Владислав Пристинский - 100 знаменитых изобретений

Мерой сыпучих тел на Руси была кадь, представлявшая собой большую бочку, в которой помещалось 14 пудов ржи. Ее четвертая часть называлась четверть. Та, в свою очередь, состояла из 64 гарнцев, а гарнец равнялся примерно 3–5 литрам. Мерами жидкости были ведро и бочка (40 ведер).

Мерами веса были гривна (409 граммов), пуд (16 килограммов), берковец (10 пудов), ласт (72 пуда).

В XVIII в. была окончательно установлена величина версты в 500 саженей, или 1066,8 метра. Мерой площади была десятина, равная десятой части версты.

В Западной Европе в качестве меры длины применялись дюйм (2,54 см), фут (12 дюймов, или 30, 48 см). Расстояние измеряли в милях. Существовало несколько разновидностей мили. Уставная сухопутная в США и Великобритании равнялась 1,609 км. Морская международная миля равнялась 1,852 км и делилась на 10 кабельтовых. Морская миля в Великобритании равнялась 1,8532 км. Русская миля равнялась 7 верстам, или 7,468 км. В Великобритании и США 3 мили равнялись 1 лиге. Сухопутная лига равнялась 4,828 км, морская – 5,556 км. Во Франции было распространено лье. Сухопутное лье равнялось 4,444 км, морское – 5,556 км.

В Европе и США существовало много различных мер массы и объема. Так, для измерения небольших масс применялась унция, равная 28,35 граммов. Единицей объема и вместимости служил галлон. 1 галлон жидкости в Великобритании равнялся 4,546 литра, в США – 3,783 литра. Кроме того, в США существовал галлон для сыпучих веществ, равный 4,405 литра. Галлон состоял из 4 кварт и 8 пинт. Кроме галлона единицей объема служил бушель, равный в Великобритании 36,37 литра, в США – 35,24 литра.

С развитием науки появлялась необходимость в измерении новых величин. После открытия Торричелли атмосферного давления в 40-х годах XVII в. начались работы по созданию прибора для его измерения. В середине XVII в. такой прибор был создан. Р. Бойль назвал его сначала бароскопом, затем барометром. Атмосферное давление в нем измеряется в миллиметрах ртутного столба.

В конце XVI в. Галилео Галилей решил использовать для измерения температуры свойство жидкости подниматься в тонкой трубке при нагревании. Этот прибор он назвал термоскопом. Позже такие приборы получили название термометров. В XVII в. применяли спиртовые термометры.

В 1665 г. голландский физик Христиан Гюйгенс и англичанин Роберт Гук впервые предложили использовать в качестве точек отсчета температурной шкалы точки таяния льда и кипения воды.

В 1714 г. Фаренгейт изобрел ртутный термометр. Его шкала была разбита на 180 делений. Точка плавления льда соответствовала 32 градусам, а точка кипения воды – 212 градусам тепла. Шкала Фаренгейта до сих пор распространена в англоязычных странах.

В 1730 г. спиртовой термометр был сконструирован французом Реомюром. Он разбил отрезок от точки плавления льда до точки кипения воды на 80 делений. В 1741 г. астроном Упсальской обсерватории (Швеция) Андерс Цельсий изготовил для обсерватории термометр, оснастив его оригинальной шкалой. Ее нулевое деление соответствовало точке кипения воды, а сотое – точке таяния льда. После смерти Цельсия его преемник Мартин Штремер внес в изобретение Цельсия одно усовершенствование: он перевернул шкалу «вверх ногами». В XVIII в. эту шкалу называли термометром Штремера до тех пор, пока химик Берцеллиус в своем «Учебнике химии» ошибочно не назвал ее «цельсиевой». Эта ошибка и закрепилась с тех пор во всем мире.

В конце XVIII в. после Великой французской революции во Франции была создана метрическая система мер. Она была десятичной. В основу этой системы по предложению комиссии, состоящей из крупнейших французских ученых (Ж. Борда, Ж. Кондорсе, П. Лаплас, Г. Монж), был положен метр – десятимиллионная часть длины парижского меридиана. Такое решение было обусловлено стремлением положить в основу системы легко воспроизводимую «естественную» единицу длины, связанную с практически неизменным природным объектом.

Первоначально в метрическую систему кроме метра входили следующие единицы: площади – квадратный метр, объема – кубический метр и массы – килограмм (масса 1 куб. дециметра воды при 4 °C), вместимости – литр, то есть 1 куб. дециметр, площадь земельных участков – ар (100 кв. метров) и тонна (1000 килограммов).

Для образования наименований кратных и дольных единиц были приняты приставки кило, гекто, дека, деци, санти и милли.

Декрет о введении метрической системы мер во Франции был принят 7 апреля 1795 г. В 1799 г. был изготовлен и утвержден платиновый прототип метра.

В 1875 г. 17 стран, среди которых была и Россия, подписали метрическую конвенцию для обеспечения международного единства и усовершенствования метрической системы.

Инициатором введения метрической системы в России был Д. И. Менделеев. В 1892 г. он возглавил Главную палату мер и весов. На этом посту он решал вопросы, связанные с системами мер, возникавшие в ходе развития промышленности и торговли. Под его руководством были восстановлены и переведены в метрическую меру прототипы российских аршина и фунта. В 1899 г. метрическая система мер была допущена к применению в России в необязательном порядке.

В качестве обязательной метрическая система была введена декретом Совнаркома РСФСР от 14 сентября 1918 г., а для СССР – постановлением Совнаркома СССР от 21 июля 1925 года.

На базе метрической системы единиц возник целый ряд частных систем единиц. Они применяются лишь в отдельных отраслях науки и техники.

В XX в. существовали разные системы единиц, основанные на метрической системе, например СГС (сантиметр, грамм, секунда). Они плохо увязывались друг с другом. Поэтому в 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам была принята Международная система единиц SI (в русской транскрипции СИ). В ней 7 основных единиц: метр, килограмм, ампер, кельвин, кандела, моль, а также дополнительные единицы: плоского угла – радиан и телесного угла – стерадиан.

Создание систем единиц измерения помогло развитию торговли, науки и техники.

Подавляющее большинство изобретений, описанных в этой книге, было бы невозможно, если бы их детали, узлы и агрегаты не соединялись бы между собой.

В данной статье мы рассмотрим основные виды соединений.

Соединения деталей делятся на разъемные и неразъемные.

Одним из наиболее распространенных видов разъемных соединений являются резьбовые соединения. Как уже указывалось в статье «Рычаг. Простейшие механизмы», резьба представляет собой наклонную плоскость, многократно обернутую вокруг цилиндра. Она состоит из нарезки – чередующихся канавок и выступов постоянного сечения, образованных на поверхности детали.

Долгое время резьбовые соединения выполнялись вручную и могли иметь совершенно произвольную нарезку. Сопрягаемые детали подгонялись друг к другу и не могли применяться в паре с другими деталями, что затрудняло ремонт оборудования.