Том Джексон - Взламывая технологии

Пароход «Лузитания» — самый быстрый корабль своего времени — в доках Нью-Йорка после своего первого плавания в 1907 г

Киркпатрик Макмиллан, кузнец из сельской Шотландии, использовал свои навыки работы с металлом для создания первого велосипеда, на котором он разъезжал по улочкам родного Дамфрисшира. Изобретение не принесло ему ни славы, ни денег.

До 1839 г. самым быстрым способом передвижения была езда на лошади или на самокате, который состоял из деревянного каркаса и двух колес с железными шинами, имел также руль для поворотов и тормоз. Для передвижения нужно было постоянно отталкиваться ногой от земли. Ехать с горки было легко и приятно, перемещение по ровной поверхности становилось тяжелой работой, а в гору легче было подняться пешком.

Макмиллан был практичным молодым человеком. В детстве он видел, как кто-то катается на самокате по деревне, и решил построить его себе сам. Завершив работу, он представил, насколько быстрее мог бы перемещаться, если бы основную работу за него выполняла машина. Макмиллан приступил к работе над революционным проектом и в 1839 г. сделал первый велосипед с педалями. Человек нажимал ногами на педали, передвигая их вверх и вниз, это движение передавалось через шатуны на заднее колесо, заставляя его вращаться, и велосипед ехал вперед. По этому же принципу построены все современные велосипеды. Велосипед Киркпатрика был очень тяжелым, поэтому физические усилия, необходимые для подъема на холм, были просто огромными. Но это не мешало Киркпатрику, который явно был в хорошей форме, — он мог доехать в Дамфрис (а это 22,5 км) менее чем за час.

Колесный самокат без педалей называли «лошадкой для денди» («dandy horse»), потому что это была игрушка для богатых молодых людей, или денди. Такой самокат был изобретен в Германии в 1817 г

Киркпатрик не запатентовал свое изобретение, и его идея была подхвачена и развита другими. В 1860-х гг. французские инженеры создали похожую машину с педалями на переднем колесе, названную велосипедом. В 1880-х гг. впервые появились велосипеды с цепным приводом. Их называли «безопасными велосипедами», потому что цепь передавала усилие только на заднее колесо, а переднее оставалось свободным и выполняло повороты.

Варианты конструкций велосипедов конца XIX в. Большое переднее колесо делало устройство гораздо более быстрым. Только у «безопасной» модели с цепной передачей были колеса одинакового размера

В начале XIX в. возникла острая необходимость связать доки на Северном и Южном берегах реки Темзы в Лондоне. По этому участку реки проходили большие корабли, поэтому нельзя было строить мост. Туннель казался единственным вариантом.

Копать в мягкой глине русла Темзы оказалось очень сложно, все первые попытки окончились неудачно. Вырыть туннель под Темзой казалось невозможным. Марк Брюнель, английский инженер французского происхождения, так не думал. Вместе с Томасом Кокрейном он изобрел щит, сделавший возможным прокапывание туннеля в глине. Источником его вдохновения был корабельный червь-древоточец, чья голова защищена твердой оболочкой, благодаря чему он может проделывать отверстия в древесине. Усиленный чугунный проходческий щит делился на 36 отделений, которые защищали копавших оголовок туннеля. По мере продвижения работы щит перемещался вперед с помощью домкратов, а выкопанная поверхность позади него обкладывалась кирпичом. Работа над туннелем началась в 1825 г.

Шахтеры копают туннель внутри проходческого щита. Самым важным в щите было то, что он поддерживал грунт впереди и вокруг, предотвращая обвалы

Но щит не спасал от массы других опасностей. Грязная вода из реки просачивалась вниз, вызывая болезни. Высокая концентрация метана часто приводила к возникновению пожара, постоянно была угроза затопления. Вскоре к уменьшающемуся числу рабочих присоединился сын Марка Брюнеля, 20-летний Изамбард (инженер кораблей «Грейт Вестерн» и «Грейт Истерн», см. стр. 87–89).

Строительство туннеля под Темзой длилось 18 лет. Его ширина была 11 м, высота — 6 м, длина — 396 м, а глубина — 23 м. В нем были установлены дренажные насосы (спасавшие от просачивавшихся грунтовых вод), проведено освещение, проложены дороги и сделаны винтовые лестницы. 25 марта 1843 г. туннель был открыт для публики, которая могла пройти по нему пешком.

Туннель под Темзой — первый в мире туннель, прорытый под судоходной рекой. Сначала по нему двигались повозки и пешеходы. Сегодня он используется как часть железнодорожной сети Лондона

В середине XIX в. для многих крупных строительных проектов нужны были чугунные или стальные детали, но возникли проблемы с материалом. Сталь отлично подходила, но стоила очень дорого. Все изменилось в 1855 г.

Генри Бессемер, сын французского инженера, живший в Великобритании, с юных лет демонстрировал страсть к изобретательству. Проект, который сделал его имя известным, относится к 1850-м гг., когда шла Крымская война. Использовавшиеся в то время пушечные ядра были смертельными, но ими было трудно прицелиться. Бессемер сконструировал длинный тонкий снаряд со спиральными канавками по внешней стороне (сейчас мы называем это нарезкой), которые заставляли снаряд вращаться и повышали точность попадания. Но орудийные стволы того времени были недостаточно прочными и часто лопались во время стрельбы. Нужны были пушечные стволы из стали — прочного сплава железа и углерода. Литая сталь идеально подходила, но ее умели делать только небольшими партиями, поэтому она была очень дорогой. Бессемер экспериментировал с продувкой воздухом расплавленного чугуна в маленькой печи и обнаружил, что ему удается превратить чугун в сталь. Чугун отличается от стали бо́льшим содержанием углерода, и в опыте Бессемера лишние углеродные примеси окислялись и образовывали угарный газ, который сгорал. Оставалось придумать, как подвергнуть весь расплавленный чугун воздействию воздуха как можно скорее.