Первый робот в СССР
В двадцатом веке робототехника получила широкое распространение в разных странах мира. В тот период инженеры стремились создавать человекоподобные конструкции, однако они не слишком напоминали настоящих людей. По сегодняшним меркам устройства представляли собой металлических чудовищ, которые почти ничего не могли. К примеру, в 1928 году инженер из США Рой Уэнсли представил робота «Мистер Телевокс». Он мог совершать движения конечностями и реализовывал несложные команды.
СССР тоже не желал оставаться в стороне. При этом первого советского робота сделал шестнадцатилетний юноша Вадим Мацкевич. В 8 лет мальчик сконструировал небольшую радиостанцию, а в 12 – компактный броневик, который мог стрелять ракетами.
Мальчик был весьма известен. Потому ему удалось получить все детали, которые требовались для создания настоящего робота. В 1936 году советский робот был представлен на Всемирной выставке, которая проходила в Париже. Он получил название «В2М». Высота конструкции составляла 1,2 метра, а для управления – применялась радиосвязь. Человекоподобный робот мог выполнять 8 команд и двигать различными частями тела.
Однако для создания конструкции применялись слабые моторы, потому робот не имел возможности нормально поднимать правую руку. Как следствие, жест напоминал приветствие нацистов. Это недоразумение принесло создателю механизма большое количество проблем. От преследований его спасли только юный возраст и поддержка советского органа, который занимался борьбой с преступностью.
В 1969 году последователям Мацкевича удалось создать другого робота. В основу изобретения легло устройство «В2М». Публика увидела андроида в рамках японской выставки «ЭКСПО-70»
Новая конструкция тоже привлекла внимание широкой общественности. При этом сам Вадим Мацкевич в это время занимался разработкой технических игр для детей и выпустил несколько книг по робототехнике, которые получили широкую популярность
Создание роботов имеет весьма интересную историю. Далеко не каждому известно, что первые подобные сооружения появились еще в античные времена. После конструкции претерпели много изменений. Они постоянно совершенствовались и улучшались, что помогло внести значительный вклад в развитие научно-технического прогресса.
Последующее развитие
В начале двадцатого века устройство претерпело много изменений. При этом инженеры и изобретатели получили на различные модели больше 10 патентов.
Создание складных моделей датируется 1917 годом. Они имели три колеса, которые совпадали по размерам. При этом конструкция напоминала современную. В 1925 году третье колесо убрали, а деку сделали уже и длиннее. В 1941 году дека опять стала короче. Также изменили метод фиксации колес.
В 1985 году Стив Патмонт придумал самокат, оснащенный бензиновым мотором. Он получил название Go-Ped и стал прототипом электросамоката. В 1992 году на рынке появилась более совершенная модель – Go-Quad.
Изобретение Даймлера
Первый автомобиль Готлиба Даймлера был построен в 1886 году. Он стал попыткой использовать конный экипаж как силовой агрегат. Ключевые механические элементы были весьма примитивны. Однако одноцилиндровый мотор стал прототипом современных двигателей, которые используются в машинах.
Даймлер был более терпеливым и сдержанным ученым, нежели Бенц. Он не слишком стремился вперед. Готлиб сделал ставку на стационарные двигатели. Совместно со своим соратником и приятелем Вильгельмом Майбахом исследователь создал первый функциональный автомобиль Daimler. Это произошло в 1889 году. Спустя 6 лет он начал производство этого авто.
В 1889 году был создан первый автомобиль, который мог развивать скорость больше 80 километров в час. В этом транспортном средстве использовался 4-цилиндровый мотор мощностью 24 лошадиных силы и другие инновационные технические решения. Сама машина получилась весьма тяжелой и с трудом управлялась. К тому же она не обеспечивала должного уровня безопасности.
Именно поэтому дальнейшие усилия компании были направлены на создание более легкого и управляемого авто. В скором времени появилось много людей, которые хотели обладать таким автомобилем. Как следствие, появилась известная по сей день модель – «Мерседес». Она была создана в 1900 году и стала, по мнению историков, прототипом современного авто.
Эволюция ЭВМ
За время своего существования компьютеры претерпели много изменений. В общей сложности было придумано несколько поколений ЭВМ.
Предшественники компьютеров
Раньше люди выполняли вычисления при помощи подручных средств. Вначале для этого применяли узелковые способы или абак. Затем стали использовать счеты.
При этом первые машины для вычислений появились значительно позже. К примеру, в 1642 году Паскаль разработал специальную машину, которая называлась «Паскалина». Это устройство стало первой попыткой механизировать вычисления.
Затем появилась логарифмическая линейка – первый прибор, который ускорил вычисления и получил широкое распространение. В 1673 году Готфрид Лейбниц придумал первую машину, которая могла складывать, вычитать, делить и умножать.
В 1822 году Чарльз Бэбидж придумал разностную машину. Она стала первой попыткой создать программируемое вычислительное устройство. Программы для этого прибора создала Ада Лавлейс.
Первое поколение
Первый компьютер человек придумал в 1946 году. Тогда устройства изготавливались на базе вакуумных электронных ламп. Осуществлять управление ими можно было с пульта и при помощи перфокарт.
При этом устройства получились достаточно дорогими. К тому же они обладали и другими минусами:
- сложный электронный механизм нуждался в большом количестве электроэнергии и продуцировал много тепла;
- в компьютере почти не было ПО;
- такой компьютер мог выполнять минимум команд;
- действия выполнялись очень медленно – это было связано с ограниченным количеством оперативной памяти.
Второе поколение
Многих людей интересует, в каком именно году возникли компьютеры второго поколения. Это произошло в 1958 году. Такие устройства базировались на применении полупроводниковых транзисторов. Программы и информацию в них вводили посредством перфокарт и перфолент.
ЭВМ 3-го поколения
Компьютеры третьего поколения человек создал в 1964 году. На этом этапе ЭВМ делали с применением интегральных схем. Эти приспособления включали десятки или тысячи электронных элементов, которые находились на небольшой пластине размером 1х1 сантиметр. Для управления такими устройствами использовали алфавитно-цифровые терминалы. Информацию и программы вводились посредством терминала или с применением перфокарт или перфолент.
Четвертое поколение
С 1971 года наступила эра ЭВМ четвертого поколения. Устройства начали изготавливать на базе крупных интегральных схем. Связь с пользователем производилась через цветной графический экран. Наиболее известными представителями этого поколения электронно-вычислительного машин считаются персональные компьютеры.
Во второй половине семидесятых компьютеры достигли такой стадии развитии, когда создание доступных устройств перестало быть проблемой. Первый ПК придумали 2 студента Стивен Джобс и Стив Возняк. Их компьютер был нацелен на обычных покупателей, а не на программистов. ПК не требовалось собирать – он продавался в готовом виде. Идея была такой успешной, что ее впоследствии подхватили и остальные компании.
Прогнозы на ЭВМ будущего
Сегодня ученые концентрируют усилия над созданием квантовых компьютеров. Такие машины базируются на кубитах. Они смогут осуществлять вычисления, которые сегодня производить нельзя.
Тем не менее, на сегодняшний день еще далеко до по-настоящему интеллектуального компьютера, который мог бы самостоятельно управлять полученной информацией и развивать возможность обучаться за счет нейросетей.
Интересные факты
В истории существует много интересных конструкций:
- Самым надежным считается локомотив, который в 1912 году получил серию ОВ. Он отличался простотой ремонта и обслуживания.
- Самым массовым локомотивом стало транспортное средства класса Э. Такие машины могли работать на пассажирских и грузовых перевозках. В общей сложности выпустили 11 тысяч таких конструкций.
- Самой тяжелой стала модель П-38. Ее служебная масса достигала 383 тонн при длине 38 метров.
Создание паровоза в России внесло значимый вклад в развитие транспорта. Эту машину в течение многих лет активно применяли для перевозки пассажиров и грузов.
Известные российские железные дороги
Непосредственно после появления в мире железных дорог их стали сооружать и в России. При этом на начальном этапе построили 2 наиболее известные – Царскосельскую и Николаевскую.
Царскосельская
Эта дорога стала первой в Российской империи. Она связывала Царское Село с Петербургом. Это сооружение построил австрийский профессор Герстнер в 1837 году. Оно было первым путем в стране, который обеспечивал сообщение между несколькими населенными пунктами – Павловском, Царским Селом и Петербургом.
Указ Николая I о создании этого транспортного пути был издан в апреле 1836 года. Строительством дороги занимался профессор Венского университета Герстнер. Довольно быстро удалось соорудить платформу для пассажиров и начать строить гостиницу. Это получилось сделать к июлю 1836 года – буквально через 2 месяца после издания указа. К сентябрю удалось начать сооружение вокзала и построить паровозное депо, которое имело в Царском Селе поворотный круг.
Почти все сырье для строительства австрийский инженер покупал за границей. 27 километров рельсов удалось проложить к концу сентября. Тогда же стали осуществляться первые поездки.
В 1836 году строители впервые пустили по рельсам паровоз, приобретенный в Англии. Он был доставлен в Петербург по морю. В состав транспортного средства входило 8 вагонов, которые отличались по классам. В наиболее комфортном могло поместиться 8 человек, в других – по 10.
При совершении пробной поездки средняя скорость перемещения составляла 51 километр в час. На тот момент это достижение выглядело поистине удивительно. Таким образом, от Петербурга до Царского Села удалось добраться за 35 минут, а в обратном направлении – за 27. Стоит отметить, что в течение первых 6 месяцев использования состав тянули лошади. Лишь в праздничные и воскресные дни пользовались паровой тягой.
Стоит отметить, что за 5 лет правительству удалось вернуть расходы на строительство дороги и покупку оснащения. При этом полностью перейти на паровую тягу получилось к весне 1838 года.
Это стало важной особенностью, ведь на западе был принят стандарт 1435 миллиметров. По одной из теорий, такое решение принял профессор Герстнер для повышения пропускной способности дороги
Также есть вариант, согласно которому такое решение было принято для защиты от врагов. Сегодня этот участок представляет собой важный элемент Витебского направления железной дороги.
Николаевская
Эта железная дорога была построена в середине девятнадцатого века. Она обеспечивала сообщение между Москвой и Санкт-Петербургом. Движение по этому пути началось в 1851 году.
В 1855 году после смерти царя транспортный путь назвали в его честь – Николаевским. Рельсовая дорога была первой двухпутной и легла в основу создания железнодорожной сети государственного значения. Размер этого пути достигал 645 километров.
Впоследствии к Николаевской железной дороге примкнули другие линии. Она шла через ряд губерний – Смоленскую, Петербургскую, Московскую. Также путь шел через Тверскую, Витебскую, Псковскую губернии. Сейчас этот путь идет через 11 субъектов Российской Федерации и частично затрагивает другие государства – Эстонию, Беларусь, Латвию.
Стоит отметить, что сообщение между Санкт-Петербургом и Москвой было одним из наиболее загруженных направлений. В восьмидесятые годы двадцатого века в СССР решили организовать тут скоростное движение. Как следствие, путь из Санкт-Петербурга в Москву превратился в первую скоростную железную дорогу Советского Союза.
Появление железной дороги имеет достаточно интересную историю. Первые прообразы такого транспортного пути появились еще во времена Древнего Египта. При этом путь, напоминающий современный, придумали намного позже. Это произошло в Англии. С того момента железнодорожное сообщение претерпело много изменений. Однако оно продолжает оставаться одним из наиболее популярных вариантов транспортных средств.
Полеты в космос
Именно идеи и разработки Засядко использовал в своих трудах Константин Циолковский. Этот известный ученый придумал теорию, в которой обосновал возможность совершения космических полетов с использованием ракетных технологий. Однако в качестве топлива исследователь предложил применять не порох, а состав на основе жидкого кислорода и водорода.
Те же идеи выдвигал Герман Оберт, который был современником Циолковского. К тому же он занимался разработкой идеи межпланетных перелетов. Оберт четко осознавал сложность задач, которые перед ним стояли. Однако нельзя сказать, что его работы были совершенно фантастическими.
Так, исследователь предложил идею создания ракетного двигателя. К тому же он провел много экспериментальных испытаний таких приборов
В 1928 году состоялось важное знакомство Оберта с юным студентом Вернером фон Брауном. Этот юный физик совершил настоящий рывок в ракетостроении и реализовал много идей своего учителя
Еще одно знаменательное событие в этой сфере произошло в марте 1926 года. Его главным героем стал американский инженер Роберт Годдард. В 1914 году он получил патент на многоступенчатую ракету. В скором времени исследователю удалось реализовать идею, которая была предложена Хаасом за 400 лет до этого.
Годдард решил использовать в качестве топлива состав на основе бензина и оксида азота. После ряда неудачных запусков ему удалось добиться успехов. В 1926 году он запустил небольшую ракету, которая не превышала по размерам человеческую руку. За пару секунд она поднялась на 12 метров в воздух.
Работы Годдарда, Циолковского и Оберта вызвали в обществе сильнейший резонанс. В Германии, СССР и США стал появляться общества поклонников ракетостроения. В 1933 году в Советском Союзе даже создали Реактивный институт. Тогда же были созданы реактивные снаряды, которые вошли в историю под названием «Катюша».
Изобретение современных версий
По мере развития научного-технического прогресса мировой промышленности требовался мощный двигатель, который бы не зависел от природных сил. Исследователи многих стран работали над его созданием. Когда же появилась современная паровая машина? Это случилось в восемнадцатом веке.
Двигатель Севери
В 1698 году английский исследователь Томас Севери создал первый паровой насос без поршня, который был отделен от основной части устройства. Насос быстро нашел применение. Его стали использовать на пожарной установке.
Для этой разработки были характерны следующие минусы:
- паровая энергия была утрачена при охлаждении тары;
- в силу использования повышенного давления присутствовала угроза взрыва;
- затраты топлива были очень высоки;
- насос функционировал на глубине максимум 15 метров, хотя уже были шахты глубиной до 100 метров.
Несмотря на перечисленные минусы, устройство продолжало использоваться много лет, пока не была создана паровая установка Томаса Ньюкомена.
Аппарат Ньюкомена
В 1712 году английский ученый Ньюкомен разработал свою первую паровую машину. Он сделал это совместно с мастером по стеклам и водопроводам Джоном Калли. Это было первое устройство в мире, которое характеризовалось такими особенностями:
- сочетало вертикальный цилиндр с поршнем;
- пар создавался в отдельном котле;
- герметичность достигалась за счет кожи, которая обтягивала поршень.
Устройство Ньюкомена поднимало воду из копей посредством влияния атмосферного давления. Для машины были характерны достаточно крупные размеры. К тому же для ее работы требовалось много угля. Несмотря на такие минусы, устройство применялось в шахтах 50 лет. Это даже позволило открыть шахты, которые были заброшены в силу подтопления грунтовыми водами.
В 1722 году устройство Ньюкомена продемонстрировало свою эффективность во время откачивания воды из корабля в Кронштадте. Машине потребовалось на это всего 2 недели. Система на основе ветряной мельницы смогла бы сделать это только за 1 год.
Поскольку устройство было изготовлено на основе ранних вариантов, английский ученый не сумел получить на него патент. Конструкторы пытались использовать разработку для перемещения транспорта, но неудачно. Однако на этом история создания паровых машин не остановилась.
Изобретения Джеймса Уатта
Первым компактное и при этом мощное оборудование придумал ученый Джеймс Уатт. Его паровая машина стала первой в своем роде. Механик из университета Глазго в 1763 года начал чинить паровой агрегат ученого из Англии Ньюкомена. После ремонта он догадался, как можно уменьшить затраты топлива. Для этого требовалось держать цилиндр постоянно нагретым. Однако паровая машина не могла быть изготовлена до решения проблемы конденсации пара.
Решение появилось, когда механик шел возле прачечных и обратил внимание на пар, выходящий из-под крышек котлов. Он догадался, что пар представляет собой газ, которому необходимо двигаться в цилиндре с низким давлением
В 1769 году механик получил патент, в котором было написано, что температурные показатели двигателя и пара будут всегда равны. Однако дела изобретателя были не слишком хороши. Исследователь имел много долгов, потому ему пришлось заложить свой патент.
В 1722 году состоялось знакомство механика с богатым промышленником Мэтью Болтоном. Он выкупил патенты Уатта и возвратил их ученому. Изобретатель смог продолжить разработки при поддержке Болтона. В 1773 году устройство ученого прошло испытания и продемонстрировало прекрасную экономичность с точки зрения потребления угля. Спустя 1 год в Англии начали выпускать машины ученого.
В 1781 году исследователю удалось получить патент на свою следующую разработку – паровую машину, которая приводила в движение промышленные станки. Через некоторое время технологии начали использоваться для движения пароходов и поездов при помощи пара. Это стало настоящим переворотом в человеческой жизни.
Танки в Первой мировой войне
На этапе появления первых бронированных автомобилей идея их использования в войнах стала для всех очевидной. Потому уже перед Первой мировой войной в арсенале армий наиболее сильных государств присутствовал собственный парк бронированных машин. К тому же активно использовались настоящие бронепоезда.
Недостатки таких боевых машин были весьма естественными. Ключевой проблемой бронированных авто считалась неспособность перемещаться по пересеченной местности и преодолевать ограждения и траншеи. При этом бронепоезда были привязаны к рельсам.
Во время затяжных сражений армии все больше окапывались и сооружали длинные противопехотные ограждения, которые состояли из колючей проволоки и мин. К тому же они применяли шрапнельные снаряды и пулеметы и уничтожали пехоту, которая наступала. В такой ситуации инженеры поняли, что требуется использовать какие-то новые решения.
В 1915 году английский полковник Эрнест Суинтон выдвинул идею применения бронированной машины на гусеничном ходу для преодоления траншей. Уинстон Черчилль подхватил эту мысль. В результате он организовал Комитет по сухопутным кораблям, который сразу же принялся за исследования.
Примечательно, что сам Черчилль едва не разрушил будущее танков. Дело в том, что он решил воплотить в жизнь идею майора Томаса Хетерингтона. Она заключалась в создании огромного устройства весом в 1000 тонн и высотой 14 метров. Его планировалось оснастить гигантскими колесами и корабельными пушками.
Однако квалифицированные эксперты в области военной техники убедили Черчилля, что эту огромную конструкцию тут же расстреляют из пушек. Потому разработчики решили воспользоваться идеей Суинтона о сооружении устройства на базе гусеничного трактора Холт-Катерпиллер. До этого он длительное время применялся в армии как тягач.
Разработка создавалась в обстановке строгой секретности. Уже 9 сентября 1915 года появился прототип, который получил название «Линкольнской машины номер один». Во время полевых испытаний было выявлено много минусов сооружения. После того как разработчики устранили дефекты конструкции, был создан первый функционирующий прототип танка. Он назывался «Маленький Вилли» в честь создателя Уолтера Вильсона.
Изобретение Даймлера
Считается, что первый мотоцикл придумал Даймлер. С 1872 года он трудился над созданием двигателя внутреннего сгорания. Спустя 10 лет исследователь совместно со своим коллегой Вильгельмом Майбахом создал собственную фирму.
В 1885 году мотор Даймлера уже прошел этап испытаний и был готов к применению. Однако требовалось отыскать подходящее транспортное средство для установки конструкции. Для этой цели решили обыкновенный велосипед. Свое транспортное средство ученый назвал «Повозка для верховой езды с керосиновым двигателем».
Несмотря на то, что исследователь получил на свою идею патент, рабочий образец он так и не собрал. Довести начатое дело решился сын инженера, которого звали Адольфом. Полученную конструкцию можно назвать прадедушкой современного мотоцикла. По сути, он представлял собой велосипед, оснащенный деревянной рамой и ременной передачей. На нем был установлен бензиновый мотор, мощность которого составлял 0,5 лошадиной силы.
Гибрид имел колеса с деревянными спицами и металлическими ободами. При этом первым водителем мотоцикла стал Майбах. Он проехался на машине своего товарища и вернул ее обратно, назвав «костедробилкой».
Исследования в XX веке
В 1901 году американский ученый Питер Купер Хьюитт придумал первую ртутную лампу. Ее пары обеспечивали мягкое сине-зеленое свечение. По эффективности устройство превосходило лампочку, предложенную Эдисоном. Однако сине-зеленый цвет не подходил для массового внедрения ламп в качестве источника искусственного освещения. Однако впоследствии именно лампы Хьюитта будут повсеместно развешаны на фонарных столбах. Эта разработка была внедрена в 1930 году.
В 1926 году немецкий исследователь Эдмунд Гермер в сотрудничестве с коллегами занимался разработкой продуктивного искусственного источника ультрафиолетового излучения. В результате ему удалось установить, что увеличение давления в колбе, покрытой флуоресцентным порошком, позволяет добиться равномерного белого света. Он получался более ярким, а потому в большей степени подходил для искусственного освещения, чем лампы накаливания.
Этот ученый по праву получил звание отца современных флуоресцентных ламп, поскольку именно его устройства наиболее близки к современным люминесцентным лампам по структуре и принципу работы.
В 1934 году фирма General Electric приобрела у Гермера патент. После чего исследовательская группа с участием Инмана и Тайера стала работать над усовершенствованием конструкции.
В результате удалось создать удивительно эффективное устройство. В августе 1934 года лаборатория General Electric смогла добиться 35 люменов на ватт. Это изобретение помогло совершить настоящий переворот в мире искусственного освещения. Уже в декабре того же года такие лампы стали массово выпускать в США. В 1938 году трубчатые конструкции на 40 ватт присутствовали в каждом офисе.
Сегодня люминесцентное освещение продолжает активно применяться. При этом наличие ртути в колбах считается важным минусом. Постепенно такие устройства вытесняются сверхэффективными светодиодами без содержания опасного металла. При этом их световая отдача достигает 150 люмен на ватт, что в 1,5 раза выше средних параметров для люминесцентных устройств.
История создания люминесцентных ламп весьма интересна. Такие устройства появились еще в девятнадцатом веке. Свой вклад в их создание внесло большое количество известных ученых. Однако с момента появления такие приспособления претерпели много изменений и усовершенствований.
Выход в массовое производство
В 1912 году бренд «Холт-Парр» начал серийно производить гусеничные тракторы. По сути, они представляли собой конструкции на полугусеничном ходу, поскольку металлические ленты надевали только на опорные колеса, расположенные сзади.
В 1918 году Ленин издал указ, по которому советская промышленность должна была готовиться к серийному производству такой техники. В 1919 году исследователь Мамин создал агрегат «Гном», оснащенный нефтяной силовой установкой. Ее мощность составляла 11,8 киловатта.
В 1922 году стали изготавливать агрегат «Коломенец-1», который был придуман Львовым. Затем под руководством исследователя Унгера был создан трактор «Запорожец». Это произошло в 1922-1923 годах.
В 1924 году начали массово выпускать модель «Коммунар». Ее делали на Харьковском тракторном заводе. Этот вид сельскохозяйственной техники был имитацией немецкого устройства Hanomag WD Z 50. К тому же 1924 году началось изготовление изделий «Карлик» по проекту Мамина. Изделие производилось в следующих вариациях:
- «Карлик-1» – оснащался 3 колесами и имел единственную передачу вперед;
- «Карлик-2» – имел 4 колеса, 1 передачу вперед и реверс.
Трактор представляет собой важнейшее изобретение, которое по сей день активно применяется в сельском хозяйстве. За время своего существования это транспортное средство претерпело много изменений и усовершенствований.
Устройства со сменной ручкой
По мере развития прогресса стали применять два утюга. Пока одно изделие разогревалось на печи, второе – использовали для глажки. Самыми простыми моделями считались нагревательные. Перед их применением чугунные монолиты разогревали в печи.
Также в старину часто использовали литые чугунные конструкции, которые нагревались в разогретой печи или на открытом огне. Они были придуманы еще в восемнадцатом веке и выпускались в СССР вплоть до шестидесятых годов прошлого века. Их продолжали изготавливать даже после появления электрического утюга. Это было связано с отсутствием розеток во многих домах.
