Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Історія виробництва і техніки





Скачати 22.82 Kb.
Дата конвертації01.01.2018
Розмір22.82 Kb.
Типреферат

Багоцький С.В.

Історію техніки ми повинні почати з наших далеких предків - презінджантропов, що жили більше мільйона років тому в Африці. Ці людиноподібні істоти розбивали каміння і використовували утворюються гострі краї. Більш розвинені людиноподібні - архант-ропи (пітекантропи) винайшли ручне рубай-ло, оббите з обох сторін для освіти ріжучого краю. Надалі в справу пішли і осколки, з яких виготовлялися скребла, наконечники і т. Д. Особливо посилився техніч-ний прогрес після появи людини з-часового типу - Ното $ ар1еп $ (близько 40 ти-сяч років тому). Поряд з каменем люди почали використовувати кістку; з'явилися різноманітні складні знаряддя.

До кінця верхнього палеоліту (близько 15 тисяч років тому) людство впритул підійшло до першого у своїй історії екологічному кри-Зісу, пов'язаному зі зменшенням чисельності великих тварин, на яких полювали лю-ді. Довелося шукати способи подолання цієї кризи. В результаті виникло рибо-ловство, були винайдені лук і стріли, по-зволяет полювати на дрібну і моторну дичину. Поява лука і стріл вважають межею, що відокремлює верхній палеоліт отмезоліта. В епоху мезоліту з'явилося перше домаш-неежівотное - собака, яку першооснову-но, по-видимому, використовували в якості ис-точніка м'яса. Однак лише перехід від полювання до землеробства і скотарства дозволив челове-кість вирішити постали перед ним проблеми.

Вивчення техніки первісної епохи предпола-Гаета формування у школярів виразних уявлень про різні види знарядь, які використовувалися найдавнішими людьми (етіорудіяупо-Міна на уроках історії стародавнього світу, але до IX класу учні, звичайно ж, встигли забути, ніж скребло відрізняється від рубила, якими знаряддями користувалися пітекантропи, а якими - неандертальці, і т. п.). Перехід до виробничого господарства знаменує собою початок нового історичного етапу - неоліту розвиток техніки помітно прискорилося. Недарма цей перехід називають неолітичної революцією.

На уроках, присвячених техніці і технології неолітичних часів, школярі знайомляться з концепцією центрів походження культурних рослин, запропонованої М. І. Вавілов, обговорюють відомі з давніх-давен способи обробки землі, шляхи підтримки врожайності. Аналізуються особливості підсобного землеробства, землеробства в заплавах великих річок, зрошуваного землеробства. Підкреслюється роль древніх держав у підтримці меліоративних систем. Викладається також матеріал з історії скотарства.

Після виникнення стародавніх держав все більш значущим чинником технічного прогресу стає війна. Перемагає той, у кого краще зброю; потреби в більш со-вершать зброю визначали розвиток тех-нології, перш за все в металургії. З міддю чоловік познайомився спочатку не-Оліта. Головною перевагою цього металу в ті часи була його пластичність при нагре-вання; шматок міді легко змінював свою форму з волі майстра. Спочатку використан-лась самородна мідь, потім навчилися пів-учать мідь, відновлюючи вугіллям окислені мінерали, наприклад малахіт. Пізніше, вже в III тисячолітті до н. е., мідь почали вигшав-лять з основного сучасного сировини - сульфідних руд, що добуваються в шахтах під землею (наприклад з халькопирита).

Мідні руди добувалися в багатьох районах Середземномор'я: на Синаї, на Піренейському півострові, на Кіпрі. Від назви острова Кіпр і пішло латинська назва міді - Сoprum.

Мідь, однак, занадто м'яка; з неї не-можливо виготовити ні міцного зброї, ні надійних знарядь праці. Металурги наполегливий-во шукали спосіб зробити мідь твердої. Сча-стье посміхнулося майстрам Піренейського по-луострова, де в горах видобувався темний Бле-стящій камінь - каситерит, двоокис олова. При сплаві каситериту з міддю отримував-ся твердий сплав міді та олова - бронза, при-придатна для виготовлення зброї.

Винахід бронзи (близько 2800 р. До н.е. е.) Забезпечило потужний ривок у розвитку військової техніки. Аж до початку II тисячоліття до н. е. було відомо тільки одне родовище каситериту - у Піренеях; його контро-лювати давньоєгипетські фараони. Касситерит не вивозили і Єгипет зберігав монопо-Лію у виробництві бронзи. Інші східні владики були змушені купувати бронзу втридорога. Східні майстри дуже активно шукали замінник бронзи. Мідь сплавляли з самими різними речовинами, при цьому було зроблено багато цінних і цікавих відкриттів, але ні-чого подібного бронзі виготовити не вдалося. Потрібно було принципово інше рішення.

В середині II тисячоліття до н. е. в життя людей входить новий метал - залізо. У самородної формі залізо на Землі не зустрічається. Виняток - впали метео-рити. Однак метеоритного заліза здійснений-но недостатньо, і метал потрібно виплавляти з руд (в основному окислених). Це досить складний процес. У стародавньому світі не було пристроїв, в яких можна досягти темпі- ратури освіти рідкого чавуну. На всіх стадіях технологічного циклу продукти ос-тава твердими. При сильному нагріванні в руді утворювалися зерна заліза, які доводилося вибивати вручну. В результаті виходило так зване крічное залізо, що містить мало вуглецю і тому м'яке. При нагріванні отриманого заліза з вугіллям і наступному охолодженні на його поверхно-сти утворюється твердий шар стали. Залізо стає загартованим, осталенним. З тако-го заліза можна було виготовляти зброю, не поступається бронзовому.

Першими виплавляти залізо навчилися хети, що жили в Закавказзі і Малій Азії (XVIII - XVII ст. До н. Е.). Надалі металургію заліза освоїли й інші народи. Технологія отримання заліза вимагала дуже високих на той час температур. Для їх досягнення були винайдені повітро-дувние хутра, нагнітають повітря і інтенсивність-фіцірующіе горіння.

Сировина для отримання заліза набагато дешевше, ніж для отримання бронзи. Залізні руди, на відміну від мідних, зустрічаються повсе-місцево. Крім того, не потрібен рідкісний і тому дорогий каситерит.

Правда, виробництво заліза більш трудомістке, ніж виготовлення бронзи. Однак тих-монолог можна вдосконалити; поява і розвиток нових технологій призвело до того, що залізо стало дешевшати.

Дороге бронзова зброя було доступно дуже вузькому колу осіб. Тому армія бронзового століття була армією аристократичної. Щодо дешеве залізо зробило воєн-ву службу долею болиіінства чоловіків. Це сприяло виникненню більш демок-ратичних суспільства Стародавньої Греції та Риму, в основі якого лежало народне ополчення.

Протягом майже всієї історії воєн йшов сво-його роду суперечка між піхотою і кіннотою; в стародавньому світі цей суперечка закінчилася внічию.

Кіннота з'явилася, наскільки ми можемо судити, в XVIII в. до н. е .; тоді кінні загони кочівників-гіксосів вторглися в Єгипет і за-перебрали його. Єгиптяни ізвлекліурокі з пора-вання, навчилися використовувати коней в битвах і навіть зробили крок вперед - винайшли колісницю. В результаті від загарбників уда-лось звільнитися.

Кіннота володіє значними преиму-ществами перед піхотою: швидкість, маневрений-ність, висота, з якої воїн наносітудар. Але є і недоліки. Кавалеристи стародавнього світу з трьох основних видів тодішнього зброї (спис, меч, лук) могли з успіхом користуватися тільки списом. Стрільба з лука, звичайно, віз-можна навіть на скаку, але лише тоді, коли че-ловек з раннього дитинства вправляється в верхові-вої їзді і джигитовке. Успішно стріляли з лука з коня тільки кочівники. Меч ж у кавале-риста повинен бути досить довгим і тон-ким (коротким мечем важко рубати ворога, а товстий меч занадто важкий). Лише до кінця древньої історії з'явився ма-теріал, з якого можна було зробити меч для кав, алеріста. ВIV в. до н. е. Римська респуб-лику зазнала нищівного удару прийшовши-ших з півночі галльських племен. Основою їх військової могутності були довгі мечі; зроблені вони були з цільної стали.

У V ст. до н. е. галльські металурги, работав-шие в передгір'ях Альп, зробили найбільше в історії техніки винахід. Вперше в іс-торії вони навчилися отримувати сталь (не залишилося-ленну поверхню заліза - це вміли і раніше, а саме сталь). Сировиною для отри-ня стали служив щодо рідкісний міні-ра сидерит. Галльське навала не залишило помітно-го сліду в історії Риму, але наочно показало майбутнє техніки і майбутнє військового искусст-ва. З'явився матеріал, за допомогою якого можна було вирішити найважливішу військово-тех-нічних завдання - создат' меч для Кавалер-ста. Завдяки її рішенням в середні століття значимість кінноти в порівнянні з піхотою різко піднялася. У лісистій Європі, де не було простору для дії великих кінних загонів, це сприяло розпаду великих держав і виникнення феодальної раз-дроблення (королівська влада не мала сил для того, щоб впоратися з феодалами). На Сході ж, там, де ландшафт дозволяв діяти великим кінним з'єднанням і де державна влада виступала в ролі організатора меліоративних робіт, збережи-лись централізовані держави.

Зрозуміло, новації у військовій техніці не 'були єдиною причиною переходу до ФЕО-далізму. Дуже важливу роль - якщо говорити тільки про технічні фактори - зіграли і суто цивільні винаходи, які зробили рабська праця вкрай неефективним.

Серед таких винаходів потрібно перш за все відзначити поширення знарядь з заліза. Бронза була занадто дорогою для то-го, щоб з неї виготовляти знаряддя праці. Залізо виявилося багато дешевше. Тому саме залізо зробило революцію в технології обробки землі. Обробка великої ділянки стала доступна окремої сім'ї (особливо після винаходу залізного плуга і почала іспаользованія коня як тяглового тварини).

Необхідно згадати і про перші двигунах водяному, а потім і вітряному. Вони в значній-котельної ступеня знецінили фізичну силу раба і підняли в ціні працьовитість і сумлінність селянина.

Отже, в середні віки панівним родом військ була кіннота. Однак на початку II тисячоліття н. е. з'являється ефективна зброя проти кінноти - арбалет. Стріла гарба-літа б'є на відстань кількох сотень метрів; її забійна сила порівнянна з забійною силою кулі; вона вибиває лицаря з сідла, пробиває легкі обладунки. Відповіддю на винахід арбалета стали важкий панцір' і обладунки, що захищають коня. Кіннота стала менш вразливою, але більш неповороткою.

Слідом за арбалетом з'являється вогнепальна зброя (в XIV ст.).

Порох був відомий в Китаї ще в VII ст. У Європі він був винайдений в XIII в. ченцем Бертольдом Шварцем. (Порох - це суміш ка-Лієв селітри, сірки і вугілля. Під час вибуху цієї суміші відбувається екзотермічності реакція; її швидкість з підвищенням температури зростає. Вихідні продукти - тверді речовини, в ре-док реакції утворюються гази, які штовхають кулю або ядро.)

Гармати з'явилися раніше рушниць (наприкінці XIV ст.). Перші гармати кували, скріплюючи два металевих листа. Потім знаряддя стали від-Лівану (спочатку з бронзи, а потім з чавуну). Чавун теж з'явився в XIV в. У процесі поступового вдосконалення технології виробництва заліза будувалися печі, в кото-яких досягалися все більш високі температу-ри. Настав момент, коли в печах почав обра-зовивать багатий вуглецем рідкий сплав - чавун.

У перший час чавун вважався відходом виробництва. Виготовляти з нього зброю або знаряддя було неможливо (через крихкості). Тому англійські майстри називали чавун pig iron - свиняче залізо. Потім чавун почали використовувати для відливання різного роду масивних предметів, в тому числі і гармат.

У XV в. з'являються мануфактури, що сприяє різкому підвищенню продуктивності праці і зниження витрат на виробництво одиниці готової продукції. З мануфактури по суті починається капіталістична конкуренція (ще в досить при-митивная формі).

Капіталістична конкуренція передбачає виготовлення великої кількості однотипних товарів; витрати різних виробників неоднакові; тому товари можуть продаватися за різними цінами. Купувати, есте-ного, будуть того продавця, який продає товар дешевше.

Серед витрат виробництва істотну роль відіграють витрати на утримання робочої сили.Чим вища продуктивність праці, тим нижче ці витрати. Тому капіталізм вимагає не просто високою, але гранично високої інтенсивності праці. У цьому його принципова відмінність від феодалізму, для якого характерна помірна інтенсивність праці при дуже високій якості.

При феодалізмі виробник, що працює на 20% менше сусіда, отримує і дохід, менший на 20%. Для більшості людей вільний час більш цінне, ніж 20% доходу. Тому-то феодалізм і гальмував зростання продуктивності праці. При капіталізмі виробник не може дозволити собі працювати на 20% менше, бо в цьому випадку він не отримає нічого. Тому доводиться мобілі-зовивать всі резерви. Витрати виробництва різняться в залежності від розмірів мануфактури і числа робочих на ній, але ці відмінності не так вже істотні. Справжню силу капіталістична конкуренція набирає тільки після появи машин. Від того, яку машину придбав фабрикант, дуже сильно залежать витрати вироб-ництва і успіх на ринку.

Залежно від кількості годин, виділених на вивчення історії виробництва і техніки, більш-менш докладно вивчаються винайдені ВГУ! - XVII ст. верстати і механізми (на матеріалі європейської історії). Потім школишкі знайомляться з двома подіями, що визначили вигляд індустріальної цивілізації XVIII століття. Йдеться про створення технології виплавки чавуну з використанням коксу і появі машини.

Революція у виробництві чавуну була пов'язана з діяльністю трьох поколінь англійських заводчиків Абрахамом Дербі. Починаючи з XVII ст. виплавка чавуну дуже швидко зростала. В якості відновника руди використовувався деревне вугілля. При цьому для отримання однієї тонни чавуну спалювалося 30 т деревини. В околицях чавунних заводів ліси були знищені начисто.

Ще з XIII в. в Європі почали добувати кам'яне вугілля. Однак при виплавці чавуну використовувати кам'яне вугілля було не можна: в ньому містилися псують метал домішки.

На заводах А. Дербі навчилися відганяти з кам'яного вугілля смоли і отримувати кокс, який можна було використовувати для відновлення залізної руди. Це сталося в ЗО-х рр. XVIII ст.

Використання коксу і ряд інших технологічних новацій привели в кінці XVIII в. до революції у виробництві чавуну. Дешевий чавун полився рікою. На чергу стала проблема отримання дешевої рідкої сталі; вирішена вона була тільки в середині XIX в.

Друге видатне досягнення XVIII в. - широке впровадження машин. Машина - це пристрій, за допомогою якого можна виробляти ті чи інші корисні операції. Будь-яка машина повинна мати такі складові частини: двигун; робочу частину; пристосування, що передають рух від двигуна до робочої частини; систему управління; корпус.

Революційною подією XVIII в. стало створення принципово нового двигуна - парового. Однак впроваджувалися не тільки машини з паровим двигуном. Перелічимо основні досягнення в механізації текстильної промисловості. 1765 г. - Д. Харгрівс винайшов прядильну машину з ручним двигуном "Дженні" (прядіння - це виготовлення ниток). 1771 г. - на цю машину поставлений водяний двигун. 1779 г. - з'явилася сель-машина для виготовлення пряжі дуже високої якості. 1785 г. - Е. Картрайт сконструював механічний ткацький верстат (спочатку з ножним двигуном).

З кінця XVIII в. на машини, що застосовувалися в текстильній промисловості, ставлять паровий двигун. Це перший двигун, що використовує енергію викопного палива. Наслідками впровадження машин в текстильну промисловість стало руйнування ремісників (прядильників і ткачів), безробіття, падіння заробітної плати. У 1779 році відбувся перший погром машин робітниками.

Розвиток машин створило попит на новий потужний двигун, який можна було б розміщувати не тільки на березі річки.

Попередником парового двигуна був винайдений в 1707 р паровий насос Д. Папена. Спочатку під поршнем підривали порох, після чого гази охолоджувалися, стискалися і тягнули поршень вниз. Потім Папен став нагрівати і охолоджувати воду під поршнем.

Насос Папена удосконалив Т. Ньюкомен. Він, що кипить пар не під поршнем, а в окремому котлі, звідки пар запускався під поршень. Потім під поршень пускалися струмки води, і пар конденсировался.

У 1766 р російський механік І. І. Повзунів сконструював паровий двигун, в якому рух поршня передавалося обертається валу. Вийшла універсальна машина, придатна для виконання багатьох операцій. Після смерті Ползунова машина пропрацювала 43 дня, а потім назавжди зупинилася. Широке застосування парових двигунів почалося після робіт Д. Уатта (70-і рр. XVIII ст.). У двигуні Уатга, як і в двигуні Ползунова, зворотно-поступальний рух поршня перетворювалося в обертальний рух вала. Крім того, Д. Уатт вперше застосував холодильник, в який випускався пар з-під поршня, коли останній перебував у верхньому положенні.

Паровий двигун привів до створення нових транспортних засобів. У 1807 р Ч. Фултон винайшов пароплав, а в 1814 р Дж. Стефенсон побудував паровоз. Перша пасажирська залізниця була пущена в Великобританії в 1825 р Створити автомобіль на базі парового двигуна було неможливо: цей двигун був занадто громіздкий.

Широке впровадження машин вело до зростання продуктивності праці і зниження витрат виробництва.

Як не дивно, але розвиток мануфактурної, а потім і фабрично-заводської (машинної) промисловості призвело до реставрації рабства в слабо-і середньорозвинених країнах. Рабство негрів в США, кріпацтво (в ряді відносин сближающееся з рабством) в Росії, нарешті, працю ув'язнених в ГУЛАГу радянського часу - все це можна розглядати як наслідки розвитку капіталізму в провідних країнах. Справа в тому, що при рабстві можна досягти значного зростання інтенсивності праці, хоча рабу, зрозуміло, не можна довірити скільки-небудь серйозні виробничі операції, і скільки-небудь складні знаряддя. Тому на певних стадіях раз-витку капіталізму рабство стає закономірним явищем. (Дешевий бавовна з південних штатів США йшов на фабрики Манчестера; господарі цих фабрик були, отже, кровно зацікавлені в збереженні рабства.)

В кінці XVIII - початку XIX ст. сформувалося машинобудування як самостійна галузь промисловості. Якщо раніше машини виготовлялися досвідченими механіками поштучно і на замовлення, то тепер виникли машинобудівні заводи. Виробництво машин стало масовим.

Розвиток машинобудування, а також поява нарізної артилерії і корабельної бро-ні різко збільшило потребу в сталі. Виникла в кінці XVIII в. технологія отримання сталі шляхом пудлингования не могла задовольнити попит. Потрібно було знайти спосіб отримувати з дешевого рідкого чавуну дешеву рідку сталь. Вирішення цього завдання стало важ-нейшим революційною подією в роз-ні техніки. Було винайдено два способу отримання дешевої рідкої сталі. У 1856 р англійський винахідник Г. Бессемер винайшов конвертор. У конверторежідкій чавун продувається повітрям (в даний час киснем); зайвий вуглець окислюється і відлітає у вигляді вуглекислого та двовуглекислого газу, а чавун перетворюється-тається в сталь. Процес відбувається швидко, сталь виходить дешевої. У той же час через високу швидкість процесом важко управляти, тому отримання високоякісних сталей таким способом важко.

У 1864 році у Франції на заводі братів Мартеном модифікована піч Сіменса, використовувалася раніше для виробництва скла, була вперше застосована для отримання сталі. Незабаром мартенівський спосіб став панівним. Повільний і контрольований характер процесу дозволяв отримувати високо-якісні і спеціальні сталі.

Мартенівські печі зберігали свою провідну роль аж до 70-х рр. XX ст. В даний час основна частина стали виходить в кон-верторах з кисневим дуттям. Якість подібної стали не поступається мартенівської, а собівартість її значно нижче.

Спочатку як конверторний, так і мартенівський спосіб виробництва мав істотним недоліком. Хорошу сталь можна було отримати лише з чавуну з низьким вмістом фосфору і сірки. А в рудах Центральної Європи - як на зло - фосфору і се-ри було занадто багато. Проблему вдалося вирішити в 1878 р, коли С. Томас розробив технологію конверторного отримання сталі з чавуну, багатого фосфором і сіркою. В подальшому відповідна технологія була розроблена і для мартенівських печей. В результаті з'явилася можливість використовувати містять багато сірки і фосфору руди Гер-манії.

Нові способи отримання сталі відкрили блискучу епоху в історії техніки; з-бретенія слідували одна за одною. Згадаймо основні з них.

1876 ​​г. - М. Отто створив двигун внутрішнього згоряння з використанням одержуваних з кам'яного вугілля газів. 1885 г. - Г. Даймлер винайшов двигун внутрішнього згоряння на бензині (російський інженер О. Костович сконструював такий двигун раніше Даймлера, але патент оформив пізніше). 1885 - 1886 рр. - К. Бенц і Г. Даймлер винайшли автомобіль. 1889 року - К. Лаваль створив турбіну. 1891 г. - В. Г. Шухов розробив крекінг нафти (отримання легких фракцій нафти з важких). 1897 г. - Р. Дизель сконструював названий його ім'ям двигун, що працює на гасі (а в більш досконалих модифікаціях - і на більш важких фракціях нафти). 1876 ​​г. - П.М. Яблочкрв сконструював трансформатор. 1881 г. - М. Депре винайшов спосіб переда-чі електричного струму на велику відстань (57 км; передавати на таку відстань без істотних втрат можна лише змінний струм високої напруги, для отримання якого потрібен трансформатор). 1882 г. - Т. А. Едісон створив електростанцію. 1886 г. - П. Еру розробив спосіб отри-ня алюмінію електролізом глинозему. 1891 г. - М. О. Доліво-Добровольський отримав трифазний струм, дуже зручний для застосування в електродвигунах. 1890-і рр. - широке поширення електродвигунів. 1895 г. - А. С. Попов і незалежно від нього Г. Марконі винайшли радіо. 1897 г. - П. Еру розробив технологію виплавки сталі в електропечах.

Для учнів, які цікавляться екологією, дуже цікавим може виявитися наступний факт. Аж до винаходу двигуна внутрішнього згоряння бензин вважався відходом при виробництві гасу і скидався в воду. Застосування цього двигуна призвело до переоцінки цінностей: бензин виявився найціннішої фракцією, яку став і отримувати шляхом розкладання важчих (і раніше мав славу ціннішими) фракцій. Те ж саме можна сказати і про кам'яновугільні смол и, які до другої половини XIX ст. розглядалися як відходи при виробництві коксу, а По-ТОм виявилися найціннішим хімічним сировиною. Винаходи, зроблені в другій половині XIX ст., Докорінно змінили обличчя промисловості. Аж до Другої світової війни технічний прогрес був пов'язаний із застосуванням цих винаходів.

Заключний розділ присвячений яка відбувається в наші дні науково-технічної революції. Її характерні риси:

- перетворення науки в безпосередню продуктивну силу, - формування наукомістких галузей промисловості і широке впровадження наукоємних технологій в традиційні галузі. Про науково-технічної революції можна говорити дуже багато (що, власне, і робиться при вивченні новітньої історії). На закінчення хочеться підкреслити, що історія техніки є найважливішою частиною всесвітньої історії. Технічні нововведення приводять до глибоких змін у соціальній сфері; тому матеріал з історії техніки повинен зайняти більш помітне місце в навчальних курсах для школярів.