Лампочка
Сама лампочка работает путем передачи электричества по проводку с высоким сопротивлением (известен как нить). Избыток энергии, порожденный сопротивлением, распространяется как тепло и свет. В стеклянной лампочке нить содержится в вакууме или инертном газе, предотвращающих возгорание.
Возможно, вы подумали, что лампочка изменила мир, позволив людям работать в ночи или в темных местах (ну, отчасти, так и есть), но у нас уже были относительно дешевые и эффективные газовые лампы и другие источники света к тому времени. Важна инфраструктура, которая была построена с целью обеспечить электричеством каждый дом, она изменила мир. Сегодня наша жизнь наполнена устройствами, повсеместно соединенными с розетками. Этим мы обязаны стеклянной лампочке.
История поезда
Первые в истории рельсовые дороги появились ещё в Древней Греции. Это были тележки, которые перемещались по углублениям в дороге. Тащили эти телеги рабы.
Новые рельсовые дороги стали появляться лишь в XIV в. на территории Германии. Рельсы у них часто были деревянные, а грузы (в основном это был уголь) перевозились с помощью животных. Постепенно с развитием промышленности рельса стали изготавливать из железа. Первая дорога с железными рельсами появилась в 1758 г. в Англии, причем она до сих пор используется для пассажирских перевозок.
Историческое фото паровоза
В 1804 г. был впервые продемонстрирован паровоз – устройство, которое могла двигать вагоны по дороге за счет парового двигателя. Но лишь в 1830 г. была построена первая междугородная железная дорога, после чего последовал настоящий бум железнодорожного строительства.
Следующий важный шаг в развитии этого вида транспорта – его электрификация. Поезда стали получать электричество от электростанций через провода и контактные рельсы, то есть паровой двигатель им был не нужен. На смену паровозу пришел электровоз. Впервые передача электричества на движущийся состав была произведена в 1881 г. В результате не только выросли скорости движения по железной дороге, но и появились новые виды транспорта – трамвай и метрополитен.
Современный скоростной поезд
Параллельно с электровозом появился и тепловоз – это локомотив, использующий дизельное топливо для получения энергии. Во второй половине XX в. стали появляться поездка на магнитной подушке. Они не касаются рельс и способны развивать огромную скорость.
Нацистский «Змей Мидгарда»
Более удачной была судьба у проекта инженера Риттена. Независимо от Верна он в 1934 году разработал свой вариант подземохода, назвав его «Змей Мидгарда», планируя машину в первую очередь для штурма французской Линии Мажино. Проект Риттена поражал масштабностью. «Змей» представлял собой целый поезд в 500м из отсеков размером 7м в длину, 6м в ширину и 3,5м в высоту со спальней на 30 человек, тремя ремонтными мастерскими, радиостанцией, кухней и спасательной шлюпкой для выхода на поверхность.
Фото из открытых источников
Тянул состав со скоростью от 3 до 10 км/ч (в зависимости от характера грунта) головной вагон с 4 буровыми установками и 9 приводящими их в действие электродвигателями. Еще 14 двигателей питали ходовую часть. Плюс 4 электрогенератора и топливный бак на 960м.куб. Вооружение — тысяча 250кг мин, тысяча 10кг мин, подземная торпеда «Fafnir» длиной 6м. и 12 спаренных пулеметов.
Немцы планировали построить 20 таких подземных крейсеров, но все уперлось деньги. Изготовление одного «Змея» требовало 30 млн. рейхсмарок. Считается, что проект так и остался на бумаге. Однако бывший гауптштурмфюрер СС Вальтер Шульке утверждал, что тяговая установка была построена и проходила испытания в 1944 году под Кенигсбергом. Испытания кончились неудачно, «Змей» взорвался и остался под землей вместе с 11 членами экипажа.
История внеуличных магистралей
Идея хорд не нова — сквозные автомагистрали вокруг центра Москвы заложили ещё в Генплане 1971 года: Ховрино — Борисово, Теплый Стан — Владыкино, Очаково — Мытищи и Татарово (Крылатское) — Бирюлево. В лужковское время эти задумки обозвали четвёртым кольцом, а Собянин сначала отменил проект из-за дороговизны, но позже строители убедили мэра всё же начать стройку, но провели ребрендинг: магистрали обозвали хордами и даже хордовым кольцом. Но сути это не меняет: дороги были построены почти в том же виде, в котором они были в задуманы полвека назад.
Генплан Москвы 1971 года с отмеченными новыми магистралями
Подобное решение на момент второй половины 20 века казалось очевидным: улицы не справляются с потоком транспорта, а превращать улицы в автомобильные трассы значительно ухудшало качество жизни, убивает связность и в итоге лишь перегружало примыкающие улицы.
В те годы многие города мира выносили транзитный трафик именно на внутригородские магистрали. Можно вспомнить американские города, когда ради хайвеев сносили целые кварталы — это пример, когда ради машин и пригородов уничтожали саму суть города. На картах хорошо видно, что, например, тот же Детройт когда-то был обычным плотным европейским городом, но в итоге превратился в набор отдельных районов.
Аналогичные проекты были и в Европе: Берлин, Вена, Брюссель — список можно продолжать долго
Только в отличие от американцев, здесь понимали важность плотности и компактности, кроме того политическая система не позволяла просто взять и снести районы ради развязок. В том же Амстердаме пробовали пойти по пути экскаватора, но в итоге получили бунты и быстро сменили градостроительную политику
Кроме того, в европейских городах транзитные потоки часто вели по промзонам или убирали трафик в туннели. Это дорого и сложно, но это был компромисс между желанием пустить машины через город быстрее и сохранением обычных улиц с привычным укладом жизни.
В Европе, а частично даже в Азии, есть примеры ликвидации транзитных дорог в жилой застройки. Можно вспомнить Париж, где убрали машины с набережной ради новых пешеходных зон, или Сеул и набережную на месте эстакады — я даже делал отдельный ролик из тех мест.
Колеи Флинтбека
Вскоре появилось новое свидетельство еще более раннего существования колесного транспорта. С 1970 по 1990-е годы археологи проводили раскопки в немецком поселении Флинтбек. Предметом интереса стали мегалитические кладбища неолита и бронзового века. Оставившие их племена были носителями той же культуры воронковидных кубков, что и жители Брончиц.
В 1989 году была обнаружена одна из главных особенностей захоронения — колея, оставшаяся с тех пор в глинистой почве. Предположительно, это следы тачки или повозки, служившей для перевозки грунта и камней при постройке мегалита. И это происходило в самой середине 4-го тысячелетия до н. э. — между 3650 и 3400 годами до н. э.
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.
Швейная машинка Зингер
Изобретения Дени Папена
Дени Папен был по образованию медиком. Родившись во Франции, в 1675 году он переехал в Англию. Он известен многими своими изобретениями. Одним из них является скороварка, которую называли «Папенов котел».
Ему удалось выявить зависимость между двумя явлениями, а именно температурой кипения жидкости (воды) и появляющимся давлением. Благодаря этому он создал герметичный котел, внутри которого давление было повышено, из-за чего вода закипала позже обычного и повышалась температура обработки помещенных в него продуктов. Таким образом увеличивалась скорость приготовления пищи.
В 1674 году медик-изобретатель создал пороховой двигатель. Его работа заключалась в том, что при возгорании пороха в цилиндре перемещался поршень. В цилиндре образовывался слабый вакуум, и атмосферное давление возвращало поршень на место. Образующиеся при этом газообразные элементы выходили через клапан, а оставшиеся охлаждались.
К 1698 году Папену удалось создать по такому же принципу агрегат, работающий не на порохе, а на воде. Таким образом, первая паровая машина была создана. Несмотря на существенный прогресс, к которому могла привести идея, существенной выгоды она своему изобретателю не принесла. Связано это было с тем, что ранее другой механик, Сейвери, уже запатентовал паровой насос, а другого применения для подобных агрегатов к этому времени еще не придумали.
Дени Папен умер в Лондоне в 1714. Несмотря на то, что первая паровая машина была изобретена им, он покинул этот мир в нужде и одиночестве.
Паровой двигатель
Идея использования пара для питания машин родилась тысячи лет назад, но творение Томаса Ньюкомена в 1712 году первым стало использовать эту энергию для полезной работы (выкачивания воды из шахт в большинстве случаев). В 1769 году Джеймс Уатт модифицировал двигатель Ньюкомена, добавив отдельный конденсатор, который значительно увеличил мощность парового двигателя и стал более практичным в работе. Он также разработал способ получения вращательного движения с помощью двигателя, что тоже прибавило эффективности. Собственно, Уатт и считается изобретателем парового двигателя.
Двигатели Ньюкомена и Уатта использовали вакуум конденсированного пара для движения поршней, а не давление расширяющегося пара. Из-за этого двигатели были громоздкими. Ричард Тревитик и другие впоследствии создали паровые двигатели высокого давления, которые были достаточно малыми, чтобы уместиться в поезде. Паровые двигатели не только обеспечили быстрое производство товаров на заводах, но и устанавливались на паровозы и пароходы, которые перевозили товары по миру.
Хотя паровой двигатель затмили электрический двигатель и двигатель внутреннего сгорания в области транспорта и энергетики, идея по-прежнему находит применение. Большинство электростанций в мире на самом деле вырабатывают электроэнергию с использованием паровых турбин, пар которых нагревается за счет сжигания угля, природного газа или ядерного реактора.
Цепная реакция
Впрочем, это догадки, о которых спорят специалисты. Уверенно же можно говорить лишь о том, что ранее начала 4-го тысячелетия до н. э. колесного транспорта нигде в мире не существовало. А потом с какого-то момента распространение колеса приобрело характер цепной реакции. Стоило его освоить одному племени, как уже вскоре изобретение перенимали соседи.
Скорость этой передачи была такой, что от Шумера до Швейцарии колесные повозки появились в течение всего нескольких столетий, то есть по археологическим меркам одновременно. Скудость археологических данных не позволяет определить пути распространения колеса и создает почву для самых разных догадок и спекуляций.
Так, в 2011 году в городе Кызылтепе в турецкой провинции Мардин была найдена каменная игрушка, внешне напоминающая трактор. Археолог Месут Альп сгоряча датировал свою находку 5500 годом до н. э. и требовал переписать историю изобретения колеса, а заодно и игрушек. Но не все коллеги с ним согласились. Камнем преткновения стала клинописная табличка о продаже сада, найденная вместе с игрушкой. Она датирована 2800 годом до н. э. В качестве компромисса на музейной табличке написали «5500–3000 годы до н. э.».
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
Как появился поезд
В древности роль транспорта выполняли вьючные животные: лошади, верблюды, мулы. С их помощью люди путешествовали, покоряли новые земли, перевозили тяжёлые грузы. С изобретением колеса появились различные повозки, телеги, колесницы, кареты, но они не могли передвигаться без посторонней помощи.
Первым прототипом современного поезда стали вагонетки, которые перевозили грузы по деревянным брусьям, выполнявшим роль рельсов. Но тяжёлые вагонетки по-прежнему передвигались за счёт лошадиной силы.
Чтобы перевозить больше груза, в конце XVIII века вагонетки начали соединять между собой железными кольцами. Так появились первые примитивные составы. Использовали их для перевозки угля из шахт к населенному пункту.
Рис. 1. Вагонетки.
Ситуация изменилась в 1804 году, когда инженер Ричард Трейтвик продемонстрировал своё изобретение – первый в мире паровоз. Спустя короткое время было выпущено несколько моделей паровозов, которые успешно использовались в шахтах. Однако их скорость была очень маленькой – не более 8 км/час.
ТОП-2 статьи
которые читают вместе с этой
Киноаппарат
В 1893 году, работая вместе с физиком Любимовым, Иосиф Андреевич Тимченко создает так называемую «улитку» — особый механизм, с помощью которого в стробоскопе удавалось прерывисто менять очередность кадров. Данный механизм позже лег в основу кинетоскопа, который Тимченко разрабатывает совместно с инженером Фрейденбергом. Демонстрация кинетоскопа состоялась в следующем году на съезде русских врачей и естествоиспытателей. Были показаны две ленты: «Копьеметатель» и «Скачущий всадник», которые были сняты на Одесском ипподроме. Этому событию даже есть документальные подтверждения. Так, в протоколе заседания секции значится: «Представители собрания с интересом ознакомились с изобретением господина Тимченко. И, в соответствии с предложениями двух профессоров, решили выразить благодарность господину Тимченко».
История самолета
Полеты в воздухе были доступны человеку ещё в XVIII в., когда появились первые воздушные шары. Однако все эти аппараты держались в воздухе лишь потому, что были легче него. Пример же птиц показывал, что летать могут и тела тяжелее воздуха.
Историческое фото самолета
В конце 1880-ых годов энтузиасты начали пытаться строить самолеты. Поднять конструкцию с земли в воздух не удавалось, однако изучались планеры – летательные аппараты без двигателя. Простейший пример планера – это воздушный змей. С помощью планеров изобретатели пытались понять физические принципы полета. В итоге уже к 1904 г. российский ученый Жуковский создал аэродинамику – науку о движении в воздухе.
За год до этого, в 1903 г., человеку впервые удалось поднять в воздух не планер, а самолет. Это сделали братья Райт. Продлился первый полет всего 12 секунд.
Современные самолеты
Бурное развитие авиации было связано с Первой мировой войной – она показала, что самолет может дать огромное военное преимущество. Уже в 1919 г. на самолете удалось пересечь Атлантический океан. В 1940-ые годы появился реактивный двигатель, который позволил самолетам преодолеть скорость звука.
История автомобиля
Первые прообразы автомобилей стали появляться в конце XVIII в., одновременно с появлением парового двигателя. Однако в отличие от паровоза, паровой автомобиль был неудачным изобретением и не мог конкурировать с обычными лошадьми. Однако в 1885 г. Г. Даймлер продемонстрировал повозку, которая двигалась уже за счет бензинового двигателя. Эта повозка и считается первым автомобилем в истории.
Ретро автомобиль
Автомобили стали бурно развиваться и вытеснять конные экипажи. Интересно, что ещё в начале XX в. конкуренцию бензиновым автомобилям успешно составляли электромобили, но всё же со временем промышленность от них отказалась.
Современный спортивный автомобиль
В 1913 г. Г. Форд организовал конвейерное производство автомобилей Ford. Это сделало автомобили относительно дешевым транспортом, доступным для обычного человека. Дальнейшее развитие автомобилей было связано с постепенным повышением их безопасности, скорости и экономичности. В последние годы происходит революция – появляются беспилотные автомобили.
современный
Во время Первой и Второй мировой войны использование более совершенного оружия было единственным способом победить противника и одновременно продемонстрировать мощь не только военной, но и технической, и научной силы победивших стран..
Это дало толчок нескольким инженерным областям, в том числе аэронавтике, созданию самолетов для военного использования, а также военно-морских сил, благодаря использованию самых современных кораблей или подводных лодок..
С другой стороны, эти конфликты способствовали развитию машиностроения, особенно в боевых танках и вооружениях, которые с течением времени становились все более автоматизированными..
Таким образом, наконец, военное машиностроение отошло от простого машинизма и, скорее, стремилось найти специализированный путь в определенных задачах, связанных с управлением ресурсами, хотя и без полного игнорирования его механических и гражданских корней..
Ядерная инженерия была еще одной отраслью, которая в значительной степени поддерживалась войной, хотя она пыталась найти полезность в качестве источника энергии в излучении, которое эти элементы испускали при выполнении определенных процессов, полагая, что это будет источник чистой энергии..
Информация для всех
Другие великие достижения, которые привели в последние десятилетия к инженерным исследованиям, связаны с технологией; разработка компьютеров, электроники и программного обеспечения.
Это элементы, которые постепенно развиваются, что позволяет более демократизировать доступ к информации. Этот процесс начал расти с переполнением компьютеров в середине 1980-х годов, когда он стал популярным в домашних хозяйствах.
генетика
Наконец, один из видов инженерии, который поставил некоторые проблемы в области профессиональной этики, — это генетика..
Считается, что эксперименты с живыми существами, даже если речь идет только о животных, могут пойти вразрез с природой, помимо того, что неизвестны последствия этих процессов.
Но в 2019 году в Китае родились первые генетически модифицированные близнецы, что является беспрецедентным.
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.
Печатный электрический телеграфный приемник с ключом передатчика внизу справа
По железнодорожным путям
Этот вид наземного транспорта предназначен для перевозки крупногабаритных грузов. Благодаря своим размерам циркулирующие там транспортные средства способны вмещать материалы больших объемов; Вследствие этого данная категория транспорта участвует в торговле.
Также можно перемещать людей по железным дорогам, и эти маршруты могут быть короткими и длинными. Главный недостаток этого вида транспорта в том, что он должен строго придерживаться построенных дорог; невозможно пойти другим путем.
Кроме того, этот вид транспорта обычно учитывает расписание с небольшой гибкостью: в основном обрабатываются специфические и несколько закрытые маршруты.
