Алексей Боголюбов - Творения рук человеческих (Естественная история машин)

Нужно отметить, что наука о машинах развивалась в основном как описательная. Машины, как и раньше, строились по подобию, по образцам. Рассчитывались лишь некоторые параметры — размеры зубчатых колес, маховика, передаточные отношения, коэффициенты полезного действия, мощность двигателя. Но, конечно, одним копированием существующего, кем-то созданного дело не ограничивалось. Каждый изобретатель непременно вносил что-то свое, новое, что и вело к развитию машинных форм, ко все большему разнообразию механизмов, а в целом к становлению технологического машиностроения в последней четверти прошлого века.

В дальнейшем было создано большое количество разнообразного металлообрабатывающего обрудования — токарных, токарно-винторезных, строгательных и зуборезных станков. В 1829 г. Джеймс Несмит улучшил конструкцию фрезерного станка, и он стал одним из главных по тому времени станков. В 1843 г. Несмит же создал паровой молот. Это был крупный шаг в механизации кузнечного производства, развитии кузнечно-прессового оборудования.

Машинизация на новой технологической основе захватывает и горнодобывающую промышленность. Было изобретено несколько видов машин для прохождения глубоких скважин, созданы установки для канатного бурения. В середине века в шахтах и на рудниках появились перфораторы для бурения шпуров, хотя первый американский паровой перфоратор оказался тяжелым и неудобным в работе. Тогда попробовали заменить пар сжатым воздухом. Во Франции сконструирован первый пневматический перфоратор, и во второй половине века пневматическое бурение применили при проходке железнодорожных туннелей.

Еще в конце XVIII в. начались работы по созданию машины, которая облегчила бы тяжелый труд шахтера. В следующем столетии уже существовало несколько систем врубовых машин; так, в Англии в 70-х годах применялась врубовая машина, действовавшая сжатым воздухом. Однако и к концу прошлого века механизация подземных работ была чрезвычайно низкой.

Объясняется это дешевизной ручного труда, невысокими темпами развития горной промышленности, а также косностью, боязнью новизны. Аналогичным было положение и в других областях производства. К машинам относились с опаской: стоят они много, а сможет ли окупиться затраченный капитал, не ясно. Во время постройки железной дороги Петербург — Москва строитель дороги, автор первого русского теоретического труда по железнодорожному делу Павел Петрович Мельников приобрел в США новинку — четыре паровых экскаватора. Однако подрядчики отказались пользоваться экскаваторами, и их продали на Урал. Первый многоковшовый экскаватор на железнодорожном ходу был построен французский инженером Кувре в 1864 г. и использовался на земляных работах при проходке Суэцкого канала. При этом для отгрузки грунта были установлены цепные транспортеры. Ленточный транспортер появился в середине века, его построил на приисках Восточной Сибири инженер А. Лопатин. Транспортер применялся для выдачи золотоносного песка к машинам и промытого— в отвал.

Пример экскаватора, транспортера и некоторых других машин показал, что машины, изобретенные для технологических нужд одной отрасли промышленности, могли с успехом применяться и в другой. В данном случае речь шла о горнозаводском, строительном и дорожном производствах. Таким образом, происходит непрерывный обмен идеями и оборудованием. В этом проявлялись интегральные тенденции техники, обеспечивающие нужное решение на «стыке» различных ее направлений.

Проникновение машин в полиграфию, в пищевую, легкую, табачную промышленность и в некоторые другие отрасли производства существенно обогатило теоретическое и практическое машиностроение: для создания специальных машин потребовались новые механизмы с новыми свойствами. В этих машинах уже проявилась тенденция автоматизации производства.

Обобщая ход развития техники от простых орудий труда к автоматизации производства, Карл Маркс писал о том, что ход развития машин шел от простых орудий, накопления орудий, сложных орудий, приведения в действие сложного орудия одним двигателем — руками человека, приведения этих инструментов в действие силами природы; к машине; системе машин, имеющей один двигатель, наконец, к системе машин, имеющей автоматически действующий двигатель.

Нарисованная картина — это точный «слепок» с действительности, с практики, в которой «рабочая часть» машин сыграла первостепенную роль, будучи стимулом развития как самой машины, так и системы машин.

Позже Фридрих Энгельс дал еще более развернутую характеристику эволюции машинного производства. По его словам, в крупной промышленности применяются двоякого рода машины: 1) кооперация однородных машин (механический ткацкий станок, машины для изготовления конвертов, которые исполняют работу целого ряда частичных рабочих путем комбинирования различных орудий), здесь уже имеется технологическое единство благодаря передаточному механизму и двигателю, 2) система машин, комбинация частичных рабочих машин (прядение). Последняя находит свою естественную основу в мануфактурном разделении труда, но имеет существенное различие. В мануфактурном производстве каждый частичный процесс необходимо было приспосабливать к рабочему, а здесь же количественное отношение отдельных групп рабочих повторяется в виде отношения отдельных групп машин.

И в этих классических высказываниях содержится не только итог пройденного техникой пути, но и прогноз, подтверждение которому—современное автоматизированное производство, широкое включение в него автоматов и роботов. Как считал Энгельс, самой совершенной формой фабрики «является автомат, производящий машины, автомат, который уничтожил ремесленную и мануфактурную основу крупной промышленности и тем самым впервые придал законченную форму машинному производству...»

Присмотримся к Марксову определению машины. В нем, как мы видим, есть указание на то, что всякая развитая машина (или система машин) состоит из трех составных частей — двигателя, передачи и орудия.

С этим были согласны все машиноведы, и на протяжении ста с лишним лет они выделяли в классе машин три подкласса — машины-двигатели, машиныпередатчики и машины-орудия.

В течение почти всего прошлого века паровая машина была основным универсальным промышленным и транспортным двигателем. Однако коэффициент полезного действия паровой машины был небольшим, повысить его не удавалось, и поэтому творческая мысль ученых и изобретателей неизбежно должна была устремиться на поиски иных машин-двигателей.

Постепенно четко обозначились три основных направления поисков.