Промышленная революция | 10 главных изобретений

Наука

Промышленная революция была периодом крупной индустриализации, которая началась в Великобритании в середине 18-го века и распространилась на другие европейские страны, в том числе Бельгию, Францию, Германию и США. Промышленная революция считается важным событием в истории. Она открыла современную эпоху, в которой мы живем. Движущей силой промышленной революции были изобретения и инновации, которые непрерывно подпитывали событие, предоставляя все более и более эффективные средства для повышения производительности, разработки новых процессов и улучшения распределения. Инновации, такие как вращающаяся Дженни, водный каркас и ткацкий станок преобразовали хлопковую промышленность , которая была крупнейшим двигателем революции. Паровоз Джеймса Уоттса приводил в действие локомотивы и корабли, чтобы революционизировать транспорттелеграф изменил лицо связи и заложил основу для будущих инноваций телефона, факса и Интернета; лампочка стимулировала светотехническую промышленность, которая быстро распространилась по городам и поселкам по всему миру. Мы собрали 10 самых важных инноваций и изобретений промышленной революции.

Прядильная машина Дженни

В 1764 году британский плотник и ткач Джеймс Харгривс изобрел устройство, которое он назвал крутящейся Дженни. Она выполнила сложную задачу — тянула и скручивала хлопчатобумажную ткань, чтобы получилась прочная нить. Считается, что Дженни не хватало двигателя, поскольку это был вращающийся двигатель. Машина имела восемь шпинделей и увеличила производительность рабочих в восемь раз. Хотя нить была недостаточно прочной, прядильная Дженни могла поместиться в небольшом коттедже и обслуживаться неквалифицированными рабочими, включая детей, и поэтому была чрезвычайно популярной. Кроме того, она была предшественником кадра воды по Аркрайту в 1768, производящего более сильную нить спиннинга около 100 бобин. В 1771 году Аркрайт установил водяной каркас на своей хлопчатобумажной фабрике в Кромфорде, Дербишир, на реке Дервент, сделав ее первой фабрикой, которая завершила процесс производства сырья для готовой ткани в одной точке. Это сыграло значительную роль в создании фабричной системы, поскольку он сочетал в себе мощность (воду), машины и непрерывный производственный процесс с практикой трудоустройства, которая будет подражать в последующие годы.

Прядильный станок, которая использовалась на текстильных фабриках
Прядильный станок, которая использовалась на текстильных фабриках

Паровой двигатель

Паровой двигатель является определяющей инновацией первой промышленной революции в Англии. Он состоит из энергии, лежащей в основе передовых изобретений в области текстиля (силовой ткацкий станок, вращающийся мул) и транспорта (паровозы и корабли). Паровой двигатель стал одной из основных причин перехода от власти человека к мощности машины. В 1712 году британский торговец железом Томас Ньюкомен объединил идеи британского инженера Томаса Савери и французского физика Дени Папена для создания парового двигателя с целью подъема воды из жестяных шахт. Двигатель производил насосное действие, но не вращался и был дорогим в эксплуатации. В 1760-х годах Джеймс Уатт, шотландский производитель инструментов, работал вместе с некоторыми профессорами из Университета Глазго над усовершенствованием двигателя Ньюкомена. Он значительно улучшил энергопотребление и экономическую эффективность машины, адаптировав свой двигатель, чтобы в конечном итоге производить вращательное движение и это расширило его возможности за пределы горнодобывающей промышленности.

Паровой двигатель Уатта
Паровой двигатель Уатта

Силовой ткацкий станок

В 1784 году Эдмунд Картрайт посетил фабрику Ричарда Аркрайта, где производилось массовое прядение хлопка. Впечатленный масштабами производства, он пришел к выводу, что как только истечет срок действия патента Аркрайта на прядение, многие фабрики появятся повсюду и производство будет стремительно расти. Следующим очевидным шагом было бы плетение ткани в большом масштабе. Поскольку простое плетение требовало только трех движений, которые должны были следовать друг за другом по порядку, их было бы легко создать и повторить. В 1785 году Картрайт подал заявку на патент для своего силового станка, но машина нуждалась в улучшении. Два года спустя ткацкий станок был приведен в действие паром, и работа велась механически, но проблема сломанных нитей сохранялась. Силовые ткацкие станки стали чрезвычайно популярными в 1800-х годах с помощью нескольких настроек и нововведений. По оценкам, к 1850 году в Британии насчитывалось 250 000 ткацких станков, из которых почти 177 000 были в Ланкашире.

Ткацкий станок 1890-х годов
Ткацкий станок 1890-х годов

Швейная машина

Хотя было получено много патентов на швейные машины, большинство из них оказались неэффективными и не увенчались успехом. Первая американская швейная машина челночного стежка была изобретена Уолтером Хантом в 1832 году, но говорят, что он не запатентовал свое изобретение, думая о безработице, которую она может вызвать. В челночной машине игла проталкивалась через ткань и создавалась петля на другой стороне; челнок на дорожке затем пропусткал вторую нить через петлю. В 1845 году Элиас Хоу создал эффективную швейную машину, запатентовавшую метод челночного стежка. Первая машина объединила все разрозненные элементы прошлых полувековых инноваций в современную швейную машину. Устройство, придуманное английским изобретателем Джоном Фишером в 1844 году созданно немного раньше, чем очень похожие машины, придуманные Исааком Мерриттом Зингером в 1851 году, в которых использовалась ножная педаль, а не ручная рукоятка. Однако из-за неудачной подачи патента Фишера в Патентное ведомство, он не получил должного признания за современную швейную машину, и Зингер выиграл преимущества патента. Изобретение швейной машины навсегда изменило способ изготовления одежды и позволило использовать ее для массового производства.

Щвейная машинка Зингер
Швейная машинка Зингер

Телеграф

В 1800 году итальянскому физику Алессандро Вольту удалось создать батарею, которая накапливала электрический ток и позволяла использовать его в контролируемой среде. Двадцать лет спустя датский физик Ганс Кристиан Эрстед продемонстрировал связь между электричеством и магнетизмом. Эти два открытия привели к появлению в 1837 году британской команды Уильяма Фотергилла Кука и Чарльза Уитстона, создавшей телеграф Уитстона. Тем не менее, около 1836 года американец Сэмюэл Морс с помощью Леонарда Гейла и Альфреда Вейла изобрел однопроводный телеграф, который был намного эффективнее и проще в использовании. Машина работала путем передачи электрических сигналов по проводам, проложенным между станциями. В дополнение к помощи в изобретении телеграфа, Сэмюэль Морс разработал знаменитую азбуку Морзе, которая присваивала множество точек и тире каждой букве английского алфавита и позволяла просто передавать сложные сообщения по телеграфным линиям. В 1844 году в США была открыта первая телеграфная служба между Балтимором и Вашингтоном, а в 1847 году Сэмюэл Морс получил патент на свой телеграф. Телеграф изменил лицо связи и заложил основу для будущих инноваций телефона, факса и в сети Интернета.

Телеграф Сэмюэля Морса
Печатный электрический телеграфный приемник с ключом передатчика внизу справа

Конвертер Бессемера

Доменные печи использовались в Индии и Китае с древних времен для химического восстановления и физического превращения оксидов железа в жидкое железо. Во время первой промышленной революции в Британии, когда железо требовалось для гальванизации всех основных отраслей промышленности, в железных печах Британии появилось много инноваций. Использование Горячего дутья, запатентованного шотландским мастером Джеймсом Бомоном Нилсоном в 1828 году, стало крупным прорывом. Нейлсон понял, что топливная эффективность печи может быть увеличена почти в 3 раза посредством продувания ее горячим, а не холодным воздухом. Но самое важное новшество в сталелитейной промышленности пришло от англичанина Генри Бессемера в 1856 году. Работая над обычной печью, он обнаружил, что один только горячий воздух превратил железные части снаружи в сталь. Он перепроектировал свою печь так, чтобы она пропускала воздух под высоким давлением через расплавленный чугун, используя специальные воздушные насосы. Это казалось нелогичным, поскольку воздух под высоким давлением охлаждает утюг. Однако кислород в нагнетаемом воздухе воспламенял кремний и углеродные примеси в железе, запуская петлю положительной обратной связи. Это подняло температуру процесса, делая железо еще более горячим, следовательно, сгорало больше примесей, производя партию более горячего и более чистого расплавленного железа, конвертируемого легче в сталь. Процесс продолжался для достижения хорошей низкой стоимости стали и изменил лицо черной металлургии.

Конвертер Бессемера, Музей острова Келхэм, Англия
Конвертер Бессемера, Музей острова Келхэм, Англия

Динамит

Альфред Нобель был учеником прославленного французского химика Теофила-Жюля Пелоуза, который впервые синтезировал нитроглицерин в 1847 году со своим итальянским учеником Асканио Собреро в Туринском университете. Нитроглицерин был первым практическим взрывчатым веществом, которое было сильнее черного порошка (пороха), изобретенного китайцами в 9-м веке. Но у него был серьезный недостаток. Нитроглицерин был очень изменчив и непрактичен для любого коммерческого использования. Нобель, однако, остался очарован этим веществом. Он экспериментировал с различными комбинациями нитроглицерина и пороха. Он придумал решение, как безопасно детонировать нитроглицерин, изобретя детонатор или взрывную крышку, которая позволяла запускать управляемый взрыв на расстоянии, но проблема волатильности все еще делала его бесполезным. Наконец, используя природные осадочные породы и окаменелые водоросли, которые он привез из реки Эльбы возле своего завода в Гамбурге, Нобелю удалось стабилизировать нитроглицерин в переносное взрывчатое вещество. Нобель получен патент в 1867 году. Динамит взрывал глубоко и быстро, и, таким образом, неэкономичные депозиты стали рентабельными. Извлечение тонн меди, угля и железной руды увеличилось в сто раз. Это в свою очередь ускорило создание автомобильных и железных дорог.

Динамит
Динамит

Лампа накаливания

В 1806 году англичанин Хамфри Дэви продемонстрировал мощную электрическую лампу, создав ослепительную электрическую искру между двумя угольными стержнями. Это устройство, известное как «дуговая лампа», было непрактичным для большинства применений. На протяжении всего 19-го века ученым было известно, что электричество, когда оно проходит через некоторые материалы, нагревает их и делает их светящимися. Проблема заключалась в том, что вскоре материал либо загорался, либо растворялся в луже. Одним из способов остановить пожар было предотвращение контакта материалов с кислородом. Вакуумную лампу запатентовал американец Дж. У. Старр в 1845 году. Некоторые историки утверждают , что было более 20 изобретателей ламп накаливания до версии Эдисона, но нет никаких сомнений в том, что он вместе со своей командой, особенно Фрэнсис Аптон, был удостоен патента в 1880 году и сделал первую «коммерчески успешную» лампочку с помощью Японских бамбуковых горелок в виде нитей. Лампочка оказала огромное влияние на промышленную революцию, потому что она позволяла рабочим работать дольше в ночное время и в темных местах, что улучшало производительность. Это стимулировало индустрию освещения, которая быстро распространилась по городам и поселкам по всему миру .

Одна из ранних лампочек накаливания Томаса Эдисона
Одна из ранних лампочек накаливания Томаса Эдисона

Двигатель внутреннего сгорания

До конца 19 века паровой двигатель был основным источником мощности двигателя. Двигатели внешнего сгорания, такие как пар, нуждались в подаче энергии в рабочую жидкость, такую ​​как вода под давлением. Двигатель внутреннего сгорания обычно относится к двигателю, в котором сгорание прерывистое, например, более привычные четырехтактные и двухтактные поршневые двигатели. В 1804 году франко-швейцарский изобретатель Исаак де Риваз создал двигатель внутреннего сгорания, который считается первым в своем роде в мире. Однако, этот двигатель не был коммерчески успешным. Бельгийскому инженеру Жан Ж. Ленуару приписывают первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания, созданный в 1858. Тем не менее, немецкий инженер Николаус Август Отто в 1876 году успешно разработал двигатель сжатого заряда внутреннего сгорания, который работал на нефтяном газе и привел к современному двигателю внутреннего сгорания. Создание двигателя внутреннего сгорания и автомобиля оказало серьезное влияние на промышленность и процессы, используемые производителями.

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания Николая Отто
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания Николая Отто

Современная сборочная линия

Линия сборки — это линия рабочих и оборудования завода, по которой собираемый продукт последовательно переходит от эксплуатации к эксплуатации до завершения. Рэнсом Ели Олдс считается пионером в американской автомобильной промышленности. Помимо других его достижений, ему приписывают создание и патентование современной сборочной линии в 1901 году. Переход на этот процесс позволил его автомобилестроительной компании увеличить производство на 500 процентов за один год. 

Современная сборочная линия
Современная сборочная линия

Олдс был первым, кто использовал стационарную сборочную линию в автомобильной промышленности до того, как Генри Форд создал свою движущуюся сборочную линиюУ бренда Олдсмобайл появилась возможность создавать автомобиль с низкой ценой, простой сборкой и стильными функциями. Их машина, Олдсмобил Карвед Дэш, была первой серийно выпускаемой в больших количествах.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья, поделитесь с друзьями:
Добавить комментарий