Поиск по сайтуВход для пользователей
Расширенный поискРегистрация   |   Забыли пароль?
Зачем регистрироваться?
ТелепередачаAlma-materКлубКонкурсыФорумFAQ
www.umniki.ru / Журнал / Гранит науки /
  
  
 

04:49 18 Сентября 2017 - clblalackvirgi

[b][url=http://www.michaelkorswallet.cn/]michael kors outlet

  Читать далее

 
ГРАНИТ НАУКИ
Per aspera ad astra
 

Средства передвижения – одно из гениальных изобретений человечества. Сегодня можно с легкостью проехать тысячи километров от Москвы до Владивостока на поезде, проплыть от истоков до устья реки Амазонки на лодке или даже пересечь Тихий океан на самолете. Расстояния перестали быть непреодолимой преградой для жителей 21 века. Но так было не всегда. Эта статья – рассказ о том, как человек с помощью поразительных изобретений шаг за шагом сумел покорить воду, землю и воздух.

 

Самым первым средством передвижения стал плот. Сложно поверить, что придуман он был еще в глубокой древности, за несколько тысяч лет до нашей эры. Уже в то время люди стремились подчинить себе непокорную водную стихию. Они заметили: деревянные стволы остаются на поверхности, и с их помощью гораздо быстрее доставлять вещи с одной стоянки на другую. Кроме того, реки и моря всегда являлись источником пропитания, а не тонущие стволы были на тот момент идеальным местом для рыбалки.

Итак, в жизни первобытных племен появилось первое плавательное средство – плот. Конечно, оно было довольно примитивным. Связанные между собой бревна обычно спускались вниз по течению, чтобы отправить крупный, тяжелый груз. Затем люди отважились плыть на нем сами вдоль берега, управляя длинным шестом или небольшой доской, если было слишком  глубоко.

Однако неповоротливый плот скоро перестал удовлетворять потребности человека. Ему нужно было легкое и хорошо управляемое средство, каким стала лодка. Изначально она представляла из себя бревно, очищенное от веток, со слегка заостренным носом. Туземцы, которые первыми стали выдалбливать лодки из бревен, сначала полагались только на силу собственных ног и рук. Изобретение весла позволило им преодолевать большие расстояния и тратить на это меньше времени. К тому же теперь можно было плавать не только около берега, но и на открытом водном пространстве, отталкиваясь лопатообразной гребной доской.

Далеко не каждый мог изготовить из сухого бревна надежную и крепкую лодку — для этого нужны были специальные инструменты и физическая сила. Гораздо проще было сделать ее из коры. Мастер скоблил и конопатил отделенную кору, а затем связывал края корнями и закреплял их смолой. Несколько часов, и легкая, быстрая лодка готова.

Северные племена использовали для лодок то, что подарила им природа — звериные шкуры и китовый ус. Позднее надувные лодки из кожи стали изготавливать и южные народы. К примеру, ассирийцы одними из первых стали делать лодки из надутых шкур животных. А древние египтяне еще во времена фараонов сплавляли грузы по Нилу с помощью больших плотов, которые не тонули благодаря бурдюкам из кожи.

Такие лодки были незаменимы во время военных походов и дальних странствий. Плиниус Старший, древнеримский историк, писал, что подобные надувные суда были очень удобны для плавания: они мало весили и легко маневрировали. Кожаные лодки оценил и Юлий Цезарь.

Пожалуй, самое известное плавание на надувной лодке состоялось в 6 веке нашей эры. Оно подробно описано в древней  рукописи «Плавание святого аббата Брандана». Аббат Брандан, или Брендан — не только основатель монашества и почитаемый кельтский святой. Многие знают его как отважного мореплавателя, христианского героя, путешествовавшего на лодке по Атлантическому океану. Он родился предположительно в 486 году в Ирландии в местечке Трейли (сейчас там располагается графство Керри). Еще с юношеских лет Брендан увлекался далекими путешествиями, морской навигацией, но выбрал для себя путь монаха. Однако его мечтам о необычных странствиях все-таки суждено было сбыться: будучи настоятелем монастыря в Клонферме, он отправился к Земле Обетованной вместе с Мерноком, одним из отшельников.

Плавание оказалось очень тяжелым: то шторм, то сильный ветер сбивал монахов с курса. Побывав, как потом выяснили ученые, в Исландии, Гренландии и на побережье полуострова Лабрадор, они наконец-то достигли своей цели — Канарских островов. Получается, что небольшая группа кельтских монахов доплыла до Северной Америки на 900 лет раньше Христофора Колумба — это утверждают летописи 8 — 9 веков. И совершили они свое путешествие на неприметной с виду надувной кожаной лодке, устоявшей до самого конца плавания.

Неудивительно, что надувные лодки из натуральных материалов — кожи и звериных шкур — до сих пор используются некоторыми народами стран Азии. Они позволяют бесшумно скользить по водной глади и остаются легкими, но прочными.

Но, безусловно, с того времени были изобретены гораздо более удобные и революционные средства передвижения по воде. Настоящим открытием стало появление парусного корабля. Удивительно, но он, как и деревянная лодка, стал использоваться до нашей эры.

Родиной парусного корабля можно назвать Египет. Нил — настоящий источник жизни в засушливых египетских пустынях — был многоводной рекой, позволявшей развиваться кораблестроению. Он был также своенравным, подчас неуправляемым потоком, и в периоды разлива Нила, когда соседние земли полностью затапливало, только суда являлись единственно возможным средством передвижения.

Изначально для кораблестроения использовался папирус. Этот материал определял форму судна — чем-то похожую на ладью, с изогнутыми носом и кормой. Корпус для прочности перетягивался тросами. Такими были египетские суда, или барки, 5 тысяч лет назад.

А двумя тысячелетиями позже, когда наладилась торговля между египтянами и финикийцами, корабли начали изготовлять из привозных древесных материалов, в основном из ливанского кедра. Подобные корабли не отличались хорошей маневренностью. Использовавшиеся тогда паруса позволяли судну плыть только прямо. Несколько позже, примерно во втором тысячелетии до нашей эры, на смену двуногой мачте пришла одноногая. Такие мачты используются и по сей день. Они гораздо удобнее своих предшественниц — дают возможность управлять парусами, изменять направление следования корабля. Хотя, конечно, стоит признать, что  прямоугольные паруса того времени были далеки от совершенства.

Разумеется, даже паруса новой формы напрямую зависели от ветра. Если он не был попутным, корабль не мог следовать намеченному курсу. Поэтому основной силой, своеобразным мотором у корабля были гребцы. Это были физически очень крепкие люди. Лучшие гребцы на огромных судах фараона развивали скорость до 12 километров в час. На первый взгляд может показаться, что это медленно, но для этого гребцам приходилось делать 26 гребков в минуту! Управлялись такие корабли с помощью двух рулевых весел. С течением времени их конструкция и местоположение изменились, однако главный принцип — управление с помощью поворота пера руля — остался прежним даже сейчас, в 21 веке.

К третьему тысячелетию до нашей эры новаторство в области судостроения переходит к финикийцам. С активным развитием торговли для них приходит необходимость самим создавать морские корабли. Их идеи становятся действительно революционными. Так, они добавляют ребра жесткости и покрывают их деревянными досками. Не исключено, что на эту мысль их случайно натолкнули скелеты животных с крепким каркасом — ребрами. Киль — это еще одно удачное изобретение финикийцев. Все эти находки делали корабль более надежным и устойчивым, способным выдержать непогоду и большие нагрузки.

Середина второго тысячелетия до нашей эры — настоящая эпоха расцвета торговли для финикийцев. Их крупные торговые судна становятся символом того времени. Теперь они были двухъярусными или даже трехъярусными, в зависимости от того, сколько рядов отводили для гребцов. Корабли позволяли им захватывать и присоединять новые территории, вести переговоры с дальними странами.

Прошли века, и от плотов и парусных кораблей люди перешли к новым морским судам, поражающим воображение своей мощью и холодной красотой. Огромные крейсера, гордо рассекающие волны морей; круизные лайнеры, которые внутренней обстановкой ничем не отличаются от пятизвездочного отеля; шикарные яхты или маневренные водные мотоциклы — все они к услугам человека. Но даже в наше время основные функции  водного транспорта по большому счету не изменились: он по-прежнему используется для ведения военных действий, торговли и морских путешествий.

 

А какова же история наземного транспорта? Началась она с изобретения, гениального и простого одновременно — с колеса.

Время его появления точно не известно. Предположительно это произошло в четвертом тысячелетии до нашей эры — именно к этому периоду времени относятся первые упоминания о праобразе колеса. Первые из древних колес были найдены археологами на территориях, где население уже научилось плавить и обрабатывать металл — в Месопотамии, Венгрии, Средней Азии.

Удивительно, но колесо не было придумано во время кочевой жизни племен — тогда  первые люди переносили с собой с места на место только самое важное и необходимое. Но когда племена нашли постоянное место проживания, стали объединяться в большие города, им понадобилось колесо — приспособление, незаменимое в хозяйстве. С его помощью можно было перемещать грузы на далекие расстояния, а также самому отправиться, к примеру, в соседнее поселение.

Деревянный каток — предшественник современного колеса — представлял из себя диск, закрепленный клином на оси. Первые люди постепенно шли к его созданию. Так, они сначала заметили, что бревна легко катятся по земле, и гораздо проще  подталкивать его, чем поднимать. Хотя, конечно, и это было довольно непросто, поэтому для перемещения бревен был придуман рычаг. Изначально использовался один рычаг; затем, с помощью нескольких рычагов, древние люди смогли передвигать более тяжелые и крупные бревна, иногда даже по несколько штук за раз.

Несколько позже человек догадался, что бревно можно само использовать как средство передвижения. Если положить деревянные стволы друг на друга и подтолкнуть их со склона, то они покатятся вместе. Значит, можно было сэкономить силы и энергию. Именно таким образом в Древнем Египте перемещали массивные каменные плиты или уже готовые блоки, статуи, которые, как может сначала показаться, невозможно сдвинуть даже современной мощной техникой. На Руси подобный метод тоже использовался, когда необходимо было волоком перетащить торговые корабли, шедшие из Византии по Великому торговому пути.

Такой способ уже позволял перевозить крупногабаритные грузы, облегчая труд людей. Но он был пока что вовсе не идеален: ничем не зафиксированные рычаги могли свободно отсоединяться от груза, и тяжелую работу приходилось начинать сначала. Видимо, кому-то пришла идея  управлять бревнами с помощью закрепленных рычагов, и так появился каток. Он выглядел следующим образом: десять — двенадцать бревен надежно скрепляли между собой, а под ними, внизу, прикрепляли еще четыре бревна, гладко отесанных. В середине между ними помещался вращающийся диск большого диаметра. Такая повозка могла ехать не только по ровной дороге; ей были не страшны попадавшиеся ветки и камни.

Каток постепенно усовершенствовали: диск в середине убрали, оставив только два бревна. Они могли свободно вращаться, закрепленные медными скобками. Но возникла проблема: каток не ехал в нужном направлении, а постоянно заворачивал из-за того, что бревна с левой и правой стороны были разными по длинне. Однако и эта проблема впоследствии была решена: от цельного бревна остались два валика и жердь между ними, тонкая, чтобы древний транспорт двигался равномерно. Валик, отделенный от жерди, и стал первым колесом.

Для того, чтобы повозка ехала быстрее, начали использовать тягловую силу — прирученный домашний скот. Поначалу не удавалось развить большую скорость на подобном средстве передвижения. Но со временем деревянная повозка становилась более легкой и маневренной, а строительство первых дорог, пришедших на смену естественным, природным  тропинкам, позволило перемещаться относительно быстро, привязав животное за рога к повозке.

Использование скота стало значительным прорывом в истории наземного транспорта. Но настоящая революция, сделавшая его главным средством передвижения для миллионов людей по всему миру, стало изобретение двигателя внутреннего сгорания.

Началось все в 1801 году, когда французский ученый Филипп Лебон взялся за создание первого газового двигателя. Он состоял из камеры смешения и двух компрессоров. Компрессоры подавали в камеру сжатый воздух и газ. Эта смесь затем воспламенялась в рабочем цилиндре. По сути, такой двигатель был очень близок к двигателю внутреннего сгорания ( или сокращенно ДВГ). Но Ф. Лебон, умерший через три года после начала работы, в 1804, не успел воплотить в жизнь свои замыслы.

 Многие ученые последовали за Лебоном, пытаясь создать лучший двигатель. Автором первого, пригодного на практике, оказался Этьен Ленуар, тоже французский ученый. Произошло это почти полвека спустя, в 1860 году. Ленуар предложил совершенно новую идею: смесь газа и воздуха нужно поджигать с помощью электрической искры.

Не все сразу получалось так, как он задумал: двигатель почти сразу останавливался из-за перегрева и трения. Однако добавленные Этьеном Ленуаром система охлаждения и смазка решили эту проблему.

Новые двигатели становились популярными: в 1864 году их было выпущено более трехсот. Но Ленуар перестал совершенствовать свое изобретение, и вскоре оно стало устаревшим по сравнению с двигателем, предложенным немецким инженером Николаусом Отто.

Отто отказался от некоторых принципов, которые были ключевыми в двигателе Ленуара, так что сначала могло показаться, что конструкция двигателя, разработанная немецким ученым, была неким шагом назад. Однако достоинства изобретения были очевидными: ДВГ был в пять раз экономичнее, чем у Ленуара! Его коэффициент полезного действия равнялся 15%  — получалось, что он был эффективнее самых лучших паровых машин того периода времени. Все это — за счет самого большого достижения Николауса Отто, четырехтактного цикла: в нем поршень за один рабочий цикл совершал четыре движения, или такта. Такой принцип конструирования двигателя используется и в 21 веке в современных автомобилях. Причем он распространяется как на бензиновые, так и на газовые двигатели.

Такой цикл был улучшен Готтлибом Даймлером и Карлом Бенцом — создателями первого автомобиля с усовершенствованным четырехтактным двигателем внутреннего сгорания. Им удалось сделать ДВГ более мощным за счет увеличения частоты вращения вала.

Автомобиль, выпущенный в 1885 году, пользовался невероятным успехом. И, что интересно, именно на такой машине женщина впервые в истории совершила автомобильный пробег в 1888 году. Это была Берта Бенц, жена всемирно известного Карла Бенца, с сыновьями. Она отправилась в поездку в тайне от мужа. В дороге ее ждало много трудностей: то машина не смогла заехать на высокий подъем, то лопнул кожаный приводной ремень. Но Берта не растерялась: вместо пробитой изоляции электрического провода она использовала собственную подтяжку, а топливную трубку почистила шпилькой. Чтобы пополнить запасы топлива, она заезжала в придорожные аптеки, в которых бензин продавался в качестве лекарства от кожных заболеваний.

Преодолев все трудности на своем пути, она смогла проехать расстояние от Мюнхена до Пфорцхайма — это почти двести километров! Ее поездка помогла Карлу Бенцу выявить некоторые недостатки в двигателе автомобиля, а сама Берта первой из всех женщин получила водительское удостоверение.

В 19 веке автомобиль, безусловно, считался роскошью, которую могли позволить себе только высшие слои общества. Но прошло всего 100 лет, и жителям крупных городов уже невозможно представить себе жизнь без этого незаменимого изобретения. И хотя многие горожане ругают пробки и задымленный воздух, они все равно ни за что не откажутся от поездки в комфортабельном автомобиле.

 

Итак, человек сумел покорить землю и воду, чтобы путешествовать на долгие расстояния. Но его всегда необъяснимо тянуло вверх, к звездам и бездонному синему небу. Покорение воздушной стихии оказалось очень тяжелым и потребовало многих жертв, отчасти похожих на легендарного Икара, стремившегося к сияющему солнцу. Но в итоге, методом проб и ошибок, люди все же смогли подняться в небо.

О том, что человек рано или поздно сможет летать не хуже птиц, задумывались многие ученые. Один из них, Леонардо да Винчи, еще в 15 веке нарисовал схему первой летательной машины. Он считал, что если взять кусок полотна, образующий купол двенадцати локтей в ширину и двенадцати локтей в высоту, то он выдержит вес человека и поднимет его вверх. Великий ученый оказался абсолютно прав: именно такие размеры имеет современный парашют. Но поразительное для своего времени изобретение да Винчи так и осталось не оцененным современниками.

В 1777 году был предложен новый вариант летательного устройства, так называемый «летающий плащ», придуманный французским профессором Дефонтажем. Для испытания изобретения власти разрешили ему провести эксперимент с Жаком Думье, приговоренным к смертной казни. Заключенный согласился и, спрыгнув с высокого здания склада, все же остался жив, лишь слегка повредив колено при приземлении.

Ученые, работавшие в то время над созданием устройства, которое позволит человеку безопасно приземлиться на землю, были очень близки к идее парашюта.  Однако лучше всех была идея Луи Себастьяна Ленормана, человека, придумавшего само название «парашют». Оно означает «противопадение» и сохранилось в нашей речи и по сегодняшний день.

29 декабря 1873 года Луи Ленорман удачно спрыгнул с парашютом с балкона обсерватории в Монпелье. В сентябре того же года в свой первый полет отправился воздушный шар братьев Монгольфье. Его пассажирами стали овца, утка и петух, благополучно вернувшиеся на землю. Так же удачно прошел второй полет , длившийся чуть меньше получаса. На этот раз в гондоле оказались друзья братьев Монгольфье — Пилатр де Розье и маркиз Ф. де Арланд.

Первым человеком, который поднялся на воздушном шаре с парашютом, стал Филипп Бланшар. Но перед этим он опробовал изобретение на своей собаке Баярде.

В истории разработок и прыжков с парашюта много известных имен: Леру, Купоренто, Друе, Рюи. К сожалению, многие из них погибли при испытаниях, в том числе Биттенер, Рейхель, Коккинг.

Парашюты и воздушные шары стали, безусловно, новой страницей в истории средств передвижения, но они имели массу недостатков и резко потеряли свою популярность с развитием авиации. В сороковых годах 19 века англичане Уильям Хенсон и Джон Стрингфелло сконструировали первый летательный аппарат с паровым двигателем. Он был очень похож на управляемые модели аэропланов — первый полет на нем состоялся в 1903 году. Братья Райт из США установили на него легкий бензиновый двигатель и совершили удачную посадку, пролетев 260 метров за 59 секунд.

В наше время летательные аппараты — это, пожалуй, наиболее динамично развивающаяся сфера. От первых дирижаблей и моторных аэропланов до «Боинга» и космических кораблей — огромный шаг для всего человечества, невероятный прорыв, благодаря которому теперь мы можем облететь весь земной шар и, возможно, в скором времени исследовать пока что таинственную и полную загадок Вселенную.

 

Такие изобретения действительно перевернули наш мир. Они заставили человека открыть для себя новые горизонты и увидеть все с совершенно другой стороны. Почувствовать, что любую мечту можно осуществить с помощью одной только мысли.

 

 

 

Кузнецова Н. М.

1 МЖ СО

 

 
ГРАНИТ НАУКИ
 

1.

Игра в политику: шутки в сторону!

21.04.2014

2.

Per aspera ad astra

04.05.2011

 

3.

Майкрософт: история создания

26.04.2011

 

4.

Изобретения полезные и не очень

02.03.2011

 

5.

«Яблочная» революция

02.03.2011

 
 
 
 
 
 
 
  © 2006-2007 www.umniki.ru
Редакция интернет-проекта "Умницы и умники"
E-mail: edit.staff@yandex.ru
Использование текстов без согласования с редакцией запрещено

Дизайн и поддержка: Smart Solutions


 
Rambler's Top100