Изобретатели и изобретения промышленной революции

Промышленная революция (1750–1900 гг.) навсегда изменила образ жизни и работы людей в Европе и США. Эти изобретатели и их творения были в авангарде нового общества.

1.Прядение и ткачество.

Создание следующих изобретательных машин сделало возможным массовое производство высококачественных хлопчатобумажных и шерстяных ниток и пряжи и способствовало превращению Великобритании во 2-й половине 18 в. в ведущего мирового производителя текстиля.

Вращающаяся Дженни. Около 1764 года Джеймс Харгривс , бедный необразованный прядильщик и ткач, живший в Ланкашире, Англия, задумал новый вид прядильной машины, которая могла тянуть нить с восьми веретен одновременно, а не с одного, как в традиционной прялке . Сообщается, что эта идея пришла ему в голову после того, как его дочь Дженни случайно опрокинула семейную прялку. Шпиндель продолжал вращаться, даже когда машина лежала на полу, что навело Харгривза на мысль, что одно колесо может вращать несколько шпинделей одновременно. В 1770 году он получил патент на прялку «Дженни».

Водяной каркас. Названная так потому, что приводилась в движение водяным колесом , водяная рама, запатентованная в 1769 году Ричардом Аркрайтом , была первой полностью автоматической и непрерывно работающей прядильной машиной. Он производил более прочную и большую нить, чем прядильная машина Дженни. Из-за своего размера и источника энергии водную раму нельзя было разместить в домах прядильщиков, как это делалось раньше. Вместо этого требовалось размещение в большом здании рядом с быстрым ручьем. Аркрайт и его партнеры построили несколько таких заводов в горных районах Британии. С тех пор прядильщицы, включая детей, работали на все более крупных фабриках, а не у себя дома.

Вращающийся мул. Примерно в 1779 году Сэмюэл Кромптон изобрел прядильный мул, который он сконструировал, объединив черты прядильной машины «Дженни» и водной рамы. Его машина была способна производить как тонкую, так и грубую пряжу и позволяла одному оператору одновременно работать с более чем 1000 веретенами. К сожалению, Кромптон, будучи бедным, не имел денег, чтобы запатентовать свою идею. Его обманула группа производителей, которые заплатили ему гораздо меньше, чем обещали за дизайн. Вращающийся мул в конечном итоге использовался на сотнях фабрик британской текстильной промышленности.

2.Паровой двигатель.

Благодаря своему применению в производстве, а также в качестве источника энергии на кораблях и железнодорожных локомотивах паровой двигатель увеличил производственную мощность заводов и привел к значительному расширению национальных и международных транспортных сетей в 19 веке.

Паровая машина Уатта. В Британии в 17 веке примитивные паровые машины использовались для откачки воды из шахт. В 1765 году шотландский изобретатель Джеймс Уатт , опираясь на более ранние усовершенствования, увеличил эффективность паровых насосных двигателей, добавив отдельный конденсатор, а в 1781 году он сконструировал машину, которая вращала вал, а не создавала движение насоса вверх и вниз. После дальнейших усовершенствований в 1780-х годах двигатель Уотта стал основным источником энергии на бумажных, мукомольных, хлопчатобумажных, металлургических заводах, винокуренных заводах, каналах и водопроводных станциях, что сделало Уотта богатым человеком.

Паровоз. Британский инженер Ричард Тревитик общепризнан как изобретатель парового железнодорожного локомотива (1803 г.) — применения паровой машины, которое сам Уотт когда-то считал непрактичным. Тревитик также приспособил свой двигатель для приведения в движение баржи за счет вращения гребных колес и для управления земснарядом. Двигатель Тревитика, который вырабатывал большую мощность, чем двигатель Ватта, работая при более высоких давлениях, вскоре стал обычным явлением в промышленности Великобритании, вытеснив менее эффективную конструкцию Уатта. Первым паровозом, перевозившим платных пассажиров, был Active (позже переименованный в Locomotion ), спроектированный английским инженером Джорджем Стефенсоном., который совершил свой первый пробег в 1825 году. Для новой пассажирской железнодорожной линии между Ливерпулем и Манчестером, завершенной в 1830 году, Стивенсон и его сын спроектировали «Ракету», которая развивала скорость 36 миль (58 км) в час.

Два важных изобретения повысили безопасность и эффективность паровых поездов и железных дорог в конце 19 века. В 1897 году американский изобретатель Эндрю Дж. Бирд запатентовал муфту Дженни — устройство, автоматически соединяющее железнодорожные вагоны. Он произвел революцию в железнодорожной отрасли, устранив необходимость тормозных мастеров вручную сцеплять вагоны — опасную работу, которая часто приводила к серьезным травмам. Примерно в то же время канадско-американский изобретатель Элайджа Маккой запатентовал смазочное устройство для подшипников паровых двигателей. Его портативная «смазочная чашка» или «лубрикатор Маккоя» автоматически капала масло на подшипники двигателя во время движения поезда, обеспечивая надлежащую смазку двигателя. Это устройство стало чрезвычайно популярным, поскольку позволяло поездам двигаться непрерывно без необходимости часто останавливаться для смазки.

Пароходы Пароходы были изобретены во Франции, Великобритании и США в конце 18 — начале 19 веков. Первый коммерчески успешный пароход North River Steamboat , спроектированный американским инженером Робертом Фултоном , путешествовал вверх по реке Гудзон от Нью-Йорка до Олбани, штат Нью-Йорк, в 1807 году со скоростью около 5 миль (8 км) в час. В конце концов, все более крупные пароходы доставляли грузы и пассажиров на сотни миль внутренних водных путей восточной и центральной части Соединенных Штатов, особенно по реке Миссисипи . Первое трансокеанское путешествие с использованием паровой энергии было совершено в 1819 году судном « Саванна» ., американский парусник со вспомогательным веслом с паровым приводом. Он дошел из Саванны, штат Джорджия, до Ливерпуля, Англия, чуть более чем за 27 дней, хотя его весло проработало всего 85 часов путешествия. Ко второй половине XIX века все более крупные и быстрые пароходы регулярно перевозили пассажиров, грузы и почту через Северную Атлантику, эта услуга получила название «Атлантический паром».

3.Использование электричества.

В начале 19 века ученые Европы и США исследовали взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, и их исследования вскоре привели к практическому применению электромагнитных явлений.

Электрогенераторы и электродвигатели. В 1820-х и 30-х годах британский учёный Майкл Фарадей экспериментально продемонстрировал, что прохождение электрического тока через катушку с проводом между двумя полюсами магнита заставит катушку вращаться, а поворот катушки с проводом между двумя полюсами магнита создаст электрический ток в катушке ( электромагнитная индукция ). Первое явление со временем стало основой электродвигателя , преобразующего электрическую энергию в механическую, а второе в конечном итоге стало основой электрического генератора ., или динамо-машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Хотя и двигатели, и генераторы претерпели существенные усовершенствования в середине XIX века, их практическое применение в больших масштабах зависело от более позднего изобретения других машин, а именно поездов с электрическим приводом и электрического освещения.

Электрические железные дороги и трамваи. Первая электрическая железная дорога, предназначенная для использования в городском общественном транспорте, была продемонстрирована немецким инженером Вернером фон Сименсом в Берлине в 1879 году. К началу 20 века электрические железные дороги работали внутри и между несколькими крупными городами Европы и США. Первая электрифицированная секция лондонского метрополитена , названная Лондонским метрополитеном , начала работу в 1890 году.

Лампа накаливания. В 1878–1879 годах Джозеф Свон в Англии, а затем Томас Эдисон в США независимо друг от друга изобрели практичную электрическую лампу накаливания., который производит непрерывный свет путем нагревания нити электрическим током в вакууме (или околовакуумном). Оба изобретателя подали заявки на патенты, и их судебные споры закончились только после того, как они согласились создать совместную компанию в 1883 году. система освещения. В течение следующих 50 лет электрические лампы накаливания постепенно заменили газовые и керосиновые лампы в качестве основного источника искусственного освещения в городских районах, хотя уличные фонари с газовым освещением сохранялись в Великобритании до середины 20 века.

Льюис Латимер, американский изобретатель, в 1881 году запатентовал угольную нить, которая горела гораздо дольше, чем предыдущие конструкции. Нововведение позволило производить более эффективные лампочки, тем самым сделав электрическое освещение более доступным и ускорив его внедрение.

4.Телеграф и телефон.

Два изобретения XIX века — электрический телеграф и электрический телефон — впервые сделали возможной надежную мгновенную связь на больших расстояниях. Их влияние на торговлю, дипломатию, военные операции, журналистику и множество аспектов повседневной жизни было почти мгновенным и оказалось долгосрочным.

Телеграф. Первые практические электрические телеграфные системы были созданы почти одновременно в Великобритании и США в 1837 году. В устройстве, разработанном британскими изобретателями Уильямом Фотергиллом Куком и Чарльзом Уитстоном , иглы на монтажной пластине приемника указывали на определенные буквы или цифры при прохождении электрического тока. прошел через прикрепленные провода. Изобретатели Соломон Дж. Браун, Джозеф Генри , Сэмюэл Ф.Б. Морс и Альфред Вейл.создали свой собственный электрический телеграф, Браун был одним из главных техников телеграфа, Генри разработал необходимый магнит высокой интенсивности, а Морс разработал конструкцию телеграфа со значительными улучшениями, внесенными Вейлом. Морзе создал свой собственный электрический телеграф и, что более известно, универсальный код, известный с тех пор как азбука Морзе., который можно было бы использовать в любой системе телеграфии. Код, состоящий из набора символических точек, тире и пробелов, вскоре был принят (в измененной форме для размещения диакритических знаков) во всем мире. Демонстрационная телеграфная линия между Вашингтоном, округ Колумбия, и Балтимором, штат Мэриленд, была построена в 1844 году. Первое сообщение, отправленное по ней, было: «Что сотворил Бог!» Телеграфные кабели были впервые проложены через Ла-Манш в 1851 году и через Атлантический океан в 1858 году. В Соединенных Штатах распространение телеграфной связи за счет роста частных телеграфных компаний, таких как Western Union, способствовало поддержанию правопорядка на западных территориях. и контроль движения на железных дорогах. Более того, это позволило передавать национальные и международные новости черезинформационные агентства , такие как Associated Press . В 1896 году итальянский физик и изобретатель Гульельмо Маркони усовершенствовал систему беспроводной телеграфии ( радиотелеграфии ), которая имела важное военное применение в 20 веке.

Телефон. В 1876 году американский учёный шотландского происхождения Александр Грэм Белл.успешно продемонстрировал телефон, передающий звук, в том числе человеческий голос, посредством электрического тока. Хотя Белл считается основным изобретателем телефона, Льюис Латимер, американский изобретатель и рисовальщик, внес свой вклад в его развитие, работая над патентными чертежами. Патентные юристы Bell наняли Латимера для разработки высококачественных патентных чертежей для заявки на патент на телефон. Устройство Белла состояло из двух наборов металлических язычков (мембран) и электромагнитных катушек. Звуковые волны, возникающие возле одной мембраны, заставляли ее вибрировать на определенных частотах, что индуцировало соответствующие токи в подключенной к ней электромагнитной катушке, и эти токи затем текли к другой катушке, что, в свою очередь, заставляло другую мембрану вибрировать на тех же частотах. воспроизводя оригинальные звуковые волны.Томас Уотсон со знаменитыми словами, которые Белл записал в своих заметках как «Мистер. Ватсон, идите сюда, я хочу вас увидеть. Первоначально телефон был диковинкой или игрушкой для богатых, но к середине 20 века он стал обычным бытовым инструментом, миллиарды которых использовались во всем мире.

5.Двигатель внутреннего сгорания и автомобиль.

Среди наиболее важных изобретений поздней промышленной революции были двигатель внутреннего сгорания , а вместе с ним и автомобиль с бензиновым двигателем . Автомобиль, пришедший на смену лошади и повозке в Европе и США, предоставил обычным людям большую свободу передвижения, облегчил коммерческие связи между городскими и сельскими районами, повлиял на городское планирование и рост крупных городов, а также способствовал серьезному загрязнению воздуха. проблемы загрязнения в городских районах.

Двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания генерирует работу за счет сгорания внутри двигателя сжатой смеси окислителя (воздуха) и топлива, при этом горячие газообразные продукты сгорания толкаются о движущиеся поверхности двигателя, такие как поршень или ротор. Первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания, в котором использовалась смесь угольного газа и воздуха, был построен около 1859 года бельгийским изобретателем Этьеном Ленуаром . Первоначально дорогой в эксплуатации и неэффективный, он был значительно модифицирован в 1878 году немецким инженером Николаусом Отто., который ввел четырехтактный цикл: впуск-сжатие-воспламенение-выпуск. Благодаря своей большей эффективности, долговечности и простоте использования газовые двигатели, основанные на конструкции Отто, вскоре заменили паровые двигатели в небольших промышленных предприятиях. Первый бензиновый двигатель внутреннего сгорания, также основанный на четырехтактной конструкции Отто, был изобретен немецким инженером Готлибом Даймлером в 1885 году. Вскоре после этого, в начале 1890-х годов, другой немецкий инженер, Рудольф Дизель , сконструировал двигатель внутреннего сгорания. ( дизельный двигатель ), в котором вместо бензина использовалось тяжелое масло, и который был более эффективен, чем двигатель Отто. Он широко использовался для питания локомотивов, тяжелой техники и подводных лодок.

Автомобиль. Благодаря своей эффективности и легкому весу бензиновый двигатель идеально подходил для передвижения на легких транспортных средствах. Первые мотоцикл и автомобиль с двигателем внутреннего сгорания были построены Даймлером и Карлом Бенцем соответственно в 1885 году. К 1890-м годам зарождающаяся промышленность в континентальной Европе и США производила все более сложные автомобили для в основном богатых клиентов. Менее чем 20 лет спустя американский промышленник Генри Форд усовершенствовал конвейерные методы производства, чтобы производить миллионы автомобилей (особенно модели Т).) и легких грузовиков ежегодно. Достигнутая им огромная экономия на масштабе сделала владение автомобилем доступным для американцев со средним доходом, что стало важным событием в истории транспорта.

6.Рост аграрного сектора.

Новая сельскохозяйственная техника в сочетании с достижениями в области химии и агрономии помогла превратить сельское хозяйство в высокодоходное промышленное предприятие. Это увеличило мощности производства продуктов питания во время промышленной революции, что помогло накормить растущее население.

Стальной плуг. Стальной плуг, изобретенный Джоном Диром в 1837 году, представлял собой значительное усовершенствование по сравнению с более ранними железными и деревянными плугами, поскольку он был легче и прочнее и мог разрыхлять плотную почву прерий на Среднем Западе Америки. Острый кончик и гладкая поверхность плуга уменьшают трение и позволяют фермерам обрабатывать больше акров земли в день с меньшей тягловой силой, что способствует повышению урожайности и позволяет сельскому хозяйству расширяться на запад, осваивая новые территории. В течение двух десятилетий с момента его изобретения компания Дира в Соединенных Штатах ежегодно производила более 10 000 стальных плугов.

Механический жнец. Механическая жатка, разработанная Сайрусом Маккормиком в 1831 году, значительно повысила эффективность уборки урожая по сравнению с ручными косами. В машине Маккормика, запряженной лошадьми, использовалась режущая штанга для резки спелого зерна, платформа для переноски срезанных стеблей и мотовило, чтобы тянуть их на платформу для связывания. Автоматизировав процессы скашивания и обмолота, жатка позволила фермерам в четыре раза увеличить количество собираемого зерна в день, заменив ручную косу , которая использовалась более 5000 лет.

Многокорпусный испаритель. Химик Норбер Рийе изобрел эффективный многокорпусный испаритель, в котором для поэтапного кипячения сока сахарного тростника использовались паровой нагрев и вакуумные камеры. Это позволило удалить воду из сока, сохранив при этом кристаллы сахара, и тем самым произвело революцию в сахарной промышленности. Аппарат Рилье, запатентованный в 1846 году, сократил расход топлива и увеличил выход сахара по сравнению со старыми методами в открытом котле, что позволило сахарным плантациям Луизианы снизить производственные затраты, улучшить качество и прибыль. Новаторская работа Рилье в области промышленной теплопередачи и паровой технологии проложила путь для многих последующих разработок, а его инновационный процесс нефтепереработки продолжает использоваться в химической обработке, фармацевтическом производстве, производстве продуктов питания и напитков, а также в очистке сточных вод.

Синтетическое производство. Американского агронома Джорджа Вашингтона Карвера лучше всего помнят за продвижение методов севооборота для восстановления питательных веществ в почве, истощенных монокультурой хлопка , а также за его достижения в производстве синтетических культур. Проводя исследования и испытания азотфиксирующих растений, таких как арахис, соевые бобы и сладкий картофель, Карвер использовал синтетическое производство для разработки сотен новых способов применения стандартных сельскохозяйственных культур. Что касается арахиса, он создал более 300 продуктов, включая заменители молока и масла, бумагу и морилки. Его работа обеспечила доступные источники продовольствия для бедных фермеров и помогла снизить зависимость сельского хозяйства Юга от хлопка.

7.Косметика и одежда.

Технологии массового производства в сочетании с расширенными сетями сбыта позволили производить огромный ассортимент потребительских товаров, от одежды до косметики, по доступной цене и доступный для широких слоев населения.

Швейная машина. Элиас Хоу и Исаак Зингер запатентовали швейные машиныв 1840-х и 50-х годах. Хоу изобрел и запатентовал первую практичную швейную машину, в которой использовалась челночная строчка. Эта машина могла производить 300 стежков в минуту по сравнению с 40–50 стежками профессиональной швеи в минуту, но только по прямой линии, что является серьезным ограничением. По мере совершенствования технологии шитья швейные фабрики смогли быстро и дешево производить массовое производство модной одежды для широких слоев населения. Практичная швейная машина позже стала доступна для домашнего использования, став основой самообеспеченности американской семьи. В 1851 году Зингер разработал улучшенную модель, в которой использовался запатентованный метод Хоу челночного стежка и новый механизм движения вверх и вниз. Хоу смог восстановить свои права в 1854 году после пятилетней судебной тяжбы против Сингера и других, после чего он получил гонорары за все швейные машины, произведенные в США.

Машина для долговечности обуви. Американский изобретатель Ян Эрнст Мацелигер создал машину для затягивания обуви в 1883 году. До этого обувь затягивалась индивидуально опытными мастерами, что ограничивало ее доступность и доступность. Машина Мацелигера могла производить 150–700 пар обуви в день по сравнению с 50 парами на одного ремесленника, что позволило сделать недорогую обувь массового производства широко доступной.

Анилиновые красители. Английский химик Уильям Генри Перкин впервые запатентовал анилиновые красители в 1856 году. Эти искусственные красители впервые позволили массово производить на фабриках яркие ткани. Раньше красители получали из природных источников и имели ограниченный оттенок. Перкин случайно создал синтез анилина пурпурного , или лилового, в своем эксперименте по производству хинина , медицинского препарата. Процесс анилинового окрашивания открыл двери для доступной яркой одежды, доступной широкому потребителю. Его огромная популярность получила название «мовеновая корь» и достигла даже британской королевской семьи ; Королева Виктория появилась в лиловом шелковом платье на Международной выставке 1862 года, иначе известной как Большая Лондонская выставка.

Продукты для волос. В начале 1900-х годов мадам Си Джей Уокер (урожденная Сара Бридлав) разработала линию косметики и средств по уходу за волосами для афроамериканских женщин, специализируясь на помадах и шампунях. Благодаря умелому маркетингу и обучению национальной сети, насчитывающей более 25 000 торговых агентов, она построила бизнес-империю, охватывающую территорию от Соединенных Штатов до Центральной Америки и Карибского бассейна, тем самым способствуя переходу косметики от мелкосерийного производства к массовой доступности для потребителя. товары.

About Author

VOST

See author's posts