Михаил Стародумов - Самые популярные изобретения из прошлых веков, актуальные сегодня, или Кто придумал первого робота

В 1802 году В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги. В 1803 году он опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

В 1882 году Н. Н. Бенардос из Новороссийска изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов, которую запатентовал в Германии, Франции, России, Италии, Англии, США и других странах, назвав свой метод «электрогефестом».

Метод Бенардоса получил широкое распространение. Вместо того чтобы возиться с клепками-болтами, было достаточно просто сварить куски металла. Однако потребовалось около полувека, чтобы сварка окончательно заняла главенствующее положение среди монтажных методов.

В 1888 году Н.Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины. В 1893 году на Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

В 1905 году В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

В 1932 году К.К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой.

В 1939 году Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Электромобили на солнечных батареях

Тип экспериментальных электромобилей, которые передвигаются благодаря энергии солнца. Для питания электродвигателей и подзарядки аккумуляторов используются солнечные батареи. Типичный КПД фотоэлементов составляет до 15–20 %, крупные батареи могут иметь мощность до единиц киловатт. Солнечные электромобили зачастую имеют мощность двигателя в 2–3 лошадиные силы.

Ночью солнцемобиль может передвигаться как обычный автомобиль, сжигая топливо (при наличии двигателя внутреннего сгорания) или на аккумуляторах (при наличии), а днём использовать энергию солнца.

В 1982 году изобретатель Ханс Толструп на солнцемобиле «Quiet Achiever» («Тихий рекордсмен») пересёк Австралию с запада на восток со скоростью всего лишь 20 км/ч.

Уже в 1996 году победитель IV Международного ралли солнцемобилей — «Dream» («Мечта») проехал 3000 км между Дарвином и Аделаидой со скоростью почти 90 км/ч, на отдельных участках 135 км/ч.

Электропоезд

Электропоезд (разг. электричка) — разновидность неавтономного моторвагонного подвижного состава, получающего энергию, как правило, от внешней контактной сети с помощью токоприёмников.

Электропоезда широко используются в железнодорожном пригородном и ближнем междугородном сообщении, а также как городской поезд. В отличие от других типов тягоподвижного состава, они способны быстро разгоняться и тормозить на коротких перегонах между станциями, относительно малошумны и не загрязняют окружающую среду, что очень важно в густонаселённых районах. Кроме того, электропоезда применяются в высокоскоростном пассажирском сообщении. Помимо железной дороги, электропоезда используются в метрополитене, а также на монорельсовом транспорте.

Ключевой фактор в расширении применения электропоездов — электрификация железных дорог. Первый электропоезд изобрел и представил немецкий ученый и инженер Вернер фон Сименс. В последний день мая 1879 года на промышленной выставке в Берлине немецкие изобретатели Эрнст Вернер фон Сименс и Хальске продемонстрировали макет электрической железной дороги. Машина приводилась в движение электродвигателем, к которому по контактному рельсу передавался ток напряжением в 150 вольт, а обратным проводом служили рельсы, по которым передвигался поезд. Он назывался «электролокомотив». Изобретение стало настоящей сенсацией. Поезд, состоящий из локомотива и трех вагонов, двигался со скоростью 7 км/ч за счет двигателя с последовательной намоткой. А в 1881 году на окраине Берлина прошел первый пассажирский электротрамвай на первой электрической железной дороге Берлин — Лихтер-фельд, который двигался со скоростью 30 км/ч и за 3 месяца перевез больше 12 тысяч пассажиров.

Современный электропоезд формируется из моторных (выполняющих функцию тяги) и прицепных вагонов. Прицепные вагоны могут содержать оборудование, выполняющее вспомогательные функции — например компрессоры (получение сжатого воздуха для тормозной системы, подъёма токоприёмников, открывания-закрывания дверей, пневмоконтакторов и других систем), аккумуляторные батареи, преобразователи напряжения и так далее. Вагоны электропоезда с кабинами управления называются головными.

В 2017 году компания «Byron Bay» в Австралии создала электропоезд, получающий энергию от солнечных батарей, расположенных на крышах его вагонов и на промежуточных станциях. В солнечную погоду состав может двигаться, не прибегая к другим источникам энергии; для работы в пасмурную погоду также предусмотрены аккумуляторы.

Электрооборудование электропоездов зависит от рода тока (электропоезда постоянного тока, переменного тока, двухсистемные), типа тяговых двигателей (коллекторные, асинхронные), наличия или отсутствия электрического торможения.

Наступило время скоростных поездов. Первый высокоскоростной поезд построила французская компания «Alstom» в 1971 году, однако движение по скоростным линиям начало функционировать только спустя 10 лет. Скорость первого такого поезда из Парижа в Лион достигала 270 км/ч, он отличался повышенным комфортом и полным отсутствием шума.

Сегодня самыми быстрыми поездами в мире считаются: китайский Shanghai Maglev, развивающий скорость до 431 км/ч; китайский Fuxing Hao со скоростью до 350 км/ч; японский Shinkansen, способный разгоняться до 330 км/ч.

Электрошокер

В начале XX века американец Генри Диксон создал первый электрошокер. Это приспособление тогда получило название «электрический хлыст», под которым Диксон и запатентовал свое изобретение.

«Электрический хлыст» представлял собой палку с двумя электродами и предназначался для того, чтобы с его помощью держать в повиновении крупный и мелкий рогатый скот. В случае непослушания животное получало разряд тока.

Многие изобретатели экспериментировали с устройством Диксона. Современный вид электрошокеру придал Джон Ковер. Свое изобретение он назвал «Оружие для обездвижения и задержания», запатентовав его в 1974 году. Только электрошокер Ковера предназначался уже не для животных, а для людей. В связи с этим Ковер внимательно относился к вопросу воздействия его устройства на организм человека. Главным критерием была безопасность. Исследования показали, что электрошокер не может привести к необратимым травмам и остановке сердца. Устройство Ковера предполагало воздействие на человека переменным током высокого напряжения.