Технический прогресс в XVII- XVIII вв.

В XVII в. мануфактура становится ведущим фактором развития производства в Европе. Мануфактуры превращались в уже сравнительно крупные капиталистические предприятия, на которых отрабатывались организационные структуры и «ковались кадры» для перехода к собственно капиталистическому машинному производству, промышленному перевороту, начавшемуся в Англии в 60-е гг. XVIII в.

Отличительной чертой мануфактурного производства рассматриваемого периода стала высокая степень разделения труда и механизация производства, в частности использованием гидроустановок. Гидроустановки представляли собой нижнебойные (подливные), среднебойные (вода по желобу подавалась в среднюю часть колеса и за счет подъема увеличивалась потенциальная энергия падающего потока) и верхнебойные (водяной поток, поднятый плотиной на большую высоту, падал на колесо сверху) водяные колеса. В Западной Европе все типы водяных колес активно использовались в горном деле, в металлургии, бумажном, текстильном, лесопильном, мукомольном, маслобойном и других производствах.

Усложнилась технология мануфактурного производства в металлургии. Металлургический процесс стал включать: выплавку чугуна ─ доменный процесс; чугунолитейное производство ─ отливка готовых изделий из чугуна; получение сварочного (ковкого) железа; передел сварочного железа в сортовое. С начала XVIII в. металлургическое производство наряду с древесным углем начинает использовать кокс, хотя окончательно на кокс стали переходить только с середины XIX века.

Механизации труда охватила все виды производства, в том числе и текстильное. Значительной вехой в текстильной промышленности стало изобретение механической прялки «Дженни» ткачом Джеймсом Харгривсом (одновременно работало 15 – 18 веретен) в 1765 г. Механик К. Вуд (1772) усовершенствовал прядильную машину, на ней было уже до 120 веретен. Р. Аркрайт создал ватермашину (от голл. water — вода) с водяным приводом, что позволило получить нить боле прочную. В 1786 г. появился ткацкий станок с полной механизацией всех ручных операций.

Водяные двигатели в конце XVIII века сменил паровой двигатель. Он обладал универсальным назначением и позволял не только откачивать воду из шахт, но и приводил в движение станки, а со временем — корабли и экипажи. Создание первых паровых машин относится к концу XVII – началу XVIII вв., хотя эти конструкции сохраняли свое узкое назначение ─ откачка воды из шахт. Первую практически-применимую паровую машину-водоподъемник построил в 1698 г. английский инженер Томас Севери. Котел в машине Севери был уже отделен от двигателя, объединенного с насосом, поршня и цилиндра в машине не было. Отделение котла от двигателя повышало эффективность установки и было важным шагом на пути создания паровой машины. В 1712 году английский инженер Т. Ньюкомен создал первую работоспособную паро-атмосферную машину, в конструкции которой паровой котел был отделен от цилиндра и соединялся с ним трубкой. Г. Бейтон в 1718 г. усовершенствовал машину, а именно: автоматизировал процессы попеременного пуска пара и воды, а также снабдил котел предохранительным клапаном. Изобретение шотландским техником Дж. Уаттом (1736—1819) парового двигателя в 1765 г. положило начало промышленной революции. С 1776 года началось строительство машин для практического использования.

Революцией в производстве стало совершенствование сверлильных и токарных станков, изобретение суппорта и отделение привода от станка, внедрение привода от водяного колеса. Появление горизонтально-расточных станков и станков для глубокого сверления.

В 1794 г. Генри Модсли изобрел «крестовый суппорт», представляющий две каретки, имеющие возможность независимого перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью винта. Генри Модели также впервые объединил станки в одну поточную линию.

В XVII-XVIII вв. продолжилось совершенствование огнестрельного оружия и его разделение на ручное и артиллерийское, появление нарезного и казенно-зарядного оружия.

Развитие транспорта связано с появлением парусного флота, дилижанса и омнибуса.

Отдельное направление технической мысли связано с созданием экспериментальных приборов, необходимых для научного исследования. Появление новых приборов стимулировало новые научные открытия и теории. Среди таких изобретений часы с маятником, созданные Х. Гюйгенсом в 1657 г. В своем трактате «Маятниковые часы» он изложил теорию математических и физических маятников, дал формулу для расчета периода колебаний маятника. Часовые механизмы стали основой для создания автоматических вычислительных приборов. Так, Блез Паскаль в 1641-42 гг. сконструировал суммирующую машину для механизации операций сложения и вычитания.

Изучение тепловых явлений, а затем и экспериментирование с тепловыми двигателями, потребовали создания специальных приборов для измерения температур. Один из первых таких приборов, названных «термоскопом», был создан Г. Галилеем. В XVIII в. была изобретена температурная шкала. Сначала свой вариант предложил Д. Фаренгейт (1709-1714), затем появились шкалы Р. Реомюра (1730) и А. Цельсия (1742).

Открытие Э. Торичелли существования атмосферного давления и вакуума стало возможным с помощью изобретенного им ртутного барометра в 1644 г. Немецкий инженер О. Геррике изобрел воздушный насос и наглядно доказал наличие атмосферного давления.

Проведение опытов с электричеством также потребовало создания ряда приборов, например «лейденской банки» ─ электрического конденсатора, изобретенного в 1745 г. нидерландским ученым П. Мушенбруком. Г.В. Рихман в 1752 году с помощью изобретенной «громовой машины» смог зажечь нефть, зарядить лейденскую банку, наэлектризовать себя. Им был также изобретен электрометр ─ первый прибор, применяемый для количественных измерений электрических величин. Б. Франклин, исследуя атмосферные электрические явления, в 1752 г. соорудил первый в Америке громоотвод.

Открытия в области астрономии стали возможны благодаря изобретению и усовершенствованию телескопа. Так, с помощью изобретенной телескопической системы, состоявшей из двух линз одной выпуклой и одной плосковогнутой (окуляр), Галилей открыл спутники Юпитера, горы на Луне, сложность структуры Млечного Пути. В 1668 г. И. Ньютоном был изобретен зеркальный телескоп-рефлектор. С его помощью можно было увидеть спутники Юпитера. Х. Гюйгенс создал зрительные трубы хорошего качества и открыл кольца Сатурна, полосы на Юпитере, туманности в созвездии Ориона.

Среди других изобретения рассматриваемого периода надо отметить постройку чугунного моста через реку Северн в Англии (1779), так было положено начало эпохи железа как конструкционного материала. Появились первые установки водяного отопления и вентиляционные установки. В 1743 г. в Версальском дворце для Людовика 15 был установлен первый лифт.

Таким образом, в рассматриваемый период можно отметить бурное развитие техники и технологии и создание тем самым предпосылок для промышленной революции, начало которой связано с изобретением в Англии в 60-егг. XVIII в. парового двигателя Дж. Уатта. В XVII-XVIII вв. разрабатывались и усовершенствовались подзорные трубы, микроскопы, телескопы, пневматические, гидравлические и электрические приборы. Так на стыке науки и техники возникла новая отрасль ─ приборостроение. Её становление и развитие были напрямую связаны с потребностями экспериментальной техники и регулирования производственных процессов. Усилилось взаимодействие науки и производства (в области металлургии, горнорудного производства и др.), взаимодействие науки и техники.