Владислав Пристинский - 100 знаменитых изобретений
В конце XVIII – начале XIX в. появились новые способы книгопечатания, например литография. Литография была изобретена А. Зенефельдером в 1796–1798 гг. в Германии. При литографическом способе оттиски получаются в результате переноса краски под давлением с плоской (нерельефной) печатной формы непосредственно на бумагу. Этот способ широко применялся в первой половине XIX в. для воспроизведения картин, выполнения книжных и журнальных иллюстраций и т. п.
Развитие книгопечатания и особенно рост газетных тиражей требовали увеличения скорости печатания. Станок старой конструкции не мог обеспечить требуемых скоростей.
В 1815 г. немец Ф. Кениг, переехавший в Лондон, изобрел ротационную машину. В ней плоская плита для прижимания бумаги к форме была заменена металлическим цилиндром. Кроме того, Кениг механизировал и нанесение краски на форму. Эта машина позволила значительно поднять производительность печатного процесса. Если на ручном печатном станке можно было получить 100 оттисков в час, то печатная машина Кенига давала свыше 800 оттисков.
В середине XIX в. появились тигльные печатные машины. В 1863 г. американец У. Буллон построил первую ротационную машину, печатавшую на «бесконечном» бумажном полотне, свернутом в рулон.
В первой половине XIX в. были изобретены наборные машины различных конструкций, значительно повысившие производительность труда наборщика. Даже несовершенные наборные машины подняли производительность в 3–4 раза. Первые наборные машины были созданы в Англии Б. Фостером в 1815 г. и У. Чергем в 1822 г. В этих машинах были механизированы операции извлечения литер из специального хранилища и установки их в ряд – строку.
Выдающуюся роль в развитии наборных машин сыграло изобретение русского механика П. П. Клягинского. В 1866–1867 гг. он создал оригинальный автомат-наборщик, состоящий из двух аппаратов. В одном из них изготавлялась «депеша» – бумажная лента, на которой набираемый текст фиксировался в виде комбинаций отверстий. Каждой букве или знаку соответствовала определенная комбинация отверстий. Второй аппарат представлял собственно наборную машину. Ее основой являлся «электроосязатель», автоматически расшифровывавший «депешу» и регулировавший поступление в набор нужных литер.
Важным этапом в развитии механизированного набора было создание матрицевыбивальной машины, рельефные штампы которой при нажатии специальных устройств (клавишей) выдалбливали на специальном картоне углубленные изображения букв и знаков, после чего по матрицам отливали необходимые формы. В 70-х годах XIX в. большую роль в создании матрицевыбивальных машин сыграли работы русских изобретателей И. Н. Ливчака и Д. А. Тимирязева.
Идеи, положенные в основу матрицевыбивальных машин, были использованы при создании более совершенных наборно-отливных машин. Их применение определило развитие полиграфии конца XIX в. Были сделаны первые попытки создания наборнопечатной машины, сочетавшей в себе наборную и пишущую машины. Первые образцы ее были построены в 1870 г. русским изобретателем М. И. Алисовым. «Скоропечатник» Алисова работал со скоростью 80–120 знаков в минуту.
Для развития наборно-печатных машин имело большое значение создание работоспособной пишущей машинки, предназначенной для побуквенного печатания текста при помощи рельефных букв, приводимых в движение системой рычагов. Первая модель ее была изготовлена в 1867 г. в США К. Шолсом.
Технический прогресс в полиграфии позволил поднять производительность типографских процессов и улучшить качество издаваемых журналов и газет, а также увеличить их тиражи.
В 1884 г. немецкий изобретатель О. Мергенталлер изобрел линотип – наборную строкоотливную машину для набора текста и его отливки. Линотип состоит из трех аппаратов: наборного, отливного и разборочного. Наборщик, нажимая на клавиши наборного аппарата, перепечатывает текст рукописи. При этом из магазинов выпадают металлические матрицы, соответствующие отдельным буквам. В промежутках между словами устанавливаются раздвижные клинья – шпации. Так формируется строка текста, направляющаяся затем к отливному аппарату. Типографский сплав заполняет все углубления в матрицах, образуя после застывания монолитную строку с рельефной печатной поверхностью. Остывшая строка выталкивается из формы, обрезается и выставляется на приемный столик. После отливки строки матрицы передаются в разборочный аппарат, а клинья – в шпационную коробку. Разборочный аппарат осуществляет распределение матриц по соответствующим каналам магазинов.
В 1894 г. изобретатель Е. Порцельт выдвинул идею фотографического набора. В 1895 г. В. А. Гассиев построил первую фотонаборную машину. Фотонаборная машина не отливает строки из металла, а фотографирует текст на пленку. После этого пленку заправляют в печатные машины.
В 1905 г. в США была создана первая офсетная печатная машина. При офсетной печати участки печатной формы, на которых расположен текст, смазывается краской, а пробельные участки – водным раствором. Печатную форму попеременно смачивают водным раствором и покрывают краской. Затем она накладывается под давлением на резиновую пластину, а та, в свою очередь, на бумагу. Так получают отпечаток. Отсутствие непосредственного контакта между печатной формой и бумагой снижает давление при печатании и уменьшает износ формы. Увеличивается скорость печатания и улучшается качество воспроизведения.
В начале XX в. полиграфические машины перешли на электропривод. В 50–60-е годы XX в. в полиграфии стала применяться электроника. Электронно-вычислительные машины произвели революцию в книгопечатании. Фотоэлектроника упростила процессы изготовления иллюстраций.
Компьютерный набор и верстка текста максимально сократили промежуток между написанием книги и ее выходом в свет.
Значение изобретения Гутенберга для прогресса человечества трудно переоценить. В 2000 г. мировая общественность объявила его самым выдающимся событием тысячелетия.
Колесо
Колесо – это одно из самых выдающихся изобретений человечества. Однажды люди обратили внимание на то, что катить груз намного легче, чем тянуть его. На языке современной механики это значит, что «коэффициент трения качения ниже, чем коэффициент трения скольжения».
Простейшее колесо представляло собой круг, отпиленный от ствола дерева. Подкладывая такие катки под груз, люди облегчали его передвижение.
Потом два таких круга соединили осью. Прикрепив их к повозке, избавились от необходимости постоянно перекладывать их под передвигаемый груз.
Скорость повозки возросла после того, как в повозки стали впрягать животных: ослов, быков, лошадей.
Позже колесо стали изготавливать сборным. Оно уже состояло из обода, спиц и ступицы, стянутых металлической шиной. Подобные колеса и сейчас применяются в гужевом транспорте.
Многие высокоразвитые цивилизации так и не пришли к изобретению колеса. Так, инки применяли своеобразные «санки», скользившие по камням.
В современных транспортных средствах обод заменен пневматической шиной, устраняющей тряску и шум при передвижении.
Для снижения трения появилось своеобразное «колесо в колесе» – шарикоподшипник.
Для вездеходов были созданы колеса, потерявшие круглую форму: они стали овальными, шестигранными, спиральными.
Вращение применялось не только в транспорте. Вращательное колесо явилось наиболее удобным способом передачи энергии в различных механизмах и машинах, поскольку вращательное движение может осуществляться равномерно и непрерывно без потери энергии на преодоление инерции движущихся деталей.
Одним из первых применений колеса для передачи движения стал гончарный круг, затем прялка. Позже появилось водяное колесо, применявшееся в мельницах, на мануфактурных фабриках, рудниках, в устройствах для орошения и осушения.
В XIX в. вместо водяного колеса появилась турбина, основным элементом которой является колесо.
В машинах колесо служит для передачи усилия, изменения частоты и направления вращения. Известны зубчатые, ременные, фрикционные передачи.
Появление колеса ускорило развитие человеческой цивилизации и способствовало прогрессу технических средств, применявшихся людьми.
Комбайн
На протяжении многих тысячелетий люди убирали и обрабатывали урожай сельскохозяйственных культур вручную. С этой целью они использовали серпы, косы, а также цепы для обмолота, ручные веялки. Для того, чтобы сжать вручную за один день гектар пшеницы или ржи, требовалось 30 жнецов, а чтобы обмолотить это зерно и отделить его от соломы – еще день труда 40 человек.
До тех пор, пока существовало натуральное хозяйство, крестьяне могли обеспечить себя пищей и излишки продать в городе. Но с началом промышленной революции многие крестьяне были вынуждены уйти в город, и для того чтобы прокормить растущее население, требовалось повышение производительности труда в сельском хозяйстве.
