Владислав Пристинский - 100 знаменитых изобретений
Перовыми сохами пахали черноземные, заливные поемные почвы, за исключением самых рыхлых и самых плотных. Применялись они также наряду с коловыми сохами на легких суглинистых почвах.
На старопахотных землях при трехполье преобладали двузубые сохи-ралки с низким прикреплением тяговой силы. Двузубые сохи были без полиц, с перекладными полицами и с неподвижными полицами или отвалами.
Плуг возник еще в древности как развитие сохи. Основными частями плуга являются лемех и отвал.
Обычная форма лемеха в виде прямоугольного треугольника. Впрочем, бывают лемехи и других форм (трапеции, четырехугольника). Лемех подрезает почву снизу и при движении плуга подает ее на отвал, кривую поверхность, двигаясь по которой она оборачивается, крошится и падает в раздробленном виде в борозду. У большинства плугов имеется нож, который отрезает вертикальный пласт от непаханой части поля. Для большей устойчивости в работе у плуга имеются пятка и полевая доска. Все эти части составляют корпус плуга и прикрепляют к так называемому грядилю, к которому крепятся другие части плуга – нож, ручки, передок.
Еще в начале XVIII в. в Англии и в других европейских странах был распространен деревянный однолемешный конный плуг, изобретенный в конце XVII в. в Голландии. Все части плуга, кроме лемеха, были деревянными. Глубина запашки плуга не превышала 10 см.
Такой плуг мог применяться лишь на небольших земельных участках. Для сравнительно крупного английского фермерского хозяйства он не подходил. При обработке больших участков земли деревянные части плуга быстро изнашивались. Поэтому основной задачей его усовершенствования стало стремление найти такой материал, который обеспечил бы более длительный срок работы орудия.
В России работа над усовершенствованием плуга велась с конца XVIII в. Вольное экономическое общество дважды, в 1773 и в 1791 гг., объявляло конкурс на создание лучшего плуга. В начале XIX в. были распространены передковые плуги конструкции Лукьяна Рудницкого, Трофима Петренко и беспередковый плуг.
В 30-х годах XVIII в. в Шотландии появился плуг, у которого наиболее изнашивающиеся части – лемех и отвал – были сделаны целиком из железа. Некоторое время в Англии, а потом и в США были распространены так называемые железные плуги. Однако они не отличались большой прочностью, а их лемех быстро изнашивался.
В 1803 г. англичанин Роберт Рансон сделал цельный плуг из чугуна. Хотя это повысило его прочность, однако чугунный плуг был пригоден лишь для вспашки чернозема. При обработке глинистой почвы он увязал в ней, а по песку – скользил. Поэтому плуг Рансона не получил большого распространения.
В 1819 г. американский фермер П. Вуд сконструировал чугунный плуг оригинального типа. Этот плуг делался из чугуна, причем все его части изготовлялись отдельно. По мере изнашивания отдельных частей их можно было заменять другими. Однако чугунные плуги обладали некоторыми существенными недостатками: лемехи при обработке рыхлой земли скоро притуплялись, а в каменистой, твердой почве чугун ломался.
В 1833 г. кузнец Джон Лен из Чикаго в лемех деревянного плуга вделал острое стальное лезвие в чугунной оправе. Это был первый шаг к изготовлению цельного стального плуга.
В том же 1833 г. в США кузнец Джон Дир создал первый цельностальной плуг. Вначале плуги изготавливались из так называемой пильной стали, считавшейся наиболее прочной, но затем, в 1868 г., американец Вильям Морисон получил специальную плужную сталь, из которой и начали делать плуги.
Наряду с поисками нового материала для изготовления плуга шла работа над усовершенствованием его конструкции. Уже к 30-м годам XIX в. была выработана наиболее целесообразная конструкция плуга. В зависимости от назначения начали выпускать специальные плуги – одно– и многолемешные, окучники, почвоуглубители, культиваторы и т. д. Все это позволило достигнуть более глубокой пахоты, доходящей до 30 см, перевертывания и крошения пласта земли, а также значительно увеличить площадь, обрабатываемую плугом.
Последний этап эволюции плуга был связан с применением паровой машины как тягловой силы. Мысль об использовании паровой машины в сельском хозяйстве зародилась в конце XVIII в. Еще Джемс Уатт работал в этом направлении. Однако в практику сельского хозяйства паровая машина вошла лишь к 60-м годам XIX века.
В 1855 г. английские фермеры Фаулер и Говард выработали наиболее подходящее сочетание паровой машины и плуга. Это позволило создать плуг весьма совершенной конструкции. Глубина запашки паровым плугом доходила до 48 см. Средний урожай пшеницы на участках, где применялся паровой плуг, повысился на 24 %. Паровой плуг вспахивал от 2 до 9 десятин в день, тогда как конный четырехлемешный плуг – не больше 1,5–2 десятин. К 80-м годам XIX в. паровой плуг стали широко использовать в крупных помещичьих и капиталистических земледельческих хозяйствах.
К 70-м годам XIX в. в сельском хозяйстве различных стран имелись плуги самых разнообразных конструкций. В каждой стране, в зависимости от климата, почвы, социально-экономических условий, уровня развития машиностроения, выпускались и применялись самые различные виды плугов, приспособленные к специфическим условиям данной страны.
С появлением тракторов были сконструированы специальные многокорпусные плуги, сначала прицепные, а затем навесные. Они позволяют обрабатывать большие площади земли.
Современные плуги делятся на лемешные, дисковые, роторные и комбинированные. Кроме плугов для обычной пахоты есть плантажные плуги для глубокой пахоты, а также специальные плуги: садовые, кустарниково-болотные, для трехъярусной обработки почвы, безотвальные и дисковые.
Безотвальные плуги рыхлят почву без подъема пласта. Они получили распространение в местах, где мало влаги и нет необходимости переворачивать отрезанный пласт. Кроме того, они применяются там, где есть опасность эрозии грунта.
У дисковых плугов рабочим органом является острый тарелкообразный диск. При перемещении плуга диск подрезает, поднимает, крошит пласт почвы.
Подводная лодка
Создание корабля, способного скрытно приближаться к противнику, внезапно нанося удары по врагу, давно занимало умы изобретателей.
Еще в 1620 г. в Англии голландец К. ван Дреббель построил первую подводную лодку.
В 1718 г. крестьянин подмосковного села Покровское, плотник Е. Никонов, предложил Петру I изготовить «потаенное судно», которое «в море в тихое время будет из снаряду разбивать корабли». В 1721 г. Никонов построил в Петербурге модель, а в 1724 г. завершил изготовление такого судна. Для его сооружения использовались дубовые и сосновые доски, кожа, холст, смола, железные полосы, медные листы и другие материалы. Во время первого погружения днище судна было повреждено. В 1725 г. испытания продолжились, но после смерти Петра интерес к изобретателю-самоучке пропал. В 1727 г. из-за невозможности добиться герметичности потаенного судна, работы над ним были прекращены.
В 1776 г. француз Д. Бушнелл построил в Северной Америке подводную лодку «Тартю» («Черепаха»). Она имела яйцеобразный корпус диаметром примерно 2,5 м, изготовленный из медных листов. Лодкой управлял один человек. Погружение осуществлялось путем заполнения водой специального бака. Глубина погружения регулировалась вертикальным винтом. Движение по прямой осуществлялось при помощи горизонтального винта, а его направление изменялось при помощи руля. Лодка всплывала, когда вода из бака откачивалась вручную двумя насосами.
«Тартю» могла атаковать вражеский корабль при помощи мины, размещавшейся в ящике под рулем. В погруженном состоянии она должна была подойти под киль корабля противника. В этот момент мина поднималась из ящика, всплывала, ударялась о киль и взрывалась.
В 1801 г. американец Р. Фултон построил во Франции подводную лодку «Наутилус». Она имела сигарообразную форму.
Длина лодки достигала 6,5 м, диаметр – 2 м. Корпус «Наутилуса» был сделан из меди, а шпангоуты – из железа. Погружение лодки достигалось путем заполнения балластной цистерны. Команда состояла из трех человек. В погруженном состоянии лодка передвигалась мышечной силой членов экипажа, вращавших рукоятку, от которой движение передавалось на двухлопастный винт. В надводном положении для передвижения использовался парус или весла. На поверхности воды «Наутилус» мог передвигаться со скоростью до 7 км/ч, под водой – до 3 км/ч. Глубина погружения регулировалась двумя горизонтальными рулями. Лодка могла находиться в погруженном состоянии несколько часов благодаря баллону со сжатым воздухом.
Для испытаний лодка Фултона совершила переход по Сене до Гавра. Морские испытания подтвердили высокие качества судна: оно могло находиться под водой до 5 часов и преодолевало расстояние в 450 м за 7 минут. Боевые возможности «Наутилус» продемонстрировал, взорвав старый корабль при помощи мины. При переходе из Гавра в Шербур корабль затонул. Фултон пытался построить новую подводную лодку. Для этой цели он предлагал свой проект англичанам. Но все его попытки оказались тщетными.
