Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

Большая энциклопедия техники

Авторский коллектив:

Алексеев В. С., Гаманюк Д. Н., Гордиенко М. Д., Жагрин С. Г., Зотов В. В., Иванова Т. В., Кагис Н. Я., Карлыганова Н. В., Лиманский С. Н., Липатова Г. А., Матвеенко Г. В., Матлахова М. С., Микульская Д. Г., Палагин Е. В., Рахно М. О., Сергеев А. В., Тихонова Е. О., Федотов А. А., Шнайдер Д. Д.

Введение

История человеческой цивилизации неразрывно связана с историей развития техники. Неслучайно особо важные моменты человеческого прогресса отмечены так называемыми научно-техническими революциями.

Еще древний прародитель современного человека отметил, что обычная работа становится гораздо проще, если в ее процессе применяются какие-либо дополнительные приспособления.

Первая научно-техническая революция, прошедшая в период примерно с XIII по IV тысячелетие до н. э., характеризуется изобретением лука и стрел и использованием их в качестве оружия для охоты и обеспечения безопасности. Появление каменного топора и каменной мотыги спровоцировало значительный скачок в развитии орудий труда и совершенствовании земледелия.

Вторая техническая революция, начавшаяся в 1000—500 лет до н. э., привела к появлению первой земледельческой техники. Несмотря на то что первые изобретения не освобождали полностью человека от тяжелого труда, они значительно облегчали жизнь первым землепашцам. Еще лишенные механизмов и дополнительных приспособлений первые плуги, бороны и сеялки, приводимые в движение мышечной силой животных, были полноправной сельскохозяйственной техникой, так как имели сложную конструкцию. Вслед за изобретениями, позволяющими с легкостью выполнить необходимые полевые работы, появились и другие сложные устройства. Их применение не было ограничено ни территорией, ни временем. Постепенно совершенствуясь и механизируясь, такие предметы, как ткацкий станок или мукомольный аппарат, используются и по сей день, только облик и конструкция механизмов подверглись тщательной доработке.

Изобретения, пришедшие из глубины веков, не пропали зря, а стали основой для создания новых механизмов и устройств.

Первые междоусобицы, вызванные нехваткой пахотных земель, породили новый вид техники – оружие. Первоначально исключительно холодное оружие с изобретением пороха стало еще мощнее и конструктивно сложнее. Развитие оружейной техники продолжается до сих пор. Со временем широко шагающий оружейный прогресс позволил расширить данную область, пополнив их совершенно новыми техническими направлениями – ракетотехникой, робототехникой, ядерной и химической техникой.

Следующим грандиозным прорывом в области техники стало изобретение самодвижущихся механизмов. Снабженные различными шестернями и пружинами, такие устройства по-прежнему нуждались в человеческом обслуживании, но в отличие от первых технических достижений требовали гораздо меньше мускульных затрат. Механизмы приводились в движение с помощью коленчатых валов, разнообразных рычагов и ременных передач. Таким машинам поручали тяжелую работу, выполнить которую человеку было не под силу – это и тягловые механизмы, и кузнечные меха, и ручные мельницы.

Третья научно-техническая революция (XI—XIX вв.) связана с открытием силы пара и стала причиной появления паровых механизмов. Именно с этого момента транспортная техника, представляемая до этого колесными повозками, приводимыми в движение мускульной силой животных, стала работать без использования животной силы. Паровой двигатель позволил снабдить платформу с четырьмя колесами достаточной скоростью и мощностью – такая повозка могла уже перевозить гораздо большее число пассажиров. Несколько таких платформ, соединенных вместе, стали прообразом появившегося вскоре паровоза, а парогенератор, присоединенный к вращающемуся колесу, позволил во много раз увеличить скорость передвижения крупного судна – так появился пароход.

Паровые двигатели и генераторы энергии значительно упростили и ускорили работу во многих отраслях. На основе таких устройств создавались первые станки, обслуживающие крупные фабрики и заводы. Такое достижение позволило значительно упростить работу обычного человека, сделав ее более легкой. К тому же некоторые станки и механизмы со временем стали заменять человека, так как делали то, что сделать обычный рабочий был не в состоянии: поднимали невероятные тяжести, работали без перерыва круглые сутки, делали точную и кропотливую работу. Характерными представителями этого периода стали парусные суда, использующие силу ветра, водяные, а впоследствии и ветряные мукомольные мельницы, прядильные машины. Первоначально медлительные и массивные механизмы становились быстрее, изящнее, точнее.

Человек издавна смотрел на небо с восторгом и живым укором, так как природа не дала человеческому организму способности летать. Но на определенном этапе технического прогресса человек задумался о создании машины, которая подняла бы его в небо. Вскоре человек совершил полет на самолете. Так была открыта новая, доселе не изученная техническая область – аэротехника, ставшая матерью великого множества открытий. Дирижабли, цепеллины, самолеты, вертолеты – механизмы, ранее просто немыслимые, стали наконец-то реальностью. Но человечеству этого стало мало. Прогресс стремится выше – из аэротехники постепенно отделилась и оформилась новая линия технических достижений – космическая техника и ракетотехника.

Четвертый этап технического развития позволил задействовать неведомую силу тока. Широко стали развиваться области, напрямую связанные с электроэнергией. В домах появился свет, заводы и фабрики полностью автоматизировались. Казалось бы, что теперь человеку нет места – где сможет работать такое хрупкое создание, не способное ни поднять огромный груз, ни производить непрерывно одну и ту же операцию, ни работать с колоссальной скоростью? Но любой механизм нуждается в уходе и присмотре – кто-то должен управлять машиной, чтобы она выполняла необходимые функции.

Пятая волна технических достижений принесла одновременно как печальные результаты, так и множество необходимых для жизни вещей. Открытие и разработка атомных технологий позволили обогреть квартиры и дома, значительно расширить возможности человека в самых различных областях техники. Но в то же время открытие деления атомов привело к появлению самого ужасного оружия – атомной бомбы.

В целом большинство крупных технических и научных шагов так или иначе связано с тем или иным военным конфликтом. Первоначально чисто военные изобретения со временем становились частью повседневной жизни.

Однако развитие техники направлено не только на создание убивающих и уничтожающих машин. Большинство современной бытовой техники, активно используемой домашними хозяйками и значительно сокращающей время, необходимое для выполнения домашней работы, возникло совершенно случайно, в качестве «побочного эффекта» при создании устройств в других областях.

Современный этап развития техники также можно считать очередным витком технического прогресса или новой научно-технической революцией. Особое внимание в современном мире уделяется информационным и кибертехнологиям. Механизмы, созданные с помощью современных достижений, во много раз превосходят по точности, исполнительности, тонкости производимой работы даже самого профессионального и ловкого человека. Микролазер со встроенной микрокамерой позволяет обследовать организм человека и произвести необходимую операцию, не задев здоровых тканей и практически не оставив после себя следа. Сеть Интернет – первоначально военная разработка – стала незаменимым спутником делового человека. Многочисленные механизмы и устройства позволяют поддерживать жизнь больного человека и даже способны заменить недееспособные органы. Робототехнология позволила создать идеальных помощников, способных трудиться в абсолютно любых областях, начиная от военной специализации (робот-сапер, робот-разведчик, робот-спасатель) и заканчивая банальной уборкой помещения. Уже используются кибермеханизмы, предназначенные для обнаружения и эвакуации жертв завалов, роботы-врачи, способные производить надрезы, не видные человеческому глазу, даже роботы-певцы и роботы-музыканты.

Современный мир не представим без применения различных технических достижений. Транспорт, строительная техника, информационные технологии – все это окружает нас изо дня в день. Более того, выйди из строя все механизмы и технические устройства разом, остановилась бы жизнь, и историю человечества пришлось бы начать с нуля.

Современному человеку, особенно напрямую не связанному с работой в области высоких технологий, трудно разобраться с достижениями прогресса последних лет. Для того чтобы облегчить эту работу и дать определенные представления о развитии современных технологий, и написана эта книга.