Это интересно

• Секрет производства фарфора — искусственного материала — был открыт в VI-VII веках в Китае, а вывезен на запад в начале XVIII века. По-видимому, это был первый зафиксированный в истории случай промышленного шпионажа. А рецепт изготовления одного из знаменитых видов фарфора — "жу-гуань" — самим китайцам удалось восстановить почти через тысячу лет, лишь недавно.

• Алхимики часто действовали по принципу: "Смешать, что под руки попало, подогреть, глядишь, получится искомый философский камень". Видимо, так действовал и гамбургский алхимик Г. Брандт, вздумавший прогреть в смеси с песком и углем... выпаренную мочу. В результате вздорного, казалось бы, замысла был открыт химический элемент фосфор. Светящееся вещество показывали за деньги, и Брандт нажил кругленькое состояние.

• Исследования на электронном микроскопе позволили разгадать способ изготовления индейцами майя фантастически чистой, яркой и устойчивой голубой краски — индиго. Оказалось, все дело в белой глине, добавляемой в обычную краску. Она содержит микроскопические частички железа, определяющие насыщенность получаемого цвета. Древняя технология прекрасно работает и сегодня.

• Англичанин У. Перкин загорелся в середине прошлого века идеей синтезировать хинин — ценное лекарство от малярии. Если бы Перкин лучше знал химию, то понял, что в то время это было неразрешимой задачей. Однако неведение помогло ему извлечь другое вещество — анилиновый краситель. Перкин бросил учебу, построил фабрику и вскоре разбогател.

• Первая синтетическая пластмасса — целлулоид — была создана американским изобретателем Дж. Хайяттом в 1869 году. Правда, главной его целью было завоевать приз, установленный за получение заменителя слоновой кости для бильярдных шаров.

• В Германии удалось разработать пластмассу, к которой практически не пристает грязь. Прообразом для моделирования нового вещества послужила поверхность листа лотоса — символа чистоты на Востоке. А еще одна группа немецких "ученых предложила материал, от которого "отскакивает" вообще все, — им советуют покрывать стены и заборы, чтобы никто не мог оставить там следы мела, фломастера или краски.

• Совсем недавно антипригарное покрытие тефлоновой посуды стали наносить на... галстуки. Производители утверждают, что это — прекрасная защита как от пыли и пятен, так и от нечаянно перегретого утюга.

• Инженеры одной из английских фирм создали модель потных ног, необходимую для испытания носков и обуви. Пластмассовая ступня покрывается тонким слоем каучука. Трубочки внутри ступни выносят воду через поры в виде выступающих капелек "пота".

• На способы получения искусственного алмаза было подано огромное число патентов. Одним из самых нелепых было утверждение, что алмазы можно вырастить... вращением велосипедного колеса с такой огромной скоростью, что в них превратится углерод, содержащийся в резиновой шине.

• Пытаясь искусственно сфабриковать алмаз, американский электротехник Эчсон получил в 1892 году "по ходу дела" карборунд — соединение кремния с углеродом, уступающее по твердости лишь самому алмазу. Материал моментально стал применяться для обработки металлов — через шесть лет его производство перевалило за 700 тонн в год.

• Использовавшиеся в производстве часов драгоценные камни — гранат, агат, рубин, сапфир — вытеснены в наши дни искусственно выращиваемыми рубинами. Эти камни прекрасно поддаются полировке, хорошо держат жидкую смазку и отличаются высокой износостойкостью.

• Как-то раз к Эдисону пришел устраиваться на работу молодой человек, намеревающийся изобрести универсальный растворитель. "В какой же посуде вы собираетесь его хранить?" — спросил Эдисон. Ответом было молчание... Любопытно, что не столь давно на этот вопрос, заданный школьникам, было получено множество изобретательных ответов.

• Когда-то излюбленной шуткой за праздничным столом было плавление в горячем напитке ложки, предложенной гостю. Эти приборы изготавливали из сплавов, имеющих низкую температуру плавления, как, например, сплав Вуда (висмут, свинец, олово и кадмий), размягчающийся уже при 60 градусах по Цельсию.

• Сложнейшими приемами химикам удалось синтезировать катенаны — соединения, представляющие собой продетые друг сквозь друга кольца. Возможно, удастся получить цепочки подобных колец, тогда эластичность изготовленного из них вещества перекроет все мыслимые рекорды: оно сможет растягиваться в тысячи раз и не рваться.

• Если внедрить радиоактивные вещества в структуру некоторых добываемых сегодня нерастворимых природных минералов, а затем спечь их в керамический агрегат, то можно получить долговременное хранилище радиоактивных отходов, например, от атомных электростанций.

• Новые композиционные материалы зачастую сразу испытывают в экстремальных условиях. Особые сорта стеклопластика уже успели побывать на Луне. Из них были изготовлены потолок кабины экипажа модуля, а также лестница для астронавтов.

• Часто расширение материалов при нагреве приносит большой вред и выводит приборы из строя — например, лазеры или телескопы. Недавно были предложены "странные" вещества, ведущие себя наоборот: при нагреве они сжимаются. Это кристаллы фосфатов циркония и ванадия.

• Протез тазобедренного сустава создан в нашей стране из сплава титана с кобальтом. Если бы потребовалось, такой искусственный сустав мог бы безотказно прослужить 140 лет.

• Счастливая ошибка американского студента, перегревшего керамический тигель с алюминием, из-за чего произошло их соединение, привела к обнаружению нового композита. Он недорог, превосходит по прочности алюминий и лучше поддается обработке, чем любая керамика. "Ошибочный" композит тут же взяли на вооружение в автомобильной и космической промышленности. К примеру, в поколении автомобилей 1996 года уже применены изготовленные из него детали.

• В 1912 году при покорении Южного полюса трагически погибла экспедиция английского исследователя Р. Скотта. Одной из причин были течи запаянных оловянных канистр с керосином, служившим топливом. Увы, явление, при котором олово словно "заболевало" на морозе, превращаясь в рыхлый порошок, так называемая "оловянная чума", было известно чуть ли не за сто лет до похода. Практически все металлы могут переходить из одной кристаллической формы в другую при перемене температуры, резко меняя свои свойства.

• Для исследований атмосферы на больших высотах вновь стали использовать... воздушных змеев. Держат их на струне из специального полимерного материала кевлара. Шесть километров такой струны весят всего восемнадцать килограммов, а выдерживают нагрузку в полтонны!

Что же такое машина?

... устарел, как Робот-6,
когда Робот-8 есть.

А. Вознесенский

Для чего человек добывает или синтезирует вещества? Обрабатывает полученные из них материалы? А затем изготавливает из них детали? Последнее слово несет подсказку, ведь из деталей что-то собирают. В том числе — машины!

Вот как писал о создателях машин — механиках — немецкий инженер Якоб Лейпольд: "...механик... должен быть человеком, который знает не только подлежащие обработке материалы... но он также должен выполнить свою работу в соответствии с механическими науками.., для чего ему необходимо знать из геометрии и арифметики все то, что потребуется при расчете машины".

Этому гимну профессии механика примерно триста лет. Как раз тогда и происходила промышленная революция, положившая начало огромной волне преобразований, докатившейся до наших дней. От мускульной силы человека и животных предстояло перейти к использованию энергии ископаемого топлива. Люди учились, изобретали все новые, более мощные машины, расширяли производство, строили заводы.

Никогда в истории человечества лик Земли не менялся столь быстро, как в эти три столетия! Выросли огромные города, появились невиданные средства передвижения, мир стал необыкновенно динамичным. А главное, необходимость создавать тысячи новых машин заставляла людей совершенствовать свои знания, и все больше их, как говорится, садилось за парты и начинало "грызть" гранит науки.

Так вот, попробуйте теперь вы ответить на вопрос: что же такое машина? Автомобиль, станок, пылесос, робот?.. Простого перечисления нам мало, надо найти у них какие-то общие черты. Взгляните на рисунок в начале этой главы, повторяющий гравюру XVII века. На нем видно, как вырывающийся из котла пар производит движение, вращая колесо с лопатками. Это первое, что необходимо для машины, — двигатель.

Затем движение передается с помощью целого набора зубчатых колес. Итак, второй признак машины — передаточный механизм. И, наконец, крутящийся вал заставляет попеременно опускаться "пестики" огромных ступок, способные раздробить их содержимое. То есть третий "участник" машины — орудие, совершающее полезную работу, — действует, словно само по себе, без участия человека, либо только под его управлением.

Эти три главные составляющие машины вы, приглядевшись, сможете обнаружить во многих окружающих вас устройствах. Во многих, да не во всех, называемых машинами, — например, в вычислительных машинах двигатели нужны лишь для вспомогательных операций. О них речь еще впереди, а пока поговорим о машинах более традиционных. Здесь много чего любопытного, даже если обратиться к самым простым из них...

КАК МАШИНУ... РАЗОБРАТЬ?

Попробуйте вырвать из стены забитый в нее гвоздь и завинченный шуруп такой же длины и толщины. Что легче? Верно, вытащить гвоздь, а излишние усилия при извлечении шурупа могут привести к тому, что вывалится кусок стены.

А зачем шуруп вырывать, спросите вы? Как завинчивали, так и вывинтим. Ведь наверняка его и придумали для того, чтобы соединять детали хоть и крепко, но не навсегда, то есть сделать соединения разъемными.

Действительно, в тех случаях, когда машина (или ее часть) не подлежит периодической разборке, детали, из которых ее собирают, можно и припаять, и приварить друг к другу. Или еще способ — клепка. Возможно, вы замечали, как соединены листы металла в обшивке кораблей или самолетов, когда вдоль швов ровными рядами тянутся головки заклепок.

Но есть машины, например станки, которые время от времени необходимо разбирать — для перевозки, профилактики, ремонта. И даже в таких домашних машинах, как электробритва, часы, переносной магнитофон, приходится порой что-то менять, те же батарейки. А значит — вскрывать, затем все ставить на место.

Иными словами, нужны разбираемые крепежные детали. И хотя такое устройство, как винт, имеет древнее происхождение, лишь в средние века начали разрабатывать способы массового их производства. Как часто бывает, изготовление маленькой детали или внешне простого приспособления потребовало появления хитроумнейших машин-станков.

Можно подумать, что на сегодня способы разъемных соединений достигли полного7 совершенства. Это далеко не так. Крепежных деталей требуется невероятно много, например, в США их поставляют ежегодно на рынок свыше трехсот миллиардов! А что делать: даже в холодильнике их нужно до трех сотен, а уж в реактивном самолете — полтора миллиона! Поэтому мысль изобретателей и здесь не стоит на месте: разработаны специальные покрытия для укрепления болтов и гаек, устройства для контроля усилий при их затяжке, сконструированы новые станки для их изготовления.

...Помните, как малышами вы часто ломали машинки, пытаясь узнать, как они устроены? Теперь же, если вас мучит такой вопрос, лучше попробуйте их разобрать. А потом — собрать, да так, чтобы не осталось "лишних" винтиков.

Вернуться в раздел: Энциклопедия Науки и техники

Обсудить эту статью на нашем форуме >>>

§ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ - НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ, ИЗОБРЕТЕНИЯ, ДОСТИЖЕНИЯ

Ключевые слова этой страницы: энциклопедия, научные, открытия, изобретения, достижения.

Скачать zip-архив: Энциклопедия - Научные открытия, изобретения, достижения - zip. Скачать mp3: Энциклопедия - Научные открытия, изобретения, достижения - mp3.