Виргинский В.С., Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники 1870 - 1917 гг - файл n1.doc

Виргинский В.С., Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники 1870 - 1917 гг
скачать (1807.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1808kb.15.10.2012 21:43скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
Глава 3. ЭНЕРГЕТИКА
Промышленное применение электроэнергии. Одной из крупнейших проблем, решенных в рассматриваемый нами период, было получение и использование электроэнергии — новой энергетической основы промышленности и транспорта. «Паровая машина,— писал Ф. Энгельс,— научила нас превращать тепло в механическое движение, но использование электричества откроет нам путь к тому, чтобы превращать все виды энергии—теплоту, механическое движение, электричество, магнетизм, свет — одну в другую и обратно и применять их в промышленности»'.
Переход к массовому, непрерывному и автоматизированному производству требовал перевода системы машин на новый двигатель. Им стал электропривод (электромотор), обеспеченный соответствующей передачей электроэнергии от генератора.
Предпосылкой для решения этой технической проблемы стало изобретение итальянским физиком А. Пачинотти (1841—1912) в 1860 г. и независимо от него бельгийским мастером 3. Т. Граммом (1826—1901) в 1869—1870 гг. динамо-машины, т. е. самовозбуждающегося генератора постоянного тока. Именно благодаря конструкции, предложенной Граммом, изобретение получило распространение на практике.
Маркс К., Энгельс Ф. Соч.— 2-е изд.— Т. 35.— С. 374.

==44


Динамо-машина Грамма. 1869—1870 гг.

Динамо-машина с верхним расположением якоря.


Первые электрогенераторы были машинами небольшой мощности и разнообразной конструкции (генераторы Ф. Хельнера—Альтенека—1873 г., Т. А. Эдисона—1878 г. и др.). Коэффициент полезного действия (КПД) этих машин был невелик. .;,- ^ ':•; В начале 70-х гг. принцип обратимости электрических маЩин был уже хорошо известен. Эти машины могли использоваться и .в* качестве генератора, и в качестве двигателя.
В 70—80-х гг. генераторы постоянного тока были настолько усовершенствованы, что, по сути дела, приобрели основные черты современных машин.
Другой предпосылкой стало осуществление передачи электроэнергии по проводам на значительные расстояния. Первую передачу электроэнергии на расстояние 1 км демонстрировал француз И. Фонтен в 1873 г.
Однако практического применения этот опыт не получил. Более того, сам Фонтен считал, что подобная передача энергии возможна только для незначительных мощностей и на небольшое расстояние.
Теоретические обоснования и основы расчета электропередач были сделаны в 1880 г. в работах Д. А. Лачинова (1842—1902) и французского ученого М. Депрё (1843—1918). Лачинов и Депре независимо друг от друга пришли к выводу о возможности и экономической целесообразности передачи электроэнергии на большие расстояния при условии повышения напряжения. В 1882 г. Депре осуществил передачу электроэнергии по проводам на расстояние 57 км между Мюнхеном и Мисбахом. Получив финансовую поддержку банкира Ротшильда, Депре построил несколько линий электропередачи во Франции.

==45

Электродвигатель трехфазного тока Доливо-Добровольского.
Опытами Депре интересовались К. Маркс и Ф. Энгельс, придавая им большое значение. Это открытие «окончательно освобождает промышленность почти от всяких границ, полагаемых местными условиями, делает возможным использование также и самой отдаленной водяной энергии, и если вначале оно будет полезно только для городов, то в конце концов оно станет самым мощным рычагом для устранения противоположности между городом и деревней» '.
Дальнейшее развитие передачи электрической энергии на расстояние связано с именем М. О. Доливо-Добровольского, который в 1888 г. изобрел систему трехфазного переменного тока. В 1891 г. Доливо-Добровольский вместе с инженером Броуном организовал передачу электроэнергии на расстояние 170 км от Лауфенана-Некаре до Электротехнической выставки во Франкфуртена-Майне. Это событие можно считать началом зарождения использования трехфазного тока, вызвавшего переворот в промышленности, транспорте и быту.
В 1892 г. электропередача трехфазного тока была осуществлена в Швейцарии и Германии, а в 1893—в США. Первая промышленная установка трехфазного тока в России была построена в 1893 г. для Новороссийского элеватора
Внедрение трехфазной передачи электроэнергии встретило сопротивление в США—Эдисона, в Англии—Свинберна, в
Маркс К., Э н г е л ь с Ф. Соч.— 2-е изд.- Т. 35. - С. 374.

==46


Австро-Венгрии —Дери, в Швейцарии — Броуна, специализировавшихся на выпуске машин и аппаратов постоянного, однофазного или двухфазного переменного токов. Любопытно отметить, что намеченный Доливо-Добровольским в 1899 г. обобщающий докладе преимуществах электропередачи трехфазного тока был запрещен правлением крупнейшего треста германской электротехнической промышленности «АЭГ», как задевающий интересы этой фирмы.
Решение вопроса об электропередаче на значительные расстояния на основе практического использования системы трехфазного переменного тока позволило сконцентрировать производство электроэнергии на особых предприятиях — электростанциях, где в качестве первичных генераторов служили тепловые или водяные двигатели.
Следует заметить, что сооружение первых электрических станций относится к концу 70— началу 80-х гг. Эти электростанции (блок-станции, как их тогда называли), производившие постоянный ток, могли обеспечить ограниченное число потребителей, осветить небольшие районы города (см. подробнее в гл. 5). Именно в этом крылся недостаток использования постоянного тока.
В 80-х гг. начали строить электрические станции переменного тока, которые позволили расширить область применения электроэнергии. В 1884 г. в Англии была пущена первая электростанция переменного тока. В 1889 г. вблизи Портленда (США) была построена крупная гидростанция однофазного переменного тока
мощностью 720 кВт.
В конце 90-х гг. для снабжения электроэнергией промышленных районов и городов развернулось широкое сооружение районных электростанций, строившихся вблизи источников сырья или у рек.
Ожесточенная борьба развернулась вокруг огромных источников энергии Ниагарского водопада (США). Эдисон предлагал строительство электростанций по производству постоянного тока. Вестингауз ратовал за сооружение гидростанций переменного тока. Добыв с помощью разведки чертеж генераторов переменного тока Вестингауза, Эдисон воспроизвел такой же и предложил сенату своего штата законопроект о запрещении переменного тока как необычайно опасного. Эдисон добился того, чтобы казнь на электрическом стуле проводилась только с помощью постоянного электрического тока. Он развернул кампанию в газетах, где выставлял переменный ток противным человеческой природе, морали и библии, призывал не проводить в дома переменный ток. Но все было напрасно. Несмотря на все попытки опорочить переменный ток, он стал широко использоваться для передачи электроэнергии на расстояние.
В 1896 г. вступила в строй первая районная гидроэлектростанция на Ниагаре. На станции были установлены три турбины переменного тока по 5 тыс. л. с. каждая. Динамо-машины вырабатывали ток в 2 тыс. В. Для передачи электроэнергии потребителю напряжение поднималось трансформаторами до 50 тыс. В. Электропередача осуществлялась на расстояние до 550 км. В последующие

==47


годы дали ток мощные гидро- и тепловые станции в Обершпрее (Германия, 1897), Рейнфельдская ГЭС (1898), а в 1901 г. стали под нагрузку гидрогенераторы электростанции в Жонат (Франция).
В начале столетия была открыта мощная гидроэлектростанция в Брузио (Швейцария) напряжением 7,7 тыс. В. После прохождения трехфазного тока через трансформаторы он повышался до 50 тыс. В и передавался на расстояние 400 км.
Идеи сооружения гидроэлектростанций в России зародились в 70-е гг. XIX в. Военный инженер Ф. А. Пироцкий (1845—1898) (с ним мы еще встретимся в гл. 6) с 1874 г. неоднократно предлагал использовать силу рек и водопадов, расположенных недалеко от Петербурга, для производства электроэнергии, могущей найти использование в столице.
В 1889 г. инженер В. Ф. Добротворский высказал идею строительства гидростанции для снабжения Петербурга электричеством.
В 1892 г. русский изобретатель Н. Н. Бенардос предложил проект постройки гидроэлектростанций на Неве мощностью «в десяток-другой тысяч сил».
В последующие годы в России были разработаны проекты комплексного использования рек Волхова (проект Г. О. Графтио— 1910 г.) и Волги (проект Г. М. Кржижановского—1913 г.) и сооружения на них гидроэлектростанций. Эти проекты были осуществлены только при Советской власти.
Первая промышленная гидроэлектростанция в России мощностью 300 кВт была построена в 1895—1896 гг. под руководством инженеров В. Н. Чиколева и Р. Э. Классона (1868—1926) для электроснабжения Охтинского порохового завода в Петербурге. В 1899 г. были введены в эксплуатацию гидроэлектростанции на Бакинских нефтяных камнях и на кавказском курорте Боржоме. В 1903 г. была пущена электростанция «Белый уголь» в Ессентуках. В 1909 г. закончилось строительство крупнейшей в дореволюционной России Гиндукушскдй ГЭС мощностью 1350 кВт на реке Мургаб (ныне территория Туркменской ССР). В 1914 г. для электроснабжения Москвы в Богородске (ныне Ногинск) была построена самая крупная в мире теплоэлектростанция «Электропередача», работавшая на торфе.
В результате сооружения районных электростанций промышленные предприятия были избавлены от необходимости строить собственные мелкие электростанции или устанавливать свои электрогенераторы.
Электроэнергия производилась на государственных, городских (муниципальных), а также на частных электростанциях, причем количество частных электростанций значительно превышало число государственных и городских. Так, по сведениям Русского технического общества в 1913 г. из 20 крупных электростанций 16 были частными.
Электростанции производили электрический ток специально для продажи потребителям. Заводам и фабрикам стало выгоднее покупать электроэнергию и направлять ее к рабочим машинам,

==48


снабженным электроприводом, нежели производить ее на собственном предприятии. Претерпел изменения и электродвигатель. Вместо синхронного двигателя со специальным возбудителем (или однофазного двигателя с дополнительным двигателем для разгона) был изобретен асинхронный трехфазный электродвигатель, который начинал вращаться сразу при включении напряжения. Заслуга в создании такого двигателя (1889 г.) принадлежит М. О. Доливо-Добровольскому.
Вначале применялся общий электропривод для всей фабрики. Затем стали устанавливать несколько двигателей в цехах, обслуживавших небольшие группы станков. Наконец, появился индивидуальный электропривод — к отдельному станку. Это повысило скорость станков, привело к их дальнейшей автоматизации. В начале XX в. появились станки, у которых двигатель и рабочая машина, поставленные на общей станине, составляли одно целое. В таких станках не только сама рабочая машина, но и каждый механизм (шпиндель, суппорт, стол и т. д.) приводился в движение отдельным электродвигателем.
В начале 90-х гг. XIX в. широкое распространение получили электрифицированные машины в горнодобывающей промышленности, на металлургических заводах для производства проката и для загрузки мартеновских и доменных печей.
Стали создаваться электрометаллургическое и электрохимическое производства, основанные на использовании электронагрева.
В области производства цветных металлов большое значение имела постройка в США в 1884 г. братьями Коульс электрической печи промышленного значения для восстановления алюминия и получения его сплавов.
Наряду с превращением электроэнергии в механическую для промышленных целей развитие энергетики позволило осуществить во всерастущих масштабах ее превращение в световую, звуковую, тепловую и, наконец, химическую энергию.
«Электрическая промышленность — самая типичная для новейших успехов техники, для капитализма конца XIX и начала XX века,—указывал В. И. Ленин.—И всего более развилась она в двух наиболее передовых из новых капиталистических стран, Соединенных Штатах и Германии»'.
В. И. Ленин подробно проследил процесс концентрации и централизации в данной области, отмечая, что в Германии на этот процесс особо сильное влияние оказал кризис 1900 г. Связанные с электротехнической промышленностью банки ускорили гибель сравнительно мелких предприятий и их поглощение крупными. До 1900 г., указывает Ленин, в Германии было 7—8 «групп» в электрической промышленности, причем каждая состояла из нескольких обществ. «К 1908—1912 гг. все эти группы слились в две или одну», а именно «АЭГ» («Всеобщее общество электричества») и фирму «Сименс и Гальске-Шуккерт». Причем оба гиганта
Л е н и н В. И. Поли собр. соч — Т. 27.— С. 365

==49


находятся в тесной кооперации между собой. «АЭГ» господствовало (по системе «участий») над 175—200 обществами и распоряжалось общей суммой капитала в 1'/2 млрд. марок (700 млн. зол. руб.), имея 34 заграничных представительства'.
В США в результате подобного же процесса концентрации и централизации монопольное значение приобрела фирма «Дженерал Электрик», которая основала ряд дочерних фирм в Европе.
В 1907 г. американский и германский гиганты электричества заключили договор о разделе сфер деятельности в глобальном масштабе. В частности, был установлен взаимный обмен изобретениями и опытами Заводы обоих концернов вырабатывали самые различные электротехнические и иные товары: «...от кабелей и изолятора до автомобилей и летательных аппаратов»2.
Применение электроэнергии в различных областях промышленности и в сфере быта произвело на современников такое же сильное впечатление, как освоение паровых машин в период промышленного переворота. Восторженную (кое в чем даже преувеличенную) оценку возможностей, предоставляемых электрификацией, дали в 80—90-е гг. видный электротехник-изобретатель В. Н. Чиколев (1845—1898) в научно-популярной книге «Не быль, но и не выдумка»3 и французский писатель Альбер Робида, создатель им же иллюстрированных научно-фантастических и сатирических произведений, в повести «Двадцатое столетие. Электрическая жизнь»4.
«Поработив электричество,— писал Робида,— человек приобрел себе в нем могущественного слугу... Электричество было уловлено, заковано в цепи и приручено... Электричество служит неистощимым источником тепла, света и механической силы. Порабощенная его энергия приводит в движение как громадные скопления колоссальных машин на миллионах заводах и фабрик, так и самые нежные механизмы усовершенствованных физических приборов» 5.
Робида утверждал, что, применяя электричество и иные силы природы, человечество уже в XX в. сумеет регулировать климат и «изменить по собственному усмотрению и по мере надобности вечный круговорот времен года. Принимая во внимание потребности разных местностей земного шара, каждой из них ежедневно отпускается надлежащее количество теплоты, прохлады или орошения». Робида сам нарисовал установку «для электрического улавливания воздушных течений и для заведования дождями»6.
Совершенствование паровых двигателей и котельных установок. Поршневая паровая машина выступает в рассматриваемый период и в прежней своей роли как двигатель, непосредственно приводящий в
' Ленин В. И. Полн. собр. соч.—Т 27.—С 365—366
2 Там же—С 366.
3 2-е, дополненное издание этой книги вышло в 1896 г
4 русский перевод опубликован в 1894 г.
5 Робида А. 20-е столетие. Электрическая жизнь — СПб , 1894 — С 12
6 Там же — С. 9—10. Как отмечалось в 1-м томе «Очерков » (с 283), В Ф Одоевский высказывал мысль об искусственном mimciichhh климспичсскнх условий еще за 40 лет до А Робиды

К оглавлению
==50

Паровая машина Шмидта.
действие рабочие машины посредством механической передачи, и в новой роли первичного двигателя, приводящего в действие электрогенератор (динамо-машину), энергия которого передавалась мотору. В наиболее развитых странах это новое применение паровых машин становится решающим.
Однако и сам паровой двигатель, и обслуживающая его котельная установка оказалась теперь не в состоянии полностью удовлетворить предъявляемые к ним требования.
Для увеличения выработки электроэнергии и выполнения новых задач, поставленных промышленностью, требовалось увеличение мощности первичных двигателей, приводивших в действие электрогенераторы. Машиностроители добились повышения КПД и увеличения мощности паровых машин.
Компаунд-машины двойного и тройного расширения достигали теперь мощности от 6 до 8 тыс. л. с. Строились паровые машины с числом оборотов от 200 до 600 в минуту, предназначенные специально для электростанций. Все большее распространение получало применение перегретого пара. В конце XIX в. немецкий инженер В. Шмидт изобрел новый паровой котел с пароперегревателем (температура перегрева пара в этом котле достигала 350°) и соответствующую паровую машину.
В 1908 г. инженер Штумпф в Германии сконструировал прямоточную паровую машину.

==51


Большие успехи отмечались и в области котлостроения. Производительность паровых котлов была значительно увеличена и повышено рабочее давление пара. Особенно удачными оказались конструкции секционных водотрубных котлов, сконструированные фирмой «Бабкок и Вилькокс» в Англии, Стирлингом в США и Гарбе в Германии Большой вклад в создание котлов внес В Г Шухов, разработав надежный котел малой металлоемкости и обладающий хорошей транспортабельностью. Котел конструкции Шухова собирался на месте из отдельных секций. Поверхность нагрева наиболее крупных котлов этого времени достигала 1—2 тыс м2
Однако силовые установки с поршневыми паровыми машинами имели значительные недостатки' оставались относительно тихоходными, тогда как промышленность и транспорт ощущали растущую потребность в быстроходных двигателях. На изготовление поршневых машин расходовалось много металла, а неоднократные попытки снижения их веса не давали должного эффекта, хотя это представлялось особенно важным для зарождавшихся автомобильного транспорта и авиации.
Не удавалось преодолеть и громоздкость двигателей. Так, при сооружении в 1898 г. в Нью-Йорке электростанции мощностью 30 тыс кВт пришлось установить 12 паровых машин и 87 котлов, для чего потребовалось здание в несколько этажей. Это обусловило разработку новых типов первичных двигателей, более быстроходных, компактных и экономичных.
Новые тепловые двигатели. Паровые турбины. В рассматриваемый период впервые были созданы и получили применение паровая турбина и двигатель внутреннего сгорания, которым суждено было сыграть в дальнейшем огромную роль не только в промышленности, но и на транспорте, в сельском хозяйстве, в военном деле.
Активная паровая турбина была изобретена шведским инженером К П. Густавом де Лавалем (1845—1913) в 1883—1889 гг. Любопытно, что Густав де Лаваль намеревался первоначально применить ее в молочном деле для вращения сепараторов
В 1884—1885 гг. англичанин Ч. О. Парсонс (1854—1931) изобрел реактивную многоступенчатую паровую турбину. Дальнейшая работа по усовершенствованию этой турбины привела Парсонса к созданию в 1894 г. нового образца реактивной турбины, которая и стала основным типом паровых турбин того времени.
Паровые турбины при производстве электроэнергии объединяли на одном валу с электрогенератором Таким образом был создан турбогенератор, испытание которого было проведено в 1890 г. на Эльберфельдской электростанции в Германии.
Паровые турбины продолжали совершенствоваться и дальше (системы О Рато—1899 г., Ч. Кертиса—нач. XX в. и др.).
С начала XX в. возникает систематическое фабричное производство паровых турбин в Германии, Швейцарии, Чехословакии, входившей тогда в состав Австро-Венгрии, США и Франции

==52

Паровой турбогенератор Парсонса
В России собственное производство паровых турбин и турбогенераторов было налажено слабо. Использовали в основном импортное оборудование Первый отечественный турбогенератор системы французского инженера О. Рато (1899) был построен лишь в 1907 г. К началу первой мировой войны турбина мощностью 1 тыс. л. с. в России считалась очень крупной, тогда как за границей строились паровые турбины на 40—50 тыс л с.
Использование турбогенераторов дало возможность увеличить мощность электростанций, поднять напряжение, увеличить дальность передачи электроэнергии.

Паровой двигатель и динамо машина, соединенные ременной передачей 80-е гг XIX в ЧЧ

==53


Двигатели внутреннего сгорания. Выше мы отмечали три характерные черты технического развития рассматриваемого периода: применение электроэнергии во всех областях производства и быта, вытеснение железа сталью и растущие добыча и переработка нефти. К ним следует добавить четвертую—распространение двигателей внутреннего сгорания, явившееся необходимой предпосылкой для перехода некоторых отраслей к машинной ступени производства (безрельсовый транспорт, сельское хозяйство) или даже для самого возникновения данной отрасли (авиация).
Принцип четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, в котором горючая смесь перед воспламенением подвергалась предварительному сжатию, был высказан еще в 1862 г. французским инженером Альфонсом Бо де Роша (1815—1890) в рукописной брошюре. Однако у него не было .средств для изготовления двигателя. Практически его идеи использовал немецкий конструктор Н. А. Отто (1832—1891), создавший в 1876 г. новый тип газового двигателя. Топливом для такого двигателя служил газ, получаемый путем простой перегонки антрацита и кокса.
В 1883 г. вездесущие сотрудники патентного бюро обнаружили брошюру А. Бо де Роша и воспользовались ею, чтобы аннулировать часть патентов Отто.
Стремясь повысить мощность двигателя Отто, русский конструктор Б. Г. Луцкой разработал и изготовил в 1885 г. четырехтактный многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Однако решающее значение для развития двигателя внутреннего сгорания имел его перевод на жидкое топливо.
В середине 80-х гг. немецкие изобретатели Г. Даймлер (1834— 1900) и К. Ф. Бенц (1844—1929) создали типы двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине, и применили их на безрельсовом транспорте.
В конце 80-х гг. проект бензинового двигателя с карбюратором мощностью 80 л. с. разработал в России О. С. Костович (1851—1916), предложив применять этот двигатель для дирижабля («аэроскафа»).
В 1896—1897 гг. немецкий инженер Р. Дизель (1858—1913) создал новый тип двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия, рассчитанный на тяжелое жидкое топливо и получивший имя изобретателя.
В 1913 г. дизель-моторы стали производиться на рынок. В том же году для ведения переговоров Дизель, взяв с собой наиболее секретные документы по изготовлению двигателя, отплыл в Англию. Однако до Англии он не добрался, а бесследно исчез с палубы корабля при неизвестных обстоятельствах. Высказывались подозрения, что он погиб от рук агентов немецкой разведки, опасавшейся продажи Дизелем его секретов англичанам.
Большой вклад в усовершенствование дизельных двигателей внесли русские изобретатели. Б. Г. Луцкой проектировал и строил многоцилиндровые двигатели различного назначения — автомобильные, авиационные, судовые, лодочные. В 1896 г. Г. В. Тринклер

==54


(1876—1957) построил бескомпрессорный двигатель внутреннего сгорания. В 1910 г. Р. А. Корейво (1852—1920) сконструировал дизельный двигатель с противоположно движущимися поршнями и передачей на два вала. А. Г. Уфимцев (1880—1936) разработал двухцилиндровый, а в 1910 г. шестицилиндровый карбюраторный двигатель для самолетов.
В России дизельные двигатели получили широкое распространение. Перед первой мировой войной они производились в Петербурге, Москве, Сормове, Риге, Ревеле, Воронеже и других городах.
Водяные турбины. Наряду с использованием паровых турбин в качестве наиболее совершенного двигателя на тепловых и гидроэлектростанциях применяются и усовершенствованные водяные (гидравлические) турбины. Большинство типов таких двигателей было создано еще в предыдущий период'.
В рассматриваемый период гидротурбины подверглись усовершенствованию. После внедрения в практику линий электропередачи были разработаны более быстроходные и мощные турбины, непосредственно соединяемые с электрогенератором.
В 1880 г. американский изобретатель Л. А. Пёльтон (1829— 1908) сконструировал водяную турбину, рассчитанную на работу при больших напорах воды. Ковшеобразные лопатки-колеса этой турбины позволяли с большей эффективностью использовать силу струи воды, поступавшей под большим давлением по трубе.
Водяная турбина Л. А. Пельтона нашла широкое признание уже в 80-е гг. XIX в.
Наряду с ней получила распространение усовершенствованная турбина Жонваля. Мощность турбин Жонваля к 1900 г. достигла 1200 кВт в одном агрегате и продолжала расти. В 1910 г. уже изготовлялись радиально-осевые турбины мощностью 8—10 тыс. кВт.
Важным этапом в развитии гидротурбин стали работы чешского инженера В. Каплана (1876—1934). Им, в частности, были введены поворотно-лопастные турбины (1912—1916), которые в дальнейшем применялись на большей части вновь сооружаемых ГЭС.
Опыты с газовыми турбинами. Мысль о создании газовой турбины относится к концу XVIII в., но ее долго не удавалось осуществить.
В 1872 г. инженер Штольд запатентовал в Германии газовую турбину, но из-за низкого КПД турбины проект не был реализован.
Первую попытку создания и практического применения газовой турбины предпринял инженер-механик русского флота П. Д. Кузьминский (1840—1900). В 1897 г. он построил небольшую радиальную газовую турбину. Однако смерть изобретателя в 1900 г. не позволила закончить начатую работу.
В 1906 г. французские инженеры Арманго и Лемаль, русский изобретатель В. В. Каравардин изобрели целый ряд газовых турбин, однако их КПД был невелик.
См.: «Очерки. С. 162.

==55

Колесо Пельтона, непосредственно соединенное с динамо-машиной.
Большую работу в области создания и усовершенствования газовых турбин проделал немецкий инженер Гольцвальд. В 1914— 1920 гг. он сконструировал несколько газовых турбин мощностью до 2 тыс. л. с. с КПД 13—14%.
Все разработанные в тот период газовые турбины не нашли широкого применения.
Идея использования атомной энергии. Одной из важнейших составных частей переворота в естествознании конца XIX— начала XX в. явились успехи атомной физики после открытия в 1898 г. супругами П. и М. Кюри явлений радиоактивного распада и разработки Э. Резерфордом и Ф. Содди в 1903 г. общей теории радиоактивности.
У колыбели нового учения о строении атома и его превращениях стояли крупнейшие ученые. Теоретические результаты их исследований имели поистине революционный характер. Однако очень долго обнаружение колоссальной энергии, кроющейся в атомах, не приводило ученых к мысли о практических возможностях ее использования.
Отчасти это было связано с тем, что тогда был известен лишь естественный распад радиоактивных веществ, а установок для осуществления искусственной радиоактивности не существовало. Следует отметить, что и значительно позже, после постройки первого циклотрона (1932), после доклада Ф. и И. Жолио-Кюри об открытии искусственной радиоактивности (1934), Э. Резерфорд высказывал сомнения, что получение ядерной энергии в количествах, достаточных для практического использования, когда-либо будет возможным'. Не была ли такая позиция знаменитых ученых вызвана предчувствием того, что капиталистический мир использует эту энергию прежде всего в военных, а не в созидательных целях? Не хотелось ли им задержать атомного джинна в лабораторных стенах, чтобы он дольше не угрожал человечеству?
См.: Me ее и Г. Новая эра в физике.—М., 1963.—С. 160.

==56


Так или иначе, но картину использования атомной энергии в мирных и в военных условиях впервые дал не физик, а известный писатель-фантаст Г. Уэллс в романе «Освобожденный мир» (1913): «...Только через двадцать лет искусственно вызванная радиоактивность обрела свое практическое воплощение»,— пишет Уэллс, относя начало применения атомной энергии к 50-м гг. XX в. Писатель ошибся лишь на десятилетие. Осуществление Э. Ферми первой цепной реакции в уранографитовом реакторе (к сожалению, не в мирных целях) произошло в 1942 г. Уэллс не представлял себе всю опасность для живого организма результатов атомного распада и показал в книге атомный двигатель как нечто подобное двигателю внутреннего сгорания. Радиоактивные отходы («побочные продукты») казались ему ничуть не опаснее выхлопных газов автомобиля, и он наделил их даже привлекательными чертами: «...В 1953 г. первый двигатель Холстена-Робертса' поставил искусственно вызванную радиоактивность на службу промышленному производству, заменив паровые турбины на электростанциях. Почти немедленно появился двигатель Дасса-Тата... Он применялся главным образом для автомобилей, аэропланов, гидропланов и тому подобных средств передвижения...
К осени 1954 г. во всем мире начался гигантский процесс смены промышленных методов и оборудования... Это процветание во многом объяснилось и тем фактом, что ...одним из побочных продуктов было золото, смешанное с первичной пылью висмута и вторичной пылью свинца, а этот новый приток золота совершенно естественно вызвал подъем цен во всем мире».
Разумеется, такая фантастическая картина кажется сейчас наивной. Но ведь суть не в деталях. Уэллс в 1913 г., когда капитализм был общественной системой, господствовавшей во всем мире, пришел к прозорливому выводу, что даже такой, придуманный им безопасный атомный двигатель, порождающий не губительную радиацию, а золотую пыль, станет источником бедствий: «Человечество не было готово к тому, что произошло: казалось, человеческое общество разлетится вдребезги благодаря собственным великолепным достижениям. Ведь этот процесс шел вслепую...» 2 Уэллс описывает, как применение атомной энергии вызвало массовую безработицу, обострение классовых противоречий и разжигание политиканами ведущих стран шовинизма для отвлечения от внутренних проблем: «...Политическое устройство мира в те годы решительно повсюду необычайно отставало от уровня знаний, накопленных обществом»3.
' Собственные имена придуманы Г. Уэллсом.
2 Уэллс Г. Собр. соч.—М., 1964.—Т. 1.—С. 322, 324—325.
3 Там же.— С. 346.

==57

00.htm - glava06

Глава 4. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. ТЕХНИКА ПРОЧИХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Характерной чертой рассматриваемого периода было проникновение химических методов обработки сырья почти во все основные отрасли производства, а также возрастание значения химии в военном деле.
Основная химическая промышленность. В конце XIX— начале XX в. продолжает развиваться основная химическая промышленность, производившая серную кислоту, соду, хлор и т. п.
В связи с открытием синтетического метода получения ализарина, синтетических азокрасителей и организацией их промышленного производства в 70-х гг. XIX в. возросла потребность в дымящейся концентрированной серной кислоте—олеуме, для получения которого использовался контактный способ катализации. Крупный вклад в развитие каталитического способа производства д, серной кислоты внес немецкий химик К. А. Вйнклер (1838—1904). i у В 1875 г., применив в качестве катализатора платину, он полу- 8 чил серную кислоту из сернистого газа и кислорода воздуха. I.
В последующие годы учеными были найдены другие катализа- f торы, позволившие увеличить скорость химических реакций. I
В 90-е гг. XIX в. немецкий ученый Р. Книч (1854—1906), проведя большую работу по определению оптимальных условий процесса получения серной кислоты контактным способом, установил

==58

Аппарат для изготовления серной кислоты.
точную температуру и время контактирования газа с катализатором.
В начале XX в. для получения серной кислоты чаще всего использовался контактный метод, с помощью которого в 1912 г. получали до 60% количества серной кислоты.
Производство соды к 70-м гг. XIX в. осуществлялось методом Леблана и аммиачным методом Э. Сольвё.
Метод Леблана, появившийся ранее, на протяжении 70—80-х гг. XIX в. был усовершенствован и положен в основу производства соды почти до начала XX в. Производство соды по методу Леблана возрастало вплоть до конца 80-х гг. Так, если в 1870 г. в мире было произведено около 450 тыс. т, то в 1880 г.—около 650 тыс. т
соды.
В основу аммиачного способа производства соды, изобретенного Э. Сольвё в середине 60-х гг. XIX в., была положена реакция обменного разложения хлористого натрия и бикарбоната аммония, в результате которой получались бикарбонат натрия и хлористый аммоний. После прокаливания осадок бикарбоната натрия превращался в карбонат натрия, или кальцированную соль. В 70— 80-х гг. почти во всех странах возникли заводы по производству соды методом Сольвё: в Англии (1871), Франции (1874), Германии (1880), США (1881). В России крупный аммиачно-содовый завод производительностью 6 тыс. т соды в год был основан в 1883 г. в Березниках, на Северяом Урале.
Аммиачный способ получения соды оказался более рентабельным и менее вредным для окружающей среды, чем метод Леблана.
Эти два фактора, в конечном счете, и решили исход конкурентной борьбы между двумя способами получения соды в пользу
метода Сольвё.
В 1890-х гг. аммиачный процесс в значительной степени потеснил производство соды по способу Леблана, а к началу XX в. содовое производство полностью перешло на метод Сольвё.

==59


Наряду с производством соды большое внимание уделялось созданию высокоэффективных моющих средств.
С древнейших времен для стирки применялся щелок из древесной золы.
В рассматриваемый период омыление жиров и масел для получения жирных кислот* было усовершенствовано за счет использования в этом процессе перегретого пара.
Во второй половине XIX в. был разработан и получил широкое применение метод отвердевания жиров (жира морских животных и рыб (ворвани), растительных масел). Усовершенствование этого метода сделало возможным широкое производство маргарина.
Развитие текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности повлекло за собой повышение спроса на хлор и хлорную известь. Традиционный способ получения хлора состоял во взаимодействии соляной кислоты с двуокисью марганца. Однако этот способ был очень дорогим. В 1867 г. химик В. Вельдон в Германии нашел способ превращения хлороводорода в хлор с последующим изготовлением из него белильной извести. В 1871 г. Г. Дикон предложил способ окисления хлороводорода до хлора кислородом воздуха путем контактного окисления. Катализатором служил битый кирпич, пропитанный сульфатом меди.
Разработка и внедрение этих способов стали основой для создания в различных странах мира химической промышленности по производству хлора и хлорсодержащих продуктов.
Оба эти способа господствовали вплоть до появления в 90-х гг. XIX в. электрохимического способа получения хлора и хлорсодержащих соединений.
В 1879 г. в России Н. Г. Глухов и Ф. Ващук предложили получать едкий натр и хлор электрохимическим путем. Немецкий инженер К. Хенфнер в 1884 г. усовершенствовал этот способ. К этому же времени относятся первые опыты получения хлора в заводских условиях. В 1890 г. в Германии начал давать продукцию первый электрохимический завод. С введением в строй в 1894 г. крупного электролитического завода в Биттерфельде производство хлора и хлоридных продуктов в Германии значительно увеличилось.
С 1895 г. электрохимический способ получения хлора стали применять в России на Славянском заводе. Родоначальниками идеи получения хлора и едкого натра в электролизах с ртутным катодом были А. П. Лидов и В. А. Тихомиров (1883).
Однако практическое решение этой проблемы принадлежит американским инженерам Г. Кастнеру и К- Кельнеру, запатентовавшим в 1894 г. ртутный способ.
В конце XIX— начале XX в. электролиз с ртутным катодом был внедрен на ряде заводов многих стран мира. В Германии
' Мыло представляет собой растворимые в воде натриевые и калиевые соли жирных кислот.

К оглавлению
==60

Дефибрер Фельтера.

Горизонтальная самочерпка для производства бумаги. Цюрих. 1876 г.


первые электролизеры с ртутным катодом были сооружены в 1896— 1897 гг., в Бельгии и Англии—соответственно в 1897 и 1903 гг. В России способ Кастнера — Кельнера стал использоваться с
1900 г. на Лисичанском заводе.
Машинное производство бумаги из целлюлозы. В связи с увеличением производства печатной продукции возросла потребность в бумаге. Традиционного сырья (ткань, тряпье) для ее производства не хватало. Необходимо было найти материал, который смог
бы заменить недостающее сырье.
Таким сырьем стала хвойная древесина. В 1847 г. немецкий инженер Г. Фельтер построил первую машину для размалывания дерева—дефибрер, в которой огромный вращающийся камень (жернов) истирал древесину, превращая ее в волокнистую массу. Вода непрерывно смачивала камень и дерево и вместе с тем отделяла
друг от друга волоконца.
Но только механическая переработка древесины в измельченную волокнистую массу не давала желаемого результата. Различные растительные жиры, красящие вещества, лигнин и смолы, остававшиеся в древесной массе, снижали качество бумаги — она была желтой, ломкой и недолговечной. Необходимо было выделить из древесины только ее волокнистую часть—целлюлозу.
Впервые это удалось сделать английскому химику Ф. Б. Хаутону в 1857 г. Он обработал древесную массу горячим раствором каустической соды. В 1866 г. американский инженер, немец по происхождению, Б. Тильгман разработал способ получения целлюлозы путем обработки древесины серной кислотой. В 1876 г. его соотечественник А. Мичерлих предложил высокопроизводительный способ получения сульфитцеллюлозы.
Химические способы производства целлюлозы явились важным этапом в истории развития бумажного производства.
Искусственные материалы. Особое значение в эти годы приобрела химическая технология искусственных и синтетических веществ. Их производство дало новые материалы для строительного

==61


дела, машиностроения, электротехники, текстильной промышленности, автомобильного транспорта и т. д.
Первые исследователи стремились получать искусственные вещества путем химических превращений известных и проверенных на практике природных материалов. Эти вещества и материалы стали называться суррогатами (заменителями).
К. Маркс в «Капитале» отмечал, что при развитом капиталистическом производстве спрос на органическое сырье увеличивается быстрее его предложения. Цена на него повышается, производство расширяется, сырье начинает подвозиться из более отдаленных местностей. Все это заставляет использовать неиспользуемые ранее суррогаты и экономнее обращаться с отходами'.
Дальнейшее развитие химической технологии создало предпосылки для получения искусственных материалов и веществ, не уступающих природным, а иногда и превосходящих их по качеству.
В конце XIX— начале XX в. искусственные вещества перестают рассматриваться только как суррогаты. Производство искусственных веществ в это время ориентируется уже не на использование природных материалов, а на применение продуктов переработки нефти, каменного угля, газа и т. д. Получаемые в результате такой переработки новые вещества и материалы, не встречавшиеся в природе, получили название синтетических.
Пластмассы. В конце" XIX в. впервые создаются вещества, именуемые теперь пластмассами. Начало этому положил А. Паркес, получивший в 1865 г. ксилонит из смеси нитроцеллюлозы, спирта, камфоры и касторового масла. В 1868 г. Дж. У. Хайеттом (США) был получен целлулоид, вошедший в широкий обиход (изготовление пленок, расчесок, кукол, «пластического стекла», жестких воротничков и т. д.). В 1885 г. был получен галалит, представлявший собой роговидную массу, который стал использоваться как заменитель кости, рога, янтаря, коралла и т. д.
В 1906 г. американский химик бельгийского происхождения Л. Г. Бакеланд (Бейкленд) (1863—1944) получил синтетические смолы из фенола и формальдегида. Эта разновидность фенопластов под названием «бакелит»2 стала ценным материалом для электротехнической промышленности, обладающим высокими изоляционными, механическими и антикоррозийными свойствами.
В России производство фенопластов «карболит» по технологии Г. С. Петрова (1886—1957) было налажено в 1914 г. на заводе синтетических смол в Орехово-Зуеве.
Искусственное волокно. Производство искусственного волокна началось с 1890 г. после того, как в 1884 г. французский инженер И. Б. де Шардонё (1839—1924) открыл метод получения нитрошелка.
В 1892—1895 гг. по методу английских ученых Ч. Кросса, Э. Бивена и К. Бизла началось производство искусственного
' См.: Маркс К., Энгельс Ф. Соч.—2-е изд.—Т. 25.—4.1.—С. 131—132. 2 Бакелит в настоящее время называется резолом.

==62


шелка из вискозы. Из искусственного шелка изготовляли чулки, вязаные изделия, шелковый трикотаж, обивочную ткань и т. д. В 1913 г. было налажено производство ацетатного шелка.
Получение искусственного волокна произвело такое впечатление на современников, что, например, А. А. Богданов в романе-утопии «Красная звезда» (1908) в качестве образца высокоорганизованного «марсианского» (т. е. будущего земного) предприятия описывает выработку химическим путем искусственных нитей, а затем изготовление из них тканей.
Синтетический каучук. Увеличение производства изделий из натурального каучука привело к повышению цен и спроса на сырой каучук. В различных странах стали искать суррогаты натурального каучука.
В конце XIX в. в результате обработки различных масел серой при высокой температуре были получены масляный каучук и фастика. Однако по своим качествам они уступали натуральному каучуку.
Наряду с поиском суррогатов натурального каучука велись работы и по получению искусственного каучука необходимого
качества.
В 1860 г. Г. Уилсон получил изопрен, который в 1875—1879 гг.
французский химик Г. Бушарда уплотнил в каучукообразное вещество. В 1882 г. У. О. Тйлден (1842—1926) получил изопрен путем сухой перегонки, а в 1884 г.—при термическом разложении скипидара.
В 1896 г. русский химик В. Н. Ипатьев (1867—1952) осуществил синтез изопрена из ацетилена и ацетона. В 1899 г. выдающийся ученый И. Л. Кондаков (1857—1931), ученик А. М. Бутлерова (1828—1886), добыл путем полимеризации одного из углеводородов белое губчатое каучукообразное вещество. В 1908—1909 гг. С. В. Лебедев (1874—1934) получил при полимеризации дивинила каучукоподобное вещество и изучил его свойства.
Так был получен синтетический каучук, а его производство впервые осуществлено в промышленном масштабе в 1931—1932 гг.
в СССР.
Помимо каучука в рассматриваемый период стала широко применяться гуттаперча, получаемая из смолы некоторых южных растений. По своему составу и свойствам гуттаперча была близка к натуральному каучуку, но отличалась большей твердостью и меньшей эластичностью. Гуттаперча использовалась как изоляционный материал для изготовления подводных кабелей, химических инструментов, предметов домашнего обихода, пломбирования зубов
и т. д.
Синтез аммиака. Огромное значение приобрел в это время синтез аммиака, исходного вещества для производства азотной кислоты и ряда других азотистых соединений. Не только красильная промышленность или производство азотных удобрений, но и военная промышленность (изготовление взрывчатых веществ) зависела от синтеза азотистых соединений. В химической

==63


промышленности было разработано еще до первой мировой войны несколько способов получения связанного азота из воздуха.
В 1903 г. в Норвегии построили завод по производству азотной кислоты. Здесь при использовании дешевой гидроэнергии азот из воздуха превращался в пламени электрической дуги в монооксид азота. Однако такая технология требовала большого количества электроэнергии.
Более успешным был способ получения аммиака путем синтеза азота и водорода под высоким давлением, открытый в 1903— 1913 гг. немецкими учеными Ф. Габером (1868—1934) и К. Бошем (1874—1940).
В 1915 г. могущественный концерн БАСФ' в Германии на одном из своих заводов наладил промышленное производство аммиака по собственной технологии (до 10 т ежедневно). К концу того же года выпуск аммиака на этом заводе составил около 35 тыс. т.
Производство синтетического аммиака было налажено во Франции и создало необходимые условия для получения азотной кислоты. Эту задачу решили В. Освальд и Э. Бауэр, осуществившие в 1900—1902 гг. каталитическое окисление аммиака. Первая промышленная установка по производству азотной кислоты из аммиака была запущена в 1908 г.
Синтетические красители. Бурное развитие текстильного 'и деревообрабатывающего производства, целлюлозно-бумажной и кожевенно-обувной промышленности повлекло за собой повышение спроса на красители. Однако производство органических красителей, получаемых из «красильных растений» и из животных организмов, а также минеральных красок было недостаточным и очень дорогим. Решение данного вопроса лежало в получении синтетических красителей.
В предшествующий период, на основе открытия Н. Н."3инина (1812—1880), получившего синтетический краситель анилин из нитробензола, были синтезированы мовеин, розанилин и фуксин. В 1868 г. К. Грабе и К. Либерман открыли синтетический метод получения ализарина. В 1871 г. 'Г. Каро синтезировал красные азокрасители2.
«...Ализарин, красящее вещество марены, которое мы теперь получаем не из корней марены, выращиваемой в поле, а гораздо дешевле и проще из каменноугольного дегтя»,— писал Ф. Энгельс в 1886 г.3.
«Короля» красителей — индиго получали прежде из индигоносных растений. С 1866 г. немецкий химик А. Байер вел исследования строения индиго. Наконец в 1880 г. он получил синтетический индиго. Промышленное производство этого красителя было налажено в 1897 г. в Германии на предприятиях БАСФ.
В 1901 г. ведущий химик концерна БАСФ Р. Бон создал синий
' БАСФ — Баденские анилиновые и содовые фабрики.
2 Азокрасители — органические красители, в молекулах которых присутствует азот.
'Маркс К., Энгельс Ф. Соч.— 2-е изд.— Т. 21.— С. 284.
==64


краситель индантрён. Окрашенные этим красителем изделия не выцветали и не портились от влаги.
К концу XIX в. германская промышленность синтетических красителей заняла первое место в мире.
Переработка нефти. Как отмечалось в предыдущем томе «Очерков...» (с. 224), экспериментальная перегонка нефти началась в 40-х гг. XIX в. в Англии, а в промышленном масштабе в 50-х гг. в США. До конца века самым ценным продуктом перегонки нефти считался керосин.
Бензину, составлявшему 6—12% от веса перегоняемой нефти, придавали мало значения. Мазут, составлявший 60—70% от веса перерабатываемой нефти, считался отходами производства.
Любопытно происхождение названий только что упомянутых продуктов. Слово «керосин» образовано от греческого keros — воск. Горным воском называли твердый продукт нефтяного происхождения (впоследствии получивший название озокерита). Того же происхождения и слово «церезин» — так называли продукт, получаемый путем очистки озокерита-сырца.
Более экзотического происхождения слово «бензин», появившееся на полвека позже термина «керосин». Оно происходит от старинного латинского названия восточного благовонного вещества бензоя. Последний термин арабского происхождения и первоначально звучал как luban — javi («лубан-джави») — яванский ладан. Потом первый слог отпал и слово в западноевропейских языках превратилось в «бензой». Очевидно, по сравнению с другими нефтяными продуктами бензин казался более ароматным.
В конце XIX в. во многих странах в связи с распространением двигателей внутреннего сгорания .и возрастанием потребности в легком жидком топливе начались поиски способов переработки нефти, обеспечивающих повышенный выход бензина. Они завершились введением так называемого крекинг-процесса, т. е. метода разложения нефти при высоких давлениях и температурах. Основы этого процесса были заложены Д. И. Менделеевым в 1880 г. Особая роль в разработке крекинг-процесса принадлежит В. Шухову и С. Гаврилову. В 1891 г. они научно обосновали и сконструировали установку для глубокого разложения нефти. Оригинальные схемы крекинг-процесса были предложены А. Н. Никифоровым в 1895 г. и С. К. Квитко в 1911 г. По проекту А. Н. Никифорова в 1901 г. был сооружен нефтеперерабатывающий завод в Кинешме. Это был первый опыт промышленного использования крекинг-процесса.
Аналогичные изыскания велись в США. В 1913 г. У. Бартон разработал термический крекинг-процесс, в результате которого можно было переводить в бензин почти половину добываемой нефти. Там же в 1916 г. этот процесс был освоен в промышленном производстве.
Перед первой мировой войной был получен синтетический бензин. Русские химики (школа А. Е. Фаворского) еще в 1903—1904 гг. открыли способ получения легкого жидкого горючего из твердого
3. Зап. 1772 В. С. Виргинский
==65


топлива, но промышленность царской России не использовала' этого крупнейшего достижения русской технической мысли. Разработку промышленного метода производства легкого жидкого горючего из угля осуществил в 1913 г. немецкий инженер Ф. Бергиус (1884— 1949). Для Германии, не располагавшей естественными нефтяными ресурсами, это имело большое экономическое и военное значение.
Перегонка нефти стала источником получения смазочных масел. До конца XIX в. для смазывания широко применяли растительные и животные жиры. Минеральные смазочные масла появились в практике в 60-х гг. XIX в.; их получали из сланцевого и каменноугольного дегтей.
В конце XIX в. благодаря быстрому развитию машиностроения и железнодорожного транспорта потребность в смазке настолько возросла, что удовлетворить ее за счет растительных и животных масел стало невозможно. За короткий срок растительные масла были повсеместно вытеснены более дешевыми и высококачественными нефтяными маслами.
Первым минеральным маслом из нефти стал вазелин, который получили в США в 1871 г. После демонстрации на Филадельфийской торговой выставке (США) в том же году вазелин широко распространился в различных областях производства, а также в медицине и в быту.
Любопытно происхождение названия «вазелин». Оно было придумано американцем Р. Чизбро в. 1872 г. из слогов «вас» (от немецкого Wasser—вода), «ел» (от греческого «элейон»— масло, ср. старинное «елей») и обычного окончания названий аптекарских товаров — «ин». В западных странах это слово стало употребляться с 70-х, а в России — с 80-х гг. XIX в. Кстати, один из туалетных сортов вазелина именовался «Чизбро-вазелин».
Получение минеральных масел из нефти было впервые осуществлено в России в 1876 г. в Балахне нефтепромышленником В. И. Рагозиным по идее Д. И. Менделеева. Из мазута, составлявшего шестидесятипроцентный остаток перегонки бакинской нефти, на русских нефтеперегонных заводах стали получать соляровые, веретенные, машинные и цилиндровые масла. С 80-х гг. XIX в. было налажено производство парфюмерных масел, получавшихся в результате вторичной перегонки солярового масла. Образцы русских минеральных масел в 1878 г. с успехом экспонировались на промышленной выставке в Париже и составили конкуренцию американским смазочным материалам. О масштабах производства смазочных материалов в России свидетельствует тот факт, что уже в 1895 г. из Баку было вывезено около 100 тыс. т смазочных масел.
Вредное использование достижений химии. В условиях капитализма издавна существовала практика фальсификации пищевых продуктов. К. Маркс приводит в «Капитале» вопиющие факты выпечки в Англии хлеба с примесью квасцов, мыла, поташа, каменной муки «и другими столь же приятными питательными и здоровыми ингредиентами»'. В 1860 г. английский парламент принял
' Маркс К., Энгельс Ф. Соч.— 2-е изд.— Т. 23.— С. 185.

==66

Карикатура А. Робиды о вреде химии
Машина для вытягивания оконного стекла.


закон о «предотвращении фальсификации предметов питания и напитков», не оказавший никакого влияния. Такое положение было не только в Англии. Французский химик Шевалье, как отмечает Маркс, «...насчитывает для многих из 600 с лишком рассматриваемых им продуктов до 10, 20, 30 различных способов фальсификации»'.
Неудивительно, что достижения рассматриваемого периода в области химической технологии разного рода суррогатов часто использовались во вред потребителю.
В приводимой нами карикатуре Альбера Робиды изображен облик такой «зловредной химии». В 80-х гг. XIX в., развивая своим воображением социально-политические порядки и технические достижения, а отчасти и угадывая такие новшества, которых еще не было, он писал о том, что будет в середине XX в., причем беспощадно высмеивал и разоблачал бесчеловечную практику новых владык царства наживы, «новой аристократии».
Под карикатурой и внутри ее надписи: «Зловредная химия — подделывает, отравляет и взрывает». В правой руке этой фурии снаряд с надписью: «Использование внешнее — взрывчатые вещества». В левой — колба «Использование внутреннее». Оно раскрыто в ряде надписей; «Пищевые продукты из нефти», «Сливочное масло из нефти», «Перегонка отбросов», «Минеральная мука», «Выделка искусственных вин» и т. д.2.
' Маркс К., Энгельс Ф. Соч.—2-е изд.— Т. 23.— С. 260. 2 Р о б и д а А. 20-е столетие.— С. 207.
ч*

==67
Прочие отрасли промышленности. Производство стекла. До конца XIX в. стекло вырабатывалось вручную. Усовершенствованию в стеклоделии подвергались стеклоплавильные печи. В 1870 г. Сименсу удалось построить первую практически пригодную стеклоплавильную печь с ванной. В 1884 г. он усовершенствовал свою печь, сделав ее универсальной, со свободным развитием пламени. В это же время появилось еще несколько конструкций стеклоплавильных печей.
Однако технология производства стеклянных изделий оставалась ручной и зависела от мастерства и опыта стеклодува. Только на рубеже XIX—XX вв. в США, Англии и некоторых других странах стали применять машины в производстве стекла.
Механизация стекольного производства связана с именем американского изобретателя М. Д. Оуэнса (1859—1923).
В 1905 г. был пущен первый автомат Оуэнса для выпуска бутылок. Оставалось только поставить такие машины на всех бутылочных заводах. В 1908 г. союз фабрикантов бутылочного производства купил патент Оуэнса на машину, заплатив 12 млн. марок. Однако этот союз приобрел патент не для того, чтобы строить машины. Покупкой патента на бутылочную машину капиталисты стремились воспрепятствовать механизации этой трудоемкой и вредной отрасли произведства. Ручное производство бутылок было выгодно союзу, так как бутылок не хватало и их можно было, как и прежде, продавать по дорогой цене. По этому поводу В. И. Ленин писал: «Немецкий картель бутылочных фабрикантов скупает патенты Оуэнса и кладет их под сукно, задерживает их применение»'.
Все же, несмотря на противодействие механизации производства бутылок, европейскому союзу не удалось похоронить это изобретение.
Спустя некоторое время бутылочные автоматы появляются на стекольных заводах. Благодаря машинам М. Оуэнса стеклоделие изменилось за несколько лет быстрее, чем за прежние пять тысячелетий. Оуэне произвел техническую «революцию в выделке бутылок»2.
В конце XIX— начале XX в. было механизировано производство оконного стекла. В 1894—1906 гг. рабочий-изобретатель Любберс и управляющий стекольным заводом Чемберс разработали первый механический способ изготовления листового стекла и построили стекольную машину. Из расплавленного стекла эта машина поднимала стеклянную полую колонку — цилиндр диаметром около 1 м на высоту 13 м. Эту громаду весом 300 кг опускали затем на козлы, разрезали на куски и расплавляли в плоские листы.
В начале XX в. бельгийский изобретатель Фурко сконструировал стекольную машину, которая изготовляла непрерывную широкую и ровную ленту стекла. Действие машины Фурко было основано не на вытягивании, а на выдавливании стекла через щель —
' Ленин В. И Полн. собр. соч.— Т. 27 — С. 397.
2 Там же.

==68


шамотную лодочку'. Особое устройство в машине («приманка») подхватывало выдавленное стекло и осторожно поднимало вверх до вальцов. Производительность таких машин была очень высокой, некоторые из них обеспечивали движение ленты стекла со скоростью до 100 м/ч непрерывным потоком.
Несмотря на свою простоту и высокую производительность машина и способ Фурко по изготовлению оконного стекла одержали полную победу и получили широкое распространение только после первой мировой войны.
В дореволюционной России почти все производственные операции на стекольных заводах осуществлялись вручную. По данным переписи 1908 г., на 226 предприятиях этой отрасли насчитывалось всего 18 электродвигателей.
Для получения зеркального стекла использовалось обыкновенное листовое стекло, которое шлифовалось и полировалось. В конце XIX в. были изобретены специальные шлифовальные и полировальные машины для производства зеркал.
До 70-х гг. XIX в. использовались зеркала, покрытые оловянной амальгамой2, однако они давали бледное отражение, а при их изготовлении приходилось иметь дело с ядовитыми парами ртути, приводившими к отравлениям работников.
В начале 70-х гг. от амальгамы отказались. Вместо этого был разработан способ восстановления раствора азотнокислого серебра путем воздействия на него аммиака и сегнетовой соли. Выделенное таким образом серебро тончайшей пленкой оседало на зеркальную поверхность стекла. Чтобы нежная серебряная пленка не повредилась, ее покрывали слоем краски или лака.
Вплоть до 80-х гг. производство стекла самого высокого качества — оптического было связано с именем швейцарского часовщика Гинана, изготовлявшего линзы почти без пузырьков и свилей. Однако секрет изготовления таких линз Гинан и его потомки держали в тайне. Секрет изготовления линз по технологии Гинана удалось приобрести компаньону его сына Бонтану, который с 1898 г. стал производить оптическое стекло в Англии.
Конкуренты оптического стекла Гинана появились только в конце XIX в. Немецкий физик Э. Аббе (1840—1905) совместно с химиком Ф. О. Шоттом (1851—1935) определил новые требования к линзам и получил большое количество составов оптических стекол. На базе созданного в 1881 г. К. Ф. Цейсом (1816—1888) завода оптического стекла в Йене (Германия) Шотт разработал технологию изготовления оптического стекла с заранее заданными свойствами в зависимости от назначения линз.
К началу XX в. производство оптического стекла для изготовления фотоаппаратов, биноклей, подзорных труб, микроскопов и телескопов было сосредоточено на трех заводах во Франции, ' Шамот — обожженная до спекания огнеупорная глина. 2Aмaльгaмa — сплав, в состав которого в качестве одного из компонентов входит ртуть или раствор другого металла в ртути

==69


Германии и Англии Рецепты и технология изготовления стекла на этих заводах были засекречены.
В России оптическое стекло не производилось вплоть до начала первой мировой войны. Только с началом войны Россия, как союзница Англии и Франции, купила за 600 тыс. руб. золотом секрет варки оптического стекла у английского предпринимателя Ченса. Вскоре в Петергофе на Фарфоровом заводе открылся цех оптического стекла.
Керамическая промышленность. Со второй половины XIX в. развивается индустриальное керамическое производство, неизмеримо расширившее выпуск и ассортимент массовой товарной продукции технической, строительной и бытовой керамики. В керамическую промышленность вводится много технологических новшеств и усовершенствований, однако художественное качество керамики во многих странах снижается.
С 60-х гг XIX в. при производстве кирпича начали применять машинную формовку. В эти годы появились глинообрабатывающие машины — бегуны, вальцы, глиномялки и ленточные прессы Стали использоваться специальные устройства для сушки кирпича-сырца (сушилки Шаара, Мёллера и др.). Для обжига сырца применяли кассельную печь, в которой горячие газы проходили к дымоходу горизонтально между сложенными в печи кирпичами.
В 1858 г. немецкий инженер Ф. Гофман разработал проект и построил кольцевую обжиговую печь. Она состояла из 14—18 отделений, в каждое из которых загружалось до 10 тыс. кирпичей. Попеременно разжигая эти отделения, Гофман добился эффективного использования топлива, потребление которого по сравнению с ранее действовавшими конструкциями печей сократилось на 75%. С изобретением этой печи появилась возможность массового производства кирпича. Все дальнейшие типы печей представляли собой лишь модификации печи, разработанной Гофманом.
Деревообработка. В последней четверти XIX в. появились первые деревообрабатывающие станки с паровым двигателем и двигателем внутреннего сгорания. Машины для обработки дерева были построены по образцу машин для обработки металла, однако скорость деревообрабатывающих машин была меньшей, чем металлорежущих станков. Среди деревообрабатывающих станков различались лесопильные рамы, горизонтальные и балансирующие пилы, обрезные, фуговальные, строгальные, фрезерные, долбежные, сверлильные и др. В 1878 г. был создан автомат для художественной резьбы по дереву, который работал по принципу копировально-фрезерного станка. Эти деревообрабатывающие машины широко применялись в Англии, Германии, Швейцарии, США и других странах.
Производство фанеры было связано с созданием специального лущильного станка. Впервые лущильный станок для среза древесины в тонкую ленту (шпон) был изобретен в Ревеле в 1819 г. Однако промышленное применение принципа лущения для изготовления фанеры относится к концу XIX в., когда немецкая фирма «Флек» создала свой тип лущильного станка, существующий и сегодня. Этот

К оглавлению
==70

Сукновальная машина
Ф Гофман
станок давал непрерывную и ровную по толщине ленту, которая затем использовалась для изготовления многослойной, клееной фанепы
В России фанера стала производиться в конце XIX в. В начале XX в. насчитывалось 10 фанерных заводов, а в 1914 г. их число увеличилось до 48. За эти годы производство фанеры увеличилось с 60 тыс. до 250—300 тыс м3.
Русские фабриканты считались монополистами лондонского рынка, служившего мировым центром торговли фанерой. Однако на внутреннем рынке страны фанера почти не продавалась.
Текстильная промышленность. Во второй половине XIX в. развивается и совершенствуется механическое прядение. Появляются специализированные машины для обработки хлопка, шерсти, шелка, вторичного шерстяного сырья, льна, пеньки, джута, искусственного шелка и даже кокосового волокна. Были созданы гребнечесальные, вытяжные, проглаживающие, раскладочные и другие машины, механизировавшие различные операции прядильного производства
В 1857—1861 гг. немецкий инженер Э. Гесснер (1826—1897) изобрел ремешковый делитель ватки для прядения различного вида сырья', что позволяло разделить прочес на 100 отдельных ниточек для переработки в тонкопрядильных машинах.
Ватка (или прочес) — слой рыхлого волокна, собранного в ленту (ровницу)
==71


Многовальная ситцепечатная машина.

Пресс для набивки каблуков и забивания гвоздей.


В 1870 г. была разработана автоматическая кольцепрядильная машина непрерывного действия.
В рассматриваемый период в ткацкий станок Э. Картрайта" было внесено множество усовершенствований, что повысило его надежность и производительность. Появились многочелночные ткацкие станки.
В конце XIX—начале XX в. были созданы ткацкие станки с автоматической сменой челноков. Наиболее удачное решение проблемы автоматической смены шпули в челноке предложил англичанин Дж. Нортроп в 1890 г. Применение станков Нортропа позволяло одному рабочему обслуживать 12 таких станков.
В начале XX в. появилось несколько конструкций бесчелночных станков, в которых уточная нить сматывалась с больших неподвижных паковок и особыми механическими устройствами прокладывалась в зеве.
В 1769 г. английский изобретатель С. Уайз получил патент на первый механический кулирный станок 2, послуживший основой для создания целого семейства механических трикотажных станков. В начале XIX в. появились механические станки для основного трикотажного вязания.
' См.: «Очерки...»—Т. 1.—С. 153—154.
2 Так называлось петлеобразующее устройство для изготовления трикотажной основы.

==72


В 1861 г. английский инженер А. Пэджет впервые построил одноголовочный трикотажный станок, на котором можно было сделать один или два предмета (чулка, носка). Станок А. Пэджета был рассчитан на мелкое производство.
Самой производительной машиной для массового производства трикотажных изделий на больших фабриках явился станок Коттона, изготовленный в 1868 г. На этом станке можно было выделывать сразу 20—24 чулка. Производительность одного рабочего достигала 18—20 пар чулок за смену.
Трикотажные станки Пэджета и Коттона были рассчитаны на производство плоского трикотажа в виде полотна.
Широкое применение круглых трикотажных станков относится ко второй половине XIX в.
В России первые трикотажные предприятия появились в конце XIX в. в виде кустарных производств. В 1913 г. таких предприятий насчитывалось немногим более 20 по всей стране.
Кожевенно-обувная промышленность. В 70—90-е гг. эта отрасль претерпела существенные изменения, что было связано с внедрением индустриальных методов в обработку кожи и изготовление
обуви.
В 1880—1890 гг. был внедрен ускоренный способ дубления кожи солями хрома, вытеснивший примитивный способ выделки кожи с помощью растительных дубильных материалов.
Еще с 50-х гг. XIX в. началась механизация обувного производства. В эти годы были созданы специальные обувные швейные машины Блэка (1858), Гудьера и Макэ (1862, США).
В конце XIX в. весь технологический цикл производства обуви был полностью механизирован на основе специальных машин для производства самых различных операций по изготовлению обуви.
Высоким уровнем механизации отличалось производство обуви в США, Англии, Италии, Германии, Франции.
В России обувь изготовлялась в основном артелями, ремесленными мастерскими и кустарями-одиночками. В 1913 г. кожаной обуви в России было выпущено 68 млн. пар, в том числе на обувных фабриках более 8 млн. пар. Однако и на обувных фабриках России 80% производственных операций выполнялось вручную.

==73

00.htm - glava07

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации