100 знаменитых изобретений
Шрифт:
В 1891 г. создатель дуговой электросварки Н. Г. Славянов осуществил плавку стали и других металлов в небольших тигльных печах с электродами. Большой вклад в развитие электропечей внес французский ученый Анри Муассан. В 1892 г. он представил во Французской академии наук свою конструкцию, позволявшую получать температуры до 4000 °C.
Широкому применению электрического тока мешала его относительно высокая стоимость. Но эта проблема была решена после появления первых гидроэлектростанций. На стыке XIX–XX вв. Поль Эру во Франции и Эрнесто Стассано в Италии практически одновременно построили дуговые плавильные печи.
Благодаря
За несколько десятилетий с момента возникновения электрического способа выплавки электропечи прибавили в объеме, их конструкции стали более совершенными. Поскольку в них можно плавить даже такие тугоплавкие металлы, как вольфрам и молибден, металлурги могут плавить сталь, легированную любыми металлами. В 1940–1950-е годы в электропечах стало применяться кислородное дутье. Оно позволило увеличить производительность электропечей, сократить расход электроэнергии, электродов, дорогих легирующих добавок. Повысилось и качество металла.
В индукционных электропечах нет электродов, что позволяет получать практически безуглеродную высоколегированную сталь.
Следующим шагом в развитии электропечей стали вакуумные индукционные и дуговые печи. Создаваемое в вакуумной камере разрежение заставляет пузырьки газа выходить из жидкого металла.
Современные методы литья позволяют производить качественную сталь без дефектов. Это помогает сократить дальнейшую механическую обработку и получить высокие эксплуатационные свойства материала.
Лодка. Гребные суда
Появление плавательных средств было вызвано необходимостью передвижения по водоемам: рекам и озерам. Из-за отсутствия дорог путешествие по воде было быстрее и легче. Помимо того, плавательные средства требовались для рыбной ловли.
Первым средством передвижения по воде были стволы деревьев. Их очищали от веток и плыли, лежа на бревне и работая ногами. Затем стали делать плоты, связывая вместе несколько стволов или связок камыша. Они управлялись шестом, а на глубоких местах использовали гребную доску. Плот позволял перевозить грузы.
Для быстрого плавания по воде больше подходила лодка, выдолбленная из ствола. Ее делали, выдалбливая или выжигая в стволе углубление для гребца. Один конец ствола заостряли для увеличения скорости передвижения. На мелководье лодка, как и плот, управлялась шестом, а на более глубоких местах гребли веслом, в которое постепенно превратилась гребная доска.
Часто лодки делали из выскобленной коры деревьев. Куски коры сшивались и связывались, а швы заливались смолой. Жители Севера делали каркас лодки из китового уса, натягивая на него шкуры животных.
Самое раннее изображение весла было обнаружено на древнеегипетской вазе, датированной III тысячелетием до н. э. Первые лодки для плавания по Нилу изготавливались из папируса. Его стебли собирали в крепкие связки, сплетавшиеся затем в толстый изогнутый мат с поднятыми концами. Их удерживал
Деревянные суда начали строить в Египте в конце IV–III тысячелетии до н. э. Они, как и папирусные суда, имели лунообразную форму с поднятыми концами, плоское днище, большую ширину и малую осадку. Для плавания по реке в воде должно было находиться не менее 40 % высоты корпуса. Сам корпус представлял собой набор коротких и толстых (до 10 см толщиной) досок из кедра, акации, сикоморы, скрепленных между собой деревянными гвоздями. Доски располагались встык и прошпаклевывались папирусом или смолой. Изнутри они поддерживались поперечными гнутыми брусьями. Снаружи корпус стягивался несколькими канатами. На верхних досках располагались лавки для гребцов.
На таких судах в качестве дополнительного движителя применялся парус. Его ставили, когда судно плыло вверх по Нилу. При плавании вниз по течению парус убирали, освобождая борта для гребцов. Весла опирались на планширь – брус, проходивший по краю бортов. На нем были укреплены колышки или ременные петли, заменявшие уключины. В зависимости от ветра и волны гребцы могли работать сидя или стоя. При максимальном темпе гребли 26 тактов в минуту они вставали почти в полный рост, при каждом толчке с силой бросаясь на сиденье.
Постепенно для постройки судов стали применять балки из длинных стволов кедровых деревьев, привозившихся из Ливана.
Это повысило прочность корпуса. Появился внутренний киль, исчез обвязывающий пояс. Весла стали вставляться в уключины.
Постепенно лидерство в судостроении перешло к финикийцам – народу, жившему в Передней Азии на территории современного Ливана. Они основали колонии по всему побережью Средиземного моря. Финикийцы строили суда с килем и обшивкой на специальном каркасе из шпангоутов. Под палубой размещались помещения для грузов.
В Древней Греции постепенно стали возникать различия между военными и торговыми судами. Военные суда имели одну мачту или несколько мачт с парусом и по 25 весел на каждом борту, которые поддерживались вынесенными балками. На торговых использовались только весла.
Существовало несколько типов весельных судов. Считается, что для увеличения скорости и маневренности еще финикийцы стали строить корабли с двумя рядами весел, расположенных друг над другом в шахматном порядке – по-гречески они назывались диеры. Позже греки строили триеры, расположив весла в 3 ряда по диагонали. Гребцы назывались (в порядке рядов снизу вверх): таламиты, зевгиты и траниты. Весла верхнего ряда направлялись только колками, остальные продевались через круглые или прямоугольные отверстия в бортах – скалмы. Скалмы защищались от попадания воды специальными кожаными манжетами.
Карфагенским судостроителям приписывают строительство квинквирем – судов с 5 ярусами весел.
Однако в последнее время стали высказываться сомнения в возможности постройки судов с числом ярусов весел больше одного. Не было найдено ни одного такого судна. Расчеты показывают, что постройка таких судов невозможна даже при современном уровне развития материалов и технологий. Дело в том, что с увеличением длины весел требовалось бы значительно увеличить их диаметр и, как следствие, массу настолько, что с ними не могли бы справиться и несколько гребцов. Это же касается и массы всего корабля.