"100 лет инноваций": как появился конвейер, целлофан и нержавеющая сталь
 |
|
Партнер проекта
|
XX век был полон важнейших научно-технических открытий, многие из которых так или иначе используются и по сей день. Какие изобретения прошлого столетия больше всего повлияли на дальнейший ход истории и какое развитие они получили в XXI веке, читайте в новом цикле статей 42.TUT.BY «100 лет инноваций».
В первом материале серии мы расскажем об изобретениях, появившихся в 1910-х годах предыдущего столетия.
Первый конвейер на предприятии Генри Форда
Важность этого изобретения можно сравнить с разработкой первых паровых двигателей — оно произвело настоящую промышленную революцию и позволило существенно сократить сроки и стоимость изготовления множества вещей. Речь идет массовом поточном производстве — конвейере.
Первым шагом на пути его создания в 1901 году стала разработка одной из первых модификаций сборочной линии американской компанией Oldsmobile. Но внедрить подобную технологию в массовое производство вышло лишь через 12 лет, когда известный американский предприниматель Генри Форд стал использовать ее в автомобилестроении.
В начале XX века автомобиль считался не простым средством передвижения для каждого, а дорогой «игрушкой», показывающей высокий уровень достатка своего владельца. Политика Форда в этом плане была совершенно иной — он хотел сделать автомобили доступными как можно большему количеству людей.
Предприниматель решил сосредоточиться на выпуске одной единственной модели автомобиля — Ford Model T. Он особо подчеркивал, что Model T — простая и надежная машина, которую позволить себе могут не только богачи, но и простые американцы.
Купив в пригороде Детройта большой участок земли, в 1910 году Форд построил там новый завод по изготовлению своих «народных» автомобилей.
Изначально различные детали и узлы Ford Model T на нем перемещались на специальных тележках. Вскоре была выстроена короткая линия для окончательной сборки машин, где части перемещались мимо рабочих с помощью механической силы.
В 1913 году конвейерное производство начали применять для изготовления определенных деталей двигателя (а именно магнето), а позже его стали использовать для сборки практически всех частей автомобиля.
В последствии Форд усовершенствовал свою конструкцию и подстроил сборочную линию под средний рост рабочего на заводе, тем самым облегчив процесс сборки — работникам теперь не приходилось лишний раз наклоняться или тянуться за нужным инструментом, что увеличило и без того высокую производительность труда.
В результате на изготовление одного Ford Model T стало затрачиваться порядка двух часов — вместо прежних двенадцати.
Переоснастив конвейерами все свои остальные заводы и постоянно наращивая темп производства, Форд смог каждый день выпускать порядка 10 тысяч автомобилей! Все они сумели найти своего покупателя, что сделало Форда одним из самых богатых и знаменитых предпринимателей США.
Так в 1900 году в США один автомобиль приходился примерно на 9000 человек, а в 1929 году — на каждые 5 человек. К этому времени в штатах присутствовало около 26 миллионов стандартных «Фордов Т», отличавшихся только цветом и формой кузова.
Позже примеру Форда последовали промышленники из других областей, которые внедряли конвейеры в различные сферы производства. В итоге это позволило многим развитым государствам подготовиться к механизации, автоматизации и роботизации производства 1950−1990-х годов.
Нержавеющая сталь
Разработка неподверженного окислению и, как следствие, порче, металла велась многими учеными по всему миру еще в конце XIX — начале XX веков, но официальным изобретателем этого сплава считается британский металлург Гарри Брирли (Harry Brearley).
В 1913 году он проводил исследования стальных сплавов, которые предполагалось использовать для изготовления оружейных стволов. Ученый действовал путем проб и ошибок, проверяя на прочность сплавы с различными присадками.
В процессе своих экспериментов Брирли заметил, что одна из изготовленных еще месяц назад отливок не покрылась ржавчиной и сохранилась в отличном состоянии. Этот сплав содержал 85,3% железа, 0,2% кремния, 0,44% марганца, 0,24% углерода и 12,8% хрома — так им была открыта первая в мире разновидность нержавеющей стали.
Хоть получившийся сплав для оружейных целей не подошел, Гарри сразу понял — этот материал найдет много других вариантов применения. Исследователь решил использовать свою разработку для создания ножей и столовых приборов, но его работодатели и другие металлурги разработкой не заинтересовались и сочли, что подобное производство потребует слишком больших вложений.
Позже Гарри встретил своего школьного товарища — Эрнеста Стюарта, который работал в компании по производству столовых приборов. Сначала он не поверил в существование не подверженного ржавчине металла. Даже после создания первых опытных образцов ножей, произведенных по новой технологии, Эрнест не счел их пригодными для продажи — они очень быстро тупились.
Впоследствии им все же удалось подобрать режим нагрева, при котором сталь поддавалась обработке, при охлаждении не становилась хрупкой и изделия из которой хорошо затачивалась. Свое изобретение они назвали «нержавеющей сталью» и в 1915 году запатентовали его в Канаде, а в 1916 году — в США.
Примерно в то же время американец Элвуд Хейнс (Elwood Haynes) создал свою версию «нержавейки», которая отличалась более высоким содержанием углерода (обеспечивающего твердость при закалке) и другой кристаллической решеткой. Элвуд стремился создать сталь для изготовления станочных резцов и фрез, так что подобные свойства его сплава явились как нельзя к стати.
После череды судебных тяжб между ним и Брирли о первенстве создания нержавеющей стали они пришли к согласию и создали совместное предприятие The American Stainless Steel Company в Питтсбурге.
Уже намного позже стали хейнсовского типа стали называть мартенситными, а стали, восходящие к сплаву Брирли — ферритными. Их и другие открытые в последствии разновидности нержавеющей стали сегодня применяются практически во всех сферах нашей жизни — медицине, строительстве, нефтегазовой промышленности и других не менее важных отраслях.
Целлофан
Создателем целлофана считается химик швейцарского происхождения — Жак Бранденбергер (Jacques E. Brandenberger).
По легенде, идея создания подобного материала пришла к нему случайно. Однажды он обедал в ресторане вместе со своими коллегами и один из них разлил бокал красного вина на белую скатерть. Пока ее меняли, Жак размышлял над тем, как можно бы было спасти скатерть от такого небрежного обращения.
Он предположил, что, если обработать ткань вискозой, ее получится сделать водоотталкивающей. Но такой эксперимент не увенчался успехом — высохнув, покрытая вискозой ткань сильно огрубела и плохо сгибалась. Вдобавок покрытие легко отслаивалось в виде тонкой прозрачной пленки.
Эта пленка заинтересовала Бранденбергера — прозрачная, как стекло, и, в тоже время, гибкая и прочная, она не пропускала воду, но впитывала ее и пропускала водяной пар. Получившийся материал выглядел достаточно многообещающе, и Жак потратил несколько лет на разработку метода его промышленного производства.
В 1912 году он основал компанию La Cellophane (от французских слов cellulose — целлюлоза, и diaphane — прозрачный) и выпустил машину для промышленного выпуска нового материала. Но массовым продуктом целлофан так и не стал — его производство обходилось слишком дорого, и подходил он лишь для упаковки дорогих подарков.
В 1924 году Бранденбергер продал права на выпуск своего изобретения американской компании DuPont — как оказалось, это решение стало судьбоносным. Сотрудник этой компании, Хейл Чарч (Hale Charch), смог существенно улучшить материал и в итоге исправил его главный недостаток — он сделал его непроницаемым не только для воды, но и для водяного пара.
Это открыло целлофану дорогу в пищевую промышленность в качестве универсальной упаковки, в которой еда долго оставалась свежей.
Только с появлением полиэтилена в 1960-х этот материал перестал быть лидером рынка. Но и сейчас прозрачные полиэтиленовые пакеты часто по привычке называют целлофановыми.
Танки
В начале прошлого века развивались не только гражданские, но и военные технологии. Одним из важнейших изобретений того времени стали танки.
В 1914 году, с началом Первой мировой войны, британский полковник Эрнест Свинтон (Ernest Dunlop Swinton) впервые заявил о необходимости создания подвижной и защищенной боевой машины, обладающей огневой мощью и способной передвигаться по пересеченной местности через окопы, рвы и проволочные заграждения.
Вскоре на базе гусеничного трактора «Холт» разработали прототип первой подобной машины, получившей название «Маленький Вилли» и ставшей первым в мире танком. В 1915 году он прошел первые испытания, но для боевых действий готов еще явно не был.
В феврале 1916 года новый улучшенный танк под названием «Большой Вилли» успешно прошел ходовые испытания — он смог преодолеть широкие окопы, свободно двигался по вспаханному полю, перебирался через стенки и насыпи высотой до 1,8 метров и окопы до 3,6 метров.
В сентябре того же года танк Mk 1 (официальное название «Большого Вилли») был впервые применен во время сражения с немцами на реке Сомма — потери англичан оказались в 20 раз меньше обычных.
Сам танк весил порядка 28 тонн и развивал скорость всего в 4−6 км/ч — как у пешехода. Экипаж состоял из 8 человек. Каких-либо внутренних средств связи в нем предусмотрено не было. Для передачи информации использовались флажки и сигналы лампой, для дальней связи применялась голубиная почта.
Первоначально эти танки также разделялись на «самцов» и «самок». Первые были вооружены пушками и пулеметами, вторые — только пулеметами.
В последующие годы англичанами было выпущено еще несколько модификаций «Большого Вилли». Каждая новая версия была лучше предыдущей.
Постепенно танки были приняты на вооружение и другими воюющими сторонами. К примеру, французский легкий танк Рено FT-17 (на фото ниже) стал одной из самых успешных боевых машин Первой мировой войны и использовался вплоть до начала Второй Мировой.
Он весил около 6 тонн, требовал экипажа всего из двух человек, вооружался пулеметом, поворотной пушкой и развивал скорость до 9,6 км/ч. Также на нем впервые была применена компоновка основных узлов, которая до сих пор остается классической: двигатель, трансмиссия, ведущее колесо — сзади, отделение управления — спереди, вращающаяся башня — по центру.
В России параллельно с другими странами-участницами военных действий также велись работы по созданию собственного боевого танка.
В 1914—1915 годах Александром Пороховщиковым был разработан прототип вездеходной машины, которую также принято считать первым русским танком — но по своей сути из-за отсутсвия вооружения и брони она им не являлась.
После нескольких не очень успешных испытаний проект по созданию этой вездеходной машины был закрыт — на вооружение этот «танк» так и не попал.
В Германии также пытались освоить новое оружие. В 1917 года фирма «Бремерваген» начала производство танков A7V, однако их массовый выпуск немцы наладить так и не смогли.
Сегодня танки по-прежнему являются одной из главных боевых машин практически любой армии мира и оснащаются новыми высокотехнологичными средствами защиты и нападения, современной электроникой, оптикой и куда более мощными двигателями.
Партнер проекта:
Компания Husqvarna является одним из мировых лидеров в производстве садовой и строительной техники. На протяжении более 325 лет мы производим инновационную продукцию непрерывно внедряя новые технологии.
Найди дилера в своем городе!
