Владислав Пристинский - 100 знаменитых изобретений
Первый в мире теплоход «Вандал» был построен в 1903 г. на Сормовском заводе в России. Он предназначался для перевозки светлых нефтепродуктов. Его водоизмещение составляло около 800 тонн. На «Вандале» были установлены 3 двигателя мощностью по 120 л. с. каждый. Передача вращения от двигателя к гребным винтам осуществлялась с помощью электрогенераторов, поэтому «Вандал» одновременно являлся первым в мире дизель-электроходом. Он двигался со скоростью около 14 км/ч.
Первенец теплоходостроения «Вандал» находился в строю более 60 лет. В 1964 г. он, со снятыми двигателями, превращенный в несамоходную баржу, перевозил по Куре горючее в глубинные районы Азербайджана.
После постройки первого теплохода Нобель приобрел лицензию на установку Дель Пропосто. Принцип ее действия заключался в том, что при движении судна вперед дизель непосредственно вращал гребной вал, а при заднем ходе или повороте применялась электрическая передача.
В 1904 году в России по этой схеме был построен танкер «Сармат». На нем стояли два дизеля мощность по 180 л. с. каждый и два электрогенератора. Каждый дизель был соединен с генератором, а затем посредством муфты с гребным винтом, на котором располагался электрический мотор. При движении вперед дизель работал прямо на винт, а генератор и электродвигатель не получали тока, действуя как маховики. При движении назад двигатель вращал электрогенератор, который питал током электромотор, вращая гребной винт в обратном направлении.
«Сармат» показал преимущества судовых дизелей. Он был значительно экономичнее пароходов, работавших на нефти, при сохранении маневренности и хорошего управления.
В 1907 г. было построено колесное буксирное судно «Мысль». В 1908 г. на Коломенском заводе был спущен на воду крупный морской теплоход «Дело», предназначенный для перевозки топлива по Каспийскому морю. Его общая грузоподъемность составляла 5000 тонн, а мощность двух главных двигателей была равна 1000 л. с.
Последним препятствием на пути развития теплоходов было отсутствие реверсного двигателя. Этот двигатель должен был иметь механизм, переключающий передний и задний ход и устройство, позволяющее запустить двигатель при любом положении коленчатого вала.
Для переключения дизеля с переднего хода на задний и наоборот на распределительном валу дизеля были размещены две системы кулачков – для переднего и заднего хода. Перевод с одного хода на другой осуществлялся передвижением всей системы в разные стороны и занимал примерно 10 секунд.
Пуск двигателя при положении коленвала в одной из мертвых точек проходил следующим образом. Сначала все цилиндры продувались воздухом, затем один из них переключался на нефть. После того как он переходил на рабочий ход, на нефть переходил второй цилиндр. Неодновременность вспышек в цилиндрах при их последовательном включении позволяла начать вращение коленвала из любого положения. Число оборотов регулировалось изменением подачи нефти.
Первые подобные двигатели были установлены в 1908 г. на русской подводной лодке «Минога», позже на лодке «Акула». Затем ими стали оснащать нефтеналивные суда Нобеля.
После этого началось распространение дизельных теплоходов по всему миру. В 1912 г. в Дании был построен танкер «Зеландия» водоизмещением 3200 тонн. На нем были установлены два двигателя мощностью по 1250 л. с. каждый. В 1913 г. 70 из 80 теплоходов принадлежали России.
По мере совершенствования судовых дизелей повышался их КПД, уменьшались масса и габариты, повышались надежность и мощность. Все это способствовало вытеснению теплоходами судов с паровыми машинами. Если в 1930 г. теплоходы составляли около 10 % гражданского флота, то к середине 1970-х годов их доля достигла почти 90 %.
Ткачество
Одежда, сшитая из различных материалов, стала применяться людьми очень давно: кусочки тканей были обнаружены при раскопках древнеегипетских гробниц, датированных V тыс. до н. э. Они были сделаны изо льна. 240 метров нити, из которой была сделана пряжа, весили всего 1 грамм.
Предшественником ткачества можно считать плетение. Изготавливая различные маты из веток и стеблей, люди распространили это умение на плетение нитей из различных волокон.
В различных регионах для изготовления волокон применяли различные материалы: в Европе – лен, коноплю и шерсть, в Индии – хлопок, в Китае – шелк. Процесс превращения сырья в волокна был весьма трудоемким.
Полученные волокна превращались в ткань на простейшем ткацком станке, представлявшем собой закрепленный на двух вертикальных брусках стержень. К нему привязывали нити, составлявшие основу ткани. Во избежание спутывания нити натягивались при помощи подвесов. Поперечная нить – уток – наматывалась на заостренную палку и с ее помощью пропускалась через основу таким образом, чтобы соседние нити основы находились по разные стороны утка. Этот способ тканья копировал плетение и требовал много времени для пропускания утка.
Позже для разделения нитей между нитями основы стали создавать ромбообразное пространство – зев, образованное четными и нечетными нитями основы. В это пространство вкладывалась уточная нить, сматывавшаяся со шпули, находившейся в челноке – рабочем органе ткацкого станка. Одно из устройств, которое образовывало зев, применяется в ткацких станках до сих пор. Оно представляет собой рамку, называемую ремизкой, к планкам которой прикреплены проволочки с петлей посередине – глазком. Через глазки пропускались нитки основы. Вначале это были либо четные, либо нечетные. Потянув на себя ремизку, ткач отделял четные нити от нечетных и прокидывал уток через основу одним броском. При обратном движении утка оставшиеся нити проходились поодиночке. Позже к грузикам на нижних концах нитей стали привязывать шнурки, вторые концы которых поочередно крепились к двум ремизкам. Потянув поочередно за ремезы, ткач отделял то четные, то нечетные нити, перебрасывая уток через основу. Это позволило значительно ускорить работу.
Такой способ крепления позволял использовать несколько ремизок, прикрепляя к ним каждую третью или четвертую нить. Это позволяло менять способы переплетения и ткать разные ткани.
Горизонтальный ткацкий станок применялся до XVIII в. В него были внесены некоторые изменения: нити основы параллельно наматывали на специальный валик – навой. На такой же валик наматывалась и готовая ткань. Для разделения нитей основы применялся специальный гребень – бердо, который закреплялся на качающейся раме – батане. Последовательное поднятие ремизок осуществлялось посредством нажимания ткачом педалей. Таким образом, руки ткача освобождались. Ткани были узкими из-за ручной прокидки челнока.
В XVI в. был изобретен ленточный станок, способный одновременно ткать несколько лент.
В XIV–XVI вв. появились прядильные машины с ручным и ножным приводом, обеспечившие значительное увеличение количества пряжи. Теперь ткацкие станки не успевали перерабатывать все сырье, изготовленное на новых машинах. Были необходимы ткацкие машины, которые смогли бы удовлетворить нужды развивающейся текстильной промышленности.
В 1678 г. француз де Женн изобрел первый механический ткацкий станок, приводившийся в действие гидравлическим двигателем. В 1745 г. французский механик Вокансон сконструировал один из первых механических ткацких станков, также приводившийся в движение гидравлическим двигателем. Однако эти механические ткацкие станки были еще очень несовершенны, а двигательная сила их была слишком неудобна для примитивной техники текстильной промышленности XVIII века.
В 1785 г. англичанин Э. Картрайт изобрел механический ткацкий станок. Вначале его конструкция была весьма примитивна, поэтому над усовершенствованием своего станка Картрайт работал до конца XVIII в. Он с самого начала предусматривал, что его станок будет приводиться в движение паровым двигателем. В 1792 г. он создал легко управляемый механический ткацкий станок, удовлетворяющий требованиям, предъявлявшимся в то время к ткачеству. Картрайт в своем станке добился полной механизации всех основных операций ручного ткачества: прокидки челнока, подъема ремизного аппарата, пробоя бердом уточной нити, сматывания запасных нитей основы, удаления готовой ткани и шлихтования основы (пропитывания нитей клеящим раствором-шлихтой для увеличения прочности).
В первой четверти XIX в. над усовершенствованием ткацкого станка работали и многие другие изобретатели. Во Франции в 1804 г. Жаккар изобрел ткацкую машину для узорчатого тканья. Станок Жаккара давал ткань с разнообразными красочными узорами; имел набор ниток различных цветов.
В начале XIX в. в связи с усложнявшейся конструкцией ткацких станков некоторые их части начали делать из металла. С 1803 по 1813 г. англичанин Хоррокс получает ряд патентов на ткацкие станки с железной станиной. Эти станки имели преимущества по сравнению с деревянными: меньше изнашивались при работе и занимали немного места. В начале XIX в. были механизированы и некоторые вспомогательные операции ткачества, появились шлихтовальные и другие машины.
