 км железных дорог, а в 1881 – более 21000 км. Были введены в эксплуатацию протяженные линии «Петербург–Москва» (1852 г.), «Петербург–Варшава» (1859 г.). Первый успех использования паровой машины в водном транспорте был достигнут американским изобретателем Р. Фултоном. В 1807 г. он построил колесный пароход «Клермонт» грузоподъемностью 15 т с паровой машиной. В августе 1807 г. этот пароход совершил первый рейс от Нью-Йорка до Олбани протяженностью около 280 км. Дальнейшее развитие пароходства быстро пошло от деревянных к стальным конструкциям судов, ростом мощности и быстроходности паровых машин, введением гребного винта. В России первый пароход был построен в 1815 г. Развитию средств транспорта, использовавших тепловую энергию, способствовало изобретение двигателя внутреннего сгорания. Двигатель имел более высокий коэффициент полезного действия, был более компактным и менее тяжеловесным силовым агрегатом. Эти качества открыли широкие возможности в его применении. Первые инженерные разработки такого двигателя были осуществлены в 1860-е гг. французами Ленуаром XIX век стал временем освоения электричества, возникновения и начала развития электрических машин. Этому развитию способствовали открытия в области электродинамики и электротехники. В результате этих открытий были созданы устройства для превращения механической энергии в электрическую (электрогенераторы) и электрической энергии в механическую (электродвигатели). Первые колесные турбины для вырабатывания электрического тока были изобретены во Франции (Фурнейрон, 1834 г.) и Германии (Геншель, 1837 г.). Созданием генераторов электрического тока были заняты крупные исследователи-ученые, применившие свои знания на практическом поприще: Э.Х. Ленц (Россия), Ноле (Бельгия), ван Мальдерен (Франция). Развитие средств электрической связи происходило вслед за важнейшими открытиями в области физики. XIX век в значительной степени способствовал установлению прочной связи между наукой и техническими разработками. С начала века предпринимались многочисленные попытки изобретения телеграфной связи. Наиболее ранние из них работы Сальва (Испания, 1801–1804 гг.), Земмеринга (Германия, 1809 г.). Самым перспективным направлением здесь оказались проекты электромагнитного телеграфа, осуществленные в 1830-е гг. Морзе (США, 1835 г.), Б.С. Якоби (Россия, 1839 г.). Американец Морзе не только построил телеграф, основанный на передаче сигналов разной длительности, принимаемых в виде тире и точек на станции приема, он непосредственно осуществил телеграф в усовершенствованном виде и впервые соединил города Вашингтон и Балтимор в 1844 г. Распространение телеграфной связи происходило чрезвычайно быстро. В 1830–1870-е гг. велись работы по широкому практическому применению электричества. Начала реализовываться возможность использования электроэнергии для освещения. Этому способствовало изобретение электрических ламп россиянином В. Петровым (1802 г.), бельгийцем Жобаром (1838 г.), немцем Гебелем (1854 г.). Лампа Гебеля стала прототипом современной лампы накаливания. В это же время были созданы крупнейшие электротехнические производства – предприятие по производству электротехнических аппаратов и приборов «Кук и Уитстон» в Англии, «Сименс» – в Германии, «Альянс» – во Франции. Электроэнергию стали использовать в производственных процессах. Одним из таких процессов явилось получение алюминия из глинозема путем электролиза. В середине XIX века промышленная революция завершилась. Результатом ее стало индустриальное общество. Термин принадлежит А. Сен-Симону, и в соответствии с современными подходами это понятие характеризуется как стадия развития, которая сменяет традиционное, аграрное общество. Формирование индустриального (промышленного) общества связано с распространением крупного машинного производства (индустриализацией), урбанизацией, утверждением рыночной экономики и возникновением социальных групп предпринимателей и наемных работников, становлением демократии, гражданского общества и правового государства. 2.5. Распространение машинного производства было связано с несколькими определяющими тенденциями. В их числе: активное использование природных источников энергии, добычи полезных ископаемых; развитие перерабатывающих и химических производств; развитие энергетики; развитие строительной техники, транспорта, связи; развитие вооружений; влияние техники на условия жизни людей, их быт. Для развития машиностроения второй половины XIX в. характерна специализация. Специализация постепенно охватывала широкое поле промышленного производства, от специализации целых фирм и заводов до специализации станков и их частей. Она была разделением труда в условиях машинного производства. В результате промышленного переворота возникла потребность в большом количестве различных химических продуктов. Важнейшими из них стали производство серной кислоты, соды и хлора. Эти вещества применяются и раздельно и совместно для получения многочисленных других веществ. Особое значение приобрела переработка нефти. Первый нефтеперерабатывающий завод в России был построен в 1832 г. В строительной технике были разработаны новые типы конструкций, с успехом применявшиеся при постройке производственных и жилых сооружений. Стали широко использоваться железобетонные конструкции, металлические балки и фермы, клепаные конструкции. Дороговизна земли в центрах крупных городов привела к необходимости высотного строительства. Создание для высотных зданий металлических каркасов превратило стены из несущих конструкций в изолирующие. Построенная для Парижской выставки 1889 г. инженером Эйфелем 300-метровая стальная башня и получившая имя ее создателя, подготовила возможность для возведения высотных конструкций. Важнейшей технической проблемой, которая была решена в XIX в., была проблема передачи энергии на расстояния. В 1870-е гг. русским военным инженером Ф.А. Пироцким был разработан способ передачи электрической энергии по проводам. Совершенствование конструкции электродвигателей, динамо-машин Электрическая энергия стала применяться на транспорте. В 1879 г. в Берлине на Промышленной выставке была построена демонстрационная электрическая железная дорога Сименса. В том же году в городе Брейле во Франции была пущена внутризаводская электрифицированная железнодорожная линия длиной около 2 км. В России Ф.А. Пироцкий впервые в 1880 г. продемонстрировал вагон конно-железной дороги, который приводился в движение электрической энергией. Первый трамвай в Российской империи был пущен в Киеве в 1892 г., несколько позднее проект электрического трамвая был осуществлен в Петербурге и Москве. В Витебске было открыто трамвайное сообщение в 1898 г. В развитии средств транспорта важным направлением стало автомобилестроение. Основанное на изобретении легких двигателей внутреннего сгорания, заменивших тяжелые паровые машины, конструирование автомобиля стало перспективным занятием конструкторов Германии, Франции, Англии, США. В 1883 г. немецкий механик Г. Деймлер получил патент на легкий бензиновый двигатель, удобный для установки на экипаже. Несколько позже патентом на механический экипаж был отмечен К. Бенц. Его работа – один из прародителей современного автомобиля. Важным изобретением в истории автомобиля стал экономичный двигатель с к.п.д. 25%, созданный немецким инженером Р. Дизелем. В конце века автомобили изготавливались единицами на отдельных предприятиях, технология их изготовления не была разработана, они стоили очень дорого. Возникновение самостоятельной автомобильной промышленности относится уже к первым десятилетиям XX века. Конец XIX в. в автомобилестроении знаменателен тем, что в этот период шел глубокий подготовительный процесс к тому, чтобы автомобиль стал продуктом массового поточного производства. Двигатель внутреннего сгорания получил применение и в новом направлении развития транспорта – авиастроении. Идея воздухоплавания стала реализовываться в конце XVIII века. В 1783 г. братья Монгольфье во Франции осуществили запуск воздушного шара, наполненного горячим воздухом. Позднее французский ученый Шарль заменил воздух водородом. Француз Жифар построил дирижабль с паровой машиной и сделал попытку подъема, в результате которой опасное соседство парового котла и емкости с горючим водородом привело к взрыву. Только в начале XX века легкий бензиновый двигатель сделал дирижабль управляемым. Одновременно проводились теоретические разработки проблемы летания аппаратов тяжелее воздуха (самолетов). Главная заслуга в разработке теории принадлежит профессору Н.Е. Жуковскому. В 1890 г. была опубликована его первая работа в области авиации «К теории летания». Уже в конце XIX в. работы Жуковского в области авиации открыли новые возможности, реализованные позднее. Первые проекты самолетов были основаны на применении паровой машины, они были тяжелыми и неудачными. Авиация и авиастроение возникли в технике 1900-х гг.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|