фотограф Павел Козырь vkontakte

Изобретение телефона 14 февраля 1876 г. Александр Белл (1847-1922), профессор физиологии органов речи Бостонского университета, запатентовал в США свое изобретение - телефон. Если говорить о конкретной цели изобретателя, то она появилась, как говорят, случайно. Но сама идея создания привычного для всех нас телефона родилась не на пустом месте. В 1860 г. учитель школы для глухонемых г. Фридрихсдорфа Филипп Рейс (1834-1874, следует отметить, что и сам Рейс из-за многолетней болезни практически не мог говорить) в старом школьном сарае из подручных средств (пробка от бочонка, вязальная спица, старая разбитая скрипка, моток изолированной проволоки и гальванический элемент) создал аппарат для демонстрации принципа действия уха.Свой аппарат он назвал "телефоном" и продемонстрировал его 26 октября 1861 г. перед членами Физического общества Франкфурта. Справедливости ради следует заметить, что прообраз его аппарата, так называемую "ворчащую проволоку", за 24 года до Рейса создал американский ученый из Салема Ч. Пейдж.Электрический телефон Рейса особого успеха не имел. В печати появилось несколько полуиронических и полусерьезных статей, а немецкий семейный журнал "Гартенлаубе" дал в 1863 г. его описание как игрушки. Умелый механик Альберт изготовил в разном оформлении штук 10-20 телефонов Рейса и несколько из них даже были проданы. Один из экземпляров очутился в шотландском университете в Эдинбурге, в котором в то время учился американец английского происхождения Александр Грэхем Белл.Ознакомившись с телефоном Рейса, Белл решил создать аппарат, превращающий звуки в световые сигналы. Он надеялся с его помощью научить говорить глухих детей. Будучи выходцем из Бостона, где царил дух наживы и предпринимательства, он понял, что у него под ногами богатство - надо только превратить телефон из научного аппарата в аппарат для практических целей более широкого круга потребителей. Отказавшись от "принципа Рейса", Белл возвращается к основам науки об электричестве - трудам датского физика Ханса Эрстеда (1771-1851) и английского профессора Майкла Фарадея (1791-1867) Правда, будучи уже знаменитым и богатым, сильно преувеличивая, Белл как-то сказал: "Я изобрел телефон благодаря своему незнанию электротехники. Ни один человек, хотя бы элементарно знакомый с электротехникой, ни за что бы не изобрел телефона". Зерно истины в этом заявлении есть, так как его аппарат был необыкновенно прост, а если следовал бы Белл всем законам электротехники, конструкция должна была быть намного сложнее...При оформлении патента на телефон Беллу сопутствовала "звезда удачи": его изобретение было зарегистрировано всего лишь на два часа раньше другого телефона, созданного на том же принципе Греем (который в 1898 г. изобрел систему звуковой подводной сигнализации, предупреждающей корабли о приближении другого судна так называемого "Колокол Грея"). Не повезло и итальянцу А. Меуччи, будто бы изобретшему телефон еще в 1849 г., и французу Ш. Бурселю, представлявшему в 1854 г. описание аналогичного изобретения в свою Академию, где оно... затерялось в пыли.В том же 1876 г. телефон Белла был продемонстрирован посетителям Всемирной выставки в Филадельфии, а в 1881 г. на международной выставке в Париже к его аппарату выстраивались огромные очереди.Получение патента на телефон было уделом не только изобретателя. История сохранила и такой факт. 14 октября 1876 г. генеральный почтмейстер Германии и основатель Всемирного почтового союза (ВПС) Генрих Стефан проверял в своем кабинете действие телефона Белла. На следующий день у него возникла идея подключить его к телеграфной сети, соединявшей почтовые отделения Берлина и Потсдама. Для реализации своей идеи он обратился за дополнительными разъяснением и консультацией к своему другу фабриканту Сименсу, который тут же запросил бюро патентов Германии. В ответе говорилось, что: "...господин Белл заявки на патент под названием "телефон" в Германии не делал...". Час спустя такую заявку подал Сименс... Вскоре фабрики Сименса стали поставлять на рынок десятки тысяч запатентованных им телефонных аппаратов.Первая телефонная линия в Европе соединила 5 ноября 1877 г. берлинский почтамт с телеграфом (длина линии была около 2 км). 12 января 1881 г. в Берлине вышел первый телефонный справочник, на двух страницах которого были приведены имена 48 абонентов.Первая в мире телефонная линия в 1877 г. связала квартиру и канцелярию американского бизнесмена Уильдиса в Бостоне, а первая телефонная станция была установлена в 1879 г. в г. Hью-Хевене.Одним из наиболее важных изобретений для дальнейшего усовершенствования телефонов было создание в 1878 г. английским физиком-изобретателем и профессором музыки Дейвидом Юзом (1831-1900; в 1855 г. он получил патент на буквопечатающий телеграфный аппарат) угольного микрофона, в котором, в свою очередь, использовал идеи американского изобретателя Томаса Эдисона (1847-1931); и российского ученого М. Михальского.Hомеронабиратель был разработан в 1889 г. американцем Строуджером, а первый телефон-автомат был продемонстрирован на следующий год на Всемирной выставке в Париже.

 

Начало научной деятельности учёного Андре-Мари Ампер  родился 20 января 1775 года в Лионе в семье образованного коммерсанта. Отец его вскоре переселился с семьёй в имение Полемье, расположенное в окрестностях Лиона, и лично руководил воспитанием сына. Уже к 14 годам Ампер  прочитал все 20 томов знаменитой “Энциклопедии” Дидро и д’Аламбера. Проявляя с детства большую склонность к математическим наукам, Ампер к 18 годам  в совершенстве изучил основные труды Эйлера, Бернулли и Лагранжа. К тому времени он хорошо владел латынью, греческим и итальянским языками. Иными словами, Ампер получил глубокое и энциклопедическое образование. В 1793 году в Лионе вспыхнул контрреволюционный мятеж. Отец Ампера – жирондист, исполнявший обязанности судьи при мятежниках, после подавления мятежа был казнён как сообщник аристократов. Имущество его было конфисковано. Юный Ампер начал свою трудовую деятельность с частных уроков. В 1801 году он занял должность преподавателя физики и химии центральной школы в городе Бурге. Здесь он написал первый научный труд, посвящённый теории вероятности “Опыт математической теории игры”. Эта работа привлекла внимание д’Аламбера  и Лапласа. И Ампер стал преподавать математику и астрономию в Лионском лицее. В 1805 году Ампер был назначен репетитором по математике в знаменитой Политехнической школе в Париже и с 1809 года заведовал кафедрой высшей математики и механики. В этот период Ампер публикует ряд математических трудов по теории рядов. В 1813 году его избирают членом Института (т.е. Парижской Академии наук) на место скончавшегося Лагранжа. Вскоре после избрания Ампер доложил в Академию своё исследование о преломлении света. К этому же времени относятся его знаменитое “Письмо к г.Бертолле”, в котором Ампер сформулировал открытый им независимо от Авогадро химический закон, именуемый ныне законом Авогадро-Ампера. В 1816 году Ампер опубликовал свою классификацию химических элементов, первую в истории химии серьёзную попытку расположить химические элементы по их сходству между собой. Открытие Эрстедом в 1820 году действия электрического тока на магнитную стрелку привлекает внимание Ампера к явлениям электромагнетизма. Ампер ставит многочисленные опыты, изобретает для этой цели сложные приборы, которые изготавливает за свой счёт, что сильно подрывает его материальное положение. С 1820 по 1826 год Ампер опубликовал ряд теоретических и экспериментальных трудов по электродинамике и почти еженедельно выступал с докладами к Академии наук. В 1822 году он выпустил “Сборник наблюдений по электромагнетизму”, в 1823 году – “Конспект теории электродинамических явлений” и, наконец, в 1826 году – знаменитую “Теорию электродинамических явлений, выведенных исключительно из опыта”. Ампер получает всемирную известность как выдающийся физик.
Другие труды Ампера   С 1827 года Ампер почти не занимается вопросами электродинамики, исчерпав, по-видимому, свои научные замыслы в этом направлении. Он возвращается к проблемам математики, и в последующие девять лет жизни публикует “Изложение принципов вариационного исчисления” и ряд други замечательных математических работ. Но творчество Ампера никогда не ограничивалось математикой и физикой. Энциклопедическое образование и разносторонние интересы то и дело побуждали его заниматься самыми разнообразными отраслями наук. Так, например, он много занимался сравнительной зоологией и пришёл к твёрдому убеждению об эволюции животных организмов. На этой почве Ампер вёл ожесточённые споры с Кювье и его сторонниками. Когда однажды его противники спросили, действительно ли он считает, что “человек произошёл от улитки”, Ампер ответил: ”После тщательного исследования я убедился в существовании закона, который внешне кажется странным, но который со временем будет признан. Я убедился, что человек возник по закону, общему для всех животных”. Но наряду с научными проблемами Ампер уделял немало внимания богословию. В этом сказалось влияние клерикальной домашней среды. Уже с молодых лет Ампер попал в цепкие лапы иезуитов, не отпускавших его до конца жизни. Одно время он пытался преодолеть влияние, однако избавиться от этого окружения ему не удалось. Ампер не мог пройти равнодушно мимо острых социальных вопросов своей эпохи. В своих письмах 1805 года он проявляет резкое критическое отношение к Бонапарту. В письмах 1814 года выражается глубокая скорбь и боль патриота Франции, оккупированной иностранными войсками. В письмах 20-х годов Ампер высказывает горячее сочувствие Греции, борющейся за независимость, и выражает возмущение политикой великих держав в греческом вопросе. В письмах Ампера вместе с тем содержатся самые нелепые рассуждения о догмах католической церкви и т.п. Эта двойственность и противоречивость воззрений Ампера резко сказывается во всех его трудах, где затрагиваются общественные и философские вопросы. Заслуживает внимания большой труд Ампера “Опыт философских наук или аналитическое изложение естественной классификации всех человеческих знаний”. Первый том этого труда вышел в 1834 году, второй том остался незаконченным и был издан после смерти Ампера, в 1843 году. Несмотря на ряд ошибочных и подчас нелепых высказываний, Ампер предстаёт перед нами в этом труде как человек, глубоко и искренне убеждённый в беспредельном прогрессе человечества и глубоко болеющий за благо народов. Ампер рассматривает любую науку как систему объективных знаний о действительности. Вместе с тем он считает, что любая область знания призвана не только объяснять явления, происходящие в природе, человеческом обществе и сознании, но и воздействовать на них. Ампер наметил несколько новых, ещё не существующих наук, которые должны быть созданы для удовлетворения различных людских запросов. Наряду с такими науками как кибернетика и кинематика, появление которых он предвидел, особое место он уделяет новой науке, названной им “ценольбогемией”, науке о человеческом счастье. Эта наука призвана прежде всего выяснить обстоятельства и причины, оказывающие благоприятное или неблагоприятное воздействие на человеческое общество. “Почему там установилось рабство или состояние, мало отличающееся от него, а там – некоторая степень свободы, более соответствующая достоинству человека и его счастью. Наконец, каковы причины, приведшие к гигантскому обогащению нескольких семейств и к нищете большинства. Таковы вопросы,- говорит Ампер,- изучаемые наукой, которой я дал название “ценольбогении”. Но эта наука осмысливает то, что наблюдено статистикой и объяснено “хрематологией” (по Амперу, наука о народном богатстве) и преведено в законы “сравнительной ценольбогенией” (по Амперу, наука, обобщающая данные статистики и выводящая из этих данных законы),- она указывает, какими средствами можно постепенно улучшать социальное состояние и привести мало-помалу к исчезновению все те причины, которые удерживают нации в состоянии слабости и нищеты.” Забота Ампера о благе народа также проявилась в его неутомимой деятельности по улучшению народного просвещения. Во время одной из своих поездок по инспектированию школ Ампер тяжело заболел и скончался 10 июня 1836 года в Марселе. В 1881 году первый международный конгресс электриков принял постановление о наименовании единицы силы электрического тока “ампер” в память Андре-Мари Ампера.

 

Совершенно закономерным в творческом развитии В.И. Вернадского видится создание его основополагающей работы «Научная мысль как планетное явление». Вернадский один из создателей антропокосмизма системы, в которой природная (космическая) и человеческая тенденции развития науки сливаются в единое целое  Проблема антропокосмизма, как одна из основополагающих в научном творчестве В.И. Вернадского, разрабатывалась учеными, в том числе Н.Г. Холодным.   Антропокосмизм,  по замыслу Холодного, влечёт за собой принципиальное изменение отношений человека к природе. Прежде всего он приводит к ощущению человеком своей органической, неразрывной и действенной связи со всем космосом. И космос оказывает воздействие на человека, влияет на его жизнь. Антропокосмизм предполагает кардинальное изменение места человека в космосе: человек становится (благодаря успехам науки и техники) космическим фактором, преобразующим природу в том участке Вселенной, где он обитает.

 

ВОДЯНЫЕ ДВИГАТЕЛИ, ВЕТРЯНЫЕ ДВИГАТЕЛИ В XI, XII и XIII вв
. Запад узнал свою первую революцию в механике. Что означает эта революция? Будем понимать под нею совокупность изменений, какие повлекло за собой умноже- ние числа водяных и ветряных мельниц. Эти «первичные двига- тели», несомненно, весьма скромны по мощности: от 2 до 5 ло- шадиных сил на водяное колесо^, иногда 5 и самое большее 10 лошадиных сил для крыльев ветряной мельницы. Но в экономи- ке, плохо обеспеченной энергией, они представляли значи- тельный прирост мощности и сыграли определенную роль в первом экономическом подъеме Европы. Водяная мельница, более древняя, имела намного большее значение, чем ветряная. Она не зависит от непостоянства ветра, а использует воду, в общем менее капризную. Она была более широко распространена в силу своей древности, большого чис- ла рек и речек, водохранилищ, отводных каналов, водоводов, которые могли заставить вращаться колесо с лопастями или плицами. Не будем забывать и прямое использование течения судами-мельницами-на Сене в Париже, на Гаронне в Тулузе и т. д. Не стоит забывать также и о силе прилива и отлива, кото- рую нередко использовали как в мусульманских странах так и в странах Запада, даже там, где приливы и отливы незначи- тельны. В венецианской лагуне у французского путешественника в 1533 г. вызвала восторг единственная водяная мельница, уви- денная на острове Мурано, которую приводил в движение «на- пор морской воды, когда море прибывает или убывает» ~^>. Первая водяная мельница была с горизонтальным колесом, своего рода простейшей турбиной; иногда ее называли грече- ской (ибо она появилась в античной Греции) или скандинавской (так как она долго сохранялась в Скандинавии). С тем же успе- хом можно было говорить о китайской, корсиканской, бразиль- ской, японской, фарерской или среднеазиатской, потому что в них водяное колесо вращалось иной раз до XVIII, а то и до XX в. в горизонтальной плоскости, развивая при этом мини- мальную мощность, которая позволяет медленно вращать мель- ничный жернов. Ничего нет удивительного, что такие прими- тивные колеса встречались в Чехии еще в XV в. или около 1850 г.-в Румынии. Возле Берхтесгадена мельницы этого типа с горизонтальным колесом с лопастями функционировали почти до 1920 г. «Гениальным» решением стал поворот колеса в вертикаль- ную плоскость, осуществленный римскими инженерами в 1 в. до н. э. Движение, передаваемое зубчатой передачей, затем стано- вится горизонтальным при окончательном вращении жернова, который к тому же будет вращаться впятеро быстрее приводно- го колеса; бывали и передачи с понижением числа оборотов. Та- кие первые двигатели отнюдь не всегда бывали примитивными. В Барбегале, около Арля, археологи обнаружили великолепное римское сооружение: акведук с «искусственным напором воды» длиной более 10 км, а в конце его-18 поставленных одно за дру- гим колес, настоящие последовательно включенные двигатели. Тем не менее применение таких позднеримских устройств было ограничено несколькими пунктами Империи, и использо- вались они единственно для размола хлеба. Зато революция Х11-Х111 вв. не только умножила число водяных колес, она рас- пространила их применение на другие области. Цистерцианцы распространили эти колеса одновременно со своими кузницами по Франции, Англии, Дании. Прошли века-и в Европе от Ат- лантики до Московского государства уже не было деревни, ко- торая не имела бы собственного мельника и водяного колеса, вращаемого потоком, а то и наливного. Применение водяного колеса сделалось многообразным; оно приводило в движение толчеи для руд, тяжелые качающиеся молоты, которыми ковали железо, огромные била сукновален, мехи металлургических печей, а также насосы, точила, ду- бильные мельницы и, наконец, последнее новшество - мельницы бумажные. Прибавим к этому механические пилы, которые по- являются с XIII в., как доказывает это сделанный около 1235 г. чертеж такого любопытного «инженера», каким был Виллар де Оннекур. С необычайным расцветом горного дела в XV в. самые лучшие мельницы стали работать на рудниках: лебедки с реверсом для подъема бадей с рудой, мощные машины для вен- тиляции штолен или для откачки воды нориями (непрерывной цепью с черпаками) и даже всасывающими и нагнетательными насосами, установки для забивки свай, где рычаги давали воз- можность приводить в движение уже сложные механизмы, ко- торые почти такими же сохранятся до XVIII в., даже позднее. Эти великолепные механизмы (их огромные приводные колеса порой достигали 10мв диаметре) можно видеть на очень хоро- ших иллюстрациях к [трактату] «О горном деле и металлургии, в 12 книгах» («De re metallica») Георга Агриколы (Базель, 1556 г.), который обобщает предшествующие труды, предста- вляя их читателю. В пильных станах, в билах сукновален, в молотах и мехах ме- таллургических печей проблема заключалась в том, чтобы пре- образовать движение вращательное в прямолинейное, перемен- ное по направлению; это делалось возможным благодаря применению кулачковых валов. По поводу необходимых зуб- чатых передач можно написать целую книгу (и она пишется). Удивительно в наших глазах то, что дерево позволяло осущест- влять самые сложные решения. Это, однако, отнюдь не озна- чает, что такие шедевры механики были привычным зрелищем для современников. Если им приходилось с ними встречаться, они поражались и восхищались, даже в позднейшие времена. Когда в 1603 г. Бартелеми Жоли, направляясь в Женеву, пересе- кал Юру, он заметил у истока Силанского озера в долине Ней- роль такие мельницы, которые обрабатывали «сосновую и еловую древесину, каковую спускают сверху, с крутых гор; славное устройство, при котором от одного колеса, вращаемого водою, происходит множество движений снизу вверх, и наобо- рот [это движение пилы], а бревно продвигается под пилу по ме- ре того, как она работает... и следующее дерево сменяет его с та- кой упорядоченностью, как если бы все сие делалось человече- скими руками» ^. Вполне очевидно, что зрелище было все же необычное, заслуживавшее упоминания в путевых записках. Мельница, однако, сделалась универсальным устройством, так что сила рек, использовалась она полностью или нет, была необходима повсеместно и настоятельно. «Промышленные» го- рода (а какой город в те времена не был таким?) приспосаблива- лись к течению рек, приближались к ним, обуздывали текущую воду, принимая вид городов наполовину венецианских, во вся- ком случае на протяжении трех или четырех характерных улиц. Таков типичный случай Труа; в Бар-ле-Дюке все еще существует его улица Дубильщиков на отведенном рукаве реки. «Сукновал» Шалон сделал то же самое с Марной (на которой есть мост, на- зываемый мостом Пяти мельниц), а Реймс-с рекой Вель, Коль- мар-с Илем, Тулуза-с Гаронной, на которой уже очень давно и очень долго существовала флотилия «плавучих мельниц», чи- тай: лодок с водяными колесами, вращаемыми течением. Так же поступала Прага, расположенная на нескольких излучинах Влтавы. Нюрнберг усилиями Пегница вращал свои многочис- ленные колеса внутри городских стен и по всем прилегающим деревням (из них 180 еще работали в 1900 г.). В Париже и вокруг Парижа подспорьем служили десятка два ветряных мельниц; но даже предположив, что они ни на один-единственный день в го- ду не останавливались бы из-за безветрия, все они, вместе взятые, не дали бы и двадцатой доли той муки, которую потреб- ляли парижские булочники. Вдоль Сены, У азы, Марны и малых рек, вроде Ивет и Бьевр (на которой в 1667 г. обосновалась ко- ролевская гобеленовая мануфактура), работало 1200 водяных мельниц, большая часть которых предназначалась для помола зерна. Действительно, у малых рек, вытекающих из источника, есть то преимущество, что зимой их очень редко сковывает лед. Был ли такой «захват» мельниц городами в целом вторым этапом в их использовании? В своей еще не изданной диссерта- ции Робер Филипп показал предшествующую фазу-первона- чальное распространение мельниц, располагавшихся (сообраз- но законам, диктуемым используемой водой) в сельской мест- ности, возле деревень, где таким образом утвердился, и на века, источник энергии. Мельница, предназначенная прежде всего для размола зерна, была тогда важнейшим орудием домениального хозяйства. Именно сеньер решал ее построить, покупал жер- нова, предоставлял дерево и камень; вклад крестьян заключался в труде. Домениальное хозяйство представляло ряд самодо- влеющих базовых единиц. Но товарное хозяйство, концентри- ровавшее и перераспределявшее товары, работало на город и заканчивалось городом, и именно оно навяжет свою систему, наложив ее на предшествовавшую, и создаст новую плотность размещения мельниц, отвечающую его многочисленным по- требностям "5. Наконец, мельница была своего рода стандартной мерой энергетической оснащенности доиндустриальной Европы. Оце- ните мимоходом замечание вестфальца Кемпфера, врача-путе- шественника, который, пристав в 1690 г. к маленькому острову в Сиамском заливе и желая дать представление о стоке реки, го- ворит: она достаточно полноводна чтобы вращать три мель- ницы "(>. В конце XVIII в. в Галиции, ставшей австрийской, ста- тистика дает на 2 тыс. кв. лье и на 2 млн. жителей цифру 5243 водяных мельницы (и лишь 12 ветряных). Цифра, на первый взгляд, чрезмерная, но в 1086 г. «Книга Страшного суда» («Do- mesday Book») отмечала и 5624 мельницы всего на 3 тыс. общин к югу от рек Северн и Трент ч". И достаточно присмотреться внимательно к бесчисленным небольшим колесам, видимым на стольких картинках, рисунках, планах городов, чтобы понять, сколь они были всеобщим явлением. Во всяком случае, если в других местностях соотношение между водяными мельницами и численностью населения было такое же, как в Польше, их дол- жно было бы насчитываться накануне промышленного перево- рота 60 тыс. во Франции^ и примерно 500-600 тыс. в Европе. Ласло Маккаи в детальной и, на мой взгляд, такой же бле- стящей статье, как и классическая работа Марка Блока о водяной мельнице, примерно подтверждает эти цифры: «...от 500 до 600 тыс. мельниц, что равно 1,5-3 млн. лошадиных сил (HP)». Эти подсчеты делались на основе арендных договоров с учетом размеров колес (от 2 до 3 м в диаметре), количества ло- пастей и плиц на них (в среднем около 20), количества получае- мой в час муки (порядка 20 кг на постав), числа колес на каждой мельнице (одно-два или более) и путем сравнения восточно- и западноевропейских мельниц, в общем аналогичных, по край- ней мере что касается зерновых мельниц; причем принимается почти постоянное соотношение между водяными мельницами и численностью населения (в среднем на основании точно из- вестных случаев 1 к 29). Так как число мельниц или величина приводных колес возрастали в таком же темпе, в каком росло население, между XII и XVIII вв. энергетическая оснащенность должна была бы возрасти вдвое. В принципе каждая деревня имела собственную мельницу. Там, где такая мельница не мог- ла быть повсеместной из-за отсутствия ветра и достаточно мощных водяных потоков (как на Венгерской равнине), под- спорьем служила мельница с конным и даже с ручным приводом "9. Ветряная мельница появилась намного позже водяного коле- са. До недавнего времени ее считали «уроженкой» Китая; более вероятно, что она пришла с нагорий Ирана или из Тибета. В Иране, по-видимому, с VII в. н.э. и уж наверняка в IX в. мельницы вращались, приводимые в движение парусами, уста- новленными вертикально на колесе, которое само двигалось в горизонтальной плоскости. Движение этого колеса, передавае- мое на центральную ось, приводило во вращение жернов для размола зерна. Что могло быть проще: не было нужды ориен- тировать мельницу, она всегда находилась в воздушном потоке. И еще одно преимущество: связь между движением ветряка и вращением жернова не требовала никаких зубчатых переда- точных устройств. В самом деле, в случае мельницы для зерна проблема всегда заключалась в том, чтобы привести в движение жернов, вращающийся в горизонтальной плоскости-mola ver- satilis-и раздавливающий зерно на расположенном под ним не- подвижном (лежачем) жернове. По-видимому, от мусульман та- кие мельницы распространились в Китае и в Средиземноморье. Ветряные мельницы как будто имелись в Таррагоне, на север- ной границе мусульманской Испании, с Х в.^ Мы, однако, не знаем, как они вращались. Ибо, в отличие от того, что произошло в Китае, где мельни- ца на протяжении столетий будет вращаться в горизонтальной плоскости, великим событием на Западе стало превращение вет- ряка в колесо, установленное вертикально, наподобие того, как случилось это с водяными мельницами. Инженеры утверждают, что модификация была гениальной, так как мощность резко уве- личилась. Именно такая мельница нового образца, сама по себе крупное изобретение, распространилась в христианском мире. Арльские статуты фиксируют ее наличие в XII в. В это же самое время она встречается в Англии и во Фландрии. В XIII в. ее приняла вся Франция. В XIV в. ветряная мельница уже есть в Польше и даже в Московском государстве, попав туда через Германию. Небольшая деталь: как утверждают, крестоносцы не обнаружили в Сирии ветряных мельниц, они принесли их ту- да^1. Случаев разрыва во времени много, но в целом Северная Европа в этом отношении опередила Южную. Так, скажем, в определенные области Испании, в частности в Ламанчу, ветря- ная мельница придет поздно, так что, как убеждает нас историк, испуг Дон Кихота был вполне естественным: для него эти боль- шие чудовища были чем-то небывалым. В Италии было не так: в Дантовом «Аде» (1319 г.) Сатана простирает свои огромные руки, ккак мельница вдали крылами бьет» («соте ип molin che il vento giro») ^. Ветряная мельница, более дорогая в эксплуатации, чем ее родственница, требовала больших расходов при равной работе, в частности на помол зерна. Но ее использовали и по-иному. Огромная роль этих мельниц (Wipmolen) в Нидерландах с XV в. (и еще более-после 1600 г.) заключалась в приведении в движе- ние бесконечных цепей с черпаками, которые собирали грун- товые воды и сбрасывали их в каналы 83. Таким образом, они станут одним из орудий терпеливого отвоевывания нидерланд- ских земель под защитой дамб, прикрывающих от моря и от тех озер, что образовались на слишком долго разрабатываемых в прошлом торфяниках. И еще одна причина того, чтобы Голлан- дии стать родиной ветряной мельницы: страна лежит в центре обширного пространства с постоянными западными ветрами, дующими с Атлантики в направлении Балтийского моря. Первоначально всю мельницу поворачивали вокруг ее оси, чтобы сориентировать крылья по ветру, как, скажем, бретон- ские мельницы с характерным названием «подсвечники» ^. Вся мельница монтировалась на центральной мачте, и поворотный брус позволял поворачивать весь комплекс. Так как крылья вы- годно располагать сколь возможно выше над землей, дабы они ловили самый сильный ветер, механизм передачи и жернова располагались высоко (отсюда потребность в подъемнике для мешков). Маленькая подробность: ось крыльев никогда не бы- вала строго горизонтальной, ее наклон регулировали эмпириче- ским путем. Схемы еще существующих мельниц (вроде схем Ра- мелли, относящихся к 1588 г.) позволяют понять эти простые механизмы: передачу движения, системы торможения, возмож- ность установить вместо единственной пары центральных жер- новов две пары боковых... Едва ли более сложно было бы объяснить действие Wipmo- len, которая получала движение наверху и передавала его вниз, туда, где работала цепь с черпаками, игравшая роль насоса. Движение передавалось валом через полую центральную опору. Отсюда возникали некоторые затруднения, впрочем не непрео- долимые, когда при случае Wipmolen вновь переделывали для помола зерна. Довольно рано, по достоверным данным-в XVI в., благода- ря голландским инженерам распространилась башенная мель- ница: для перемещения крыльев достаточно было передвигать только подвижный верх постройки. В таких мельницах, иногда называемых «мельницами в блузах» (потому что издалека они напоминали крестьянина, одетого в рабочую рубаху), слож- ность была в том, чтобы облегчить движение «шапки» по непо- движной части мельницы, используя деревянные полозья или же подшипники разных конструкций. Внутри мельницы требовав- шие решения проблемы оставались теми же: управлять - оста- навливать движение крыльев, изменять положение их лопастей, обеспечить медленное оседание из бункера зерна, которое через «окно» («lumiere») проходит сквозь верхний вращающийся жер- нов, а главное-изменять посредством зубчатой передачи на- правление движения, которое должно преобразовываться из вертикального движения крыльев в горизонтальное вращение жерновов. В более общем смысле великим прогрессом было открытие, что один-единственный двигатель, одно-единственное колесо, будь то водяная или ветряная мельница, могло передавать свое движение нескольким орудиям: не одному жернову, но двум или трем; не одной только пиле, но пиле и молоту; не одной толчее, но целому ряду, как в той занятной модели (в Тироле), что «толкла» зерно, вместо того чтобы его молоть (в этом слу- чае грубо измельченное зерно используют для изготовления от- рубного хлеба, напоминающего более сухарь, чем хлеб)

 

Датчики быстропеременных и импульсных давлений на основе тонких пленокСегодня все чаще возникает необходимость измерений быстропеременных и импульсных давлений в трубопроводах без изменения их геометрии.В отличие от традиционных пьезоэлектрических датчиков ввертного типа эти датчики накладываются на трубопроводы различных диаметров (от 6 до 10мм и т. д.) и закрепляются с помощью металлического замка. Датчики на основе пьезопленки предназначены для оптимизации работы двигателей внутреннего сгорания при температурах до + 100 °С (в перспективе - до +250 °С), давлений до 250...300 кгс/см2 в диапазоне частот от 10 до 10000 Гц. Габариты датчика — 28x28x12 мм, масса не превышает 12 г. Отечественной промышленностью подобные датчики не выпускаются.Учитывая конструктивные особенности пьезопленочных датчиков, которые не требуют специального посадочного места, был принят нетрадиционный подход к выбору пьезоматериала и пьезопреобразователя. Наиболее предпочтительной оказалась пьезопленка, которую благодаря ее гибкости и малой толщине можно присоединить к элементам сложной формы (трубопроводам, уголкам, манометрическим трубкам и т. д.), т. е., в отличие от пьезокерамики, пленке можно придать практически любую форму без снижения ее активности. Кроме того, пьезопленку можно формировать на различных диэлектрических, металлических и полупроводниковых подложках, что позволяет существенно расширить конструктивные возможности датчиков.Были проработаны два варианта конструкции на основе пьезоэлектрической пленки — из поливинили-дефторида и пленки, изготовленной методом вакуумного напыления на гибкую подложку заданных параметров. Анализ результатов испытаний показал, что датчик на основе пьезоэлектрической пленки, напыленной на подложку заданных размеров, имеет более высокую чувствительность.Работоспособность этого датчика в заданных условиях и его высокие метрологические характеристики обеспечиваются не только оптимальным выбором пьезопреобразователя, конструкционных, клеевых, изоляционных материалов, отработкой технологии изготовления, но и в немалой степени совершенствованием схемы согласующего устройства.Малогабаритные датчики на основе объемно-чувствительных пьезоэлементовДля измерения быстропеременных давлений газов и жидкостей без нарушения ламинарного потока при аэродинамических испытаниях, на лопатках турбин, на малогабаритных объектах и в условиях ограниченного пространства, где невозможна установка датчиков ввертного типа, разработан специальный модельный вариант малогабаритных (сверхминиатюрных) датчиков, приклеиваемых к исследуемому объекту. Такие датчики, серии ДПС 008, имеют диапазон измерения от 0,05 до 56 кгс/см2 на уровне статических давлений от 0,5 до 630 кгс/см2 в широком диапазоне частот от 2 до 150000 Гц и температур от -196 до +150 °С. Датчики имеют два исполнения: с кабелем и без него. Габариты датчика без кабеля — 11x9x0,5 мм; датчика с кабелем — 11x9x70 мм. Масса и в том, и в другом случае не превышает 0,1 г. В этих датчиках применен объемно-чувствительный пьезопреобразователь ПМ-13, разработанный НКТБ "Пьезоприбор" из материала ТС-1. Для пьезокерамики ТС-1 отношение пьезомодуля dзз к пьезомодулю d31 равно 1:5, что при использовании пьезоэлемента на всестороннее сжатие позволяет значительно снизить виброэквивалент, так как в этом случае отношение чувствительности к вибрации и давлению обратно пропорционально отношению пьезомодулей dзз/d31. Кроме того, в условиях объемного сжатия прочность материалов значительно выше, чем при воздействии нагрузки. Таким образом, оптимально подобранный тип пьезопреобразователя обеспечивает высокую стабильность коэффициента преобразования в широком диапазоне статических давлений, необходимую чувствительность и низкий виброэквивалент.Конструкция датчика предельно проста — исполнение бескорпусное. Между двумя полиимидными пленками вклеен пьезопреобразователь ПМ-13 в виде модуля, содержащего подложку из неполяризованной ке­рамики и два тонких диска из поляризованной пьезокерамики. На полиимидную пленку методом напыления и гальванического наращивания нанесены электроды, соответствующие по форме электродам пьезоэлемента, и металлизированная поверхность, выполняющая роль экрана. Датчик при установке на объект приклеивается по пленке эпоксидным компаундом. Работоспособность датчиков в реальных условиях подтверждена испытаниями, проведенными на объектах заказчиков.Датчики в составе свечи зажиганияВ результате работ по расширению области применения пьезоэлектрических датчиков на объектах народного хозяйства был создан датчик в составе свечи зажигания или "датчик-свеча". Он предназначен для одновременного создания искры и измерения давления до значения 250 кгс/см2 в частотном диапазоне до 10000 Гц при температурах до 300 °С в камере сгорания двигателя.Габаритно-установочные размеры датчика: М8x0,75 мм, масса с кабелем не превышает 35 г.Датчик имеет два исполнения: на основе пьезокварцевых дисков и на основе пьезоэлементов ПЭСД-21.Датчик устанавливается в свечу зажигания с по­мощью соединительной трубки, которая заканчивается установочным штуцером. Трубка крепится в корпусе свечи посредством технологического кольца.Сигнал с датчика передается на ЭВМ и другие электронные устройства. Практическое применение датчиков в двигателях позволяет создать систему прямого регулирования, которая способна устанавливать определенные моменты зажигания по заданным программам для основных режимов работы двигателя при его отработке, или, другими словами, отыскиваются такие моменты воспламенения, которые обеспечивают получение от двигателя максимальной мощности на нужных режимах, что в конечном счете позволит: увеличить реальную мощность двигателя; снизить расход топлива; улучшить динамические параметры двигателя; увеличить мотороресурс двигателя; снизить токсичность выхлопных газов.Малогабаритные многофункциональные датчикиПроблема создания многофункциональных датчиков, измеряющих одновременно несколько параметров, очень актуальна. Известны конструкции датчиков пьезоэлектрического типа, предназначенных для измерения двух и даже трех параметров, таких как давление и температура, переменное и статическое давления, давление и сила, давление, температура и расход газа (жидкости) и т. д.Сложность разработки таких датчиков заключается в том, что принципы их построения различны: повышение информативности по одному параметру сводит к минимуму информативность по другому.Задача усложняется еще и тем, что датчик должен быть малогабаритным, работать в широком диапазоне давлений до 630 кгс/см2, температур до +200 °С, вибраций до 300 g и иметь элементы диагностики.Реализация заданных требований возможна при условии поиска новых перспективных технических решений и прогрессивных технологий, проведения глубоких теоретических и экспериментальных исследований. При построении таких датчиков в качестве пьезопреобразователей могут быть выбраны модули типа ПМ-9, которые содержат рабочие и дополнительные слои, последние при соответствующей поляризации и схеме включения используются для диагностики.Возможность создания малогабаритной конструкции многофункционального пьезоэлектрического датчика с диагностикой в большей степени будет определяться оптимальным выбором многофункционального пьезопреобразователя. Создание многофункциональных датчиков позволит обеспечить эффективные по затратам измерения, дать существенную экономию в стоимости оборудования и трудозатратах по установке датчиков за счет использования одного датчика вместо двух; уменьшения количества оборудования и точек врезок в процесс, что позволит легче удовлетворить строгим требованиям по охране окружающей среды; уменьшения затрат на проектирование, установку и обслуживание; сокращения времени на обработку результатов измерения; использования корреляционных зависимостей для повышения точности и достоверности информации.

 

 

 

 

Сайт создан в системе uCoz