2.3 Машиностроение
В средневековой Европе изготовлением механизмов занимались мастера часовых дел и изготовители навигационных и научных инструментов. Детали часовых механизмов даже использовали при изготовлении первых прядильных станков. Многие детали изготавливали из дерева плотники, поскольку металл был дорог и труден в обработке.
Рисунок 6. Токарный станок 1811 года
С появлением всё возрастающего спроса на металлические детали прядильных станков, паровых машин, а также сеялок и других механизмов, введённых в употребление в британском сельском хозяйстве с начала XVIII в., были изобретены токарные станки, а в первой половине XIX в. фрезерный и другие станки для металлообработки.
Среди других ремёсел, требовавших высокоточной обработки металла, было изготовление замков. Одним из самых известных механиков, прославившихся в изготовлении замков, был Джозеф Брама. Его ученик Генри Модсли впоследствии работал для королевского флота и сооружал машины для производства шкивов и блоков. Это был один из первых примеров поточного производства со стандартизацией деталей.
2.4 Металлургия
Увеличение числа машин вызвало повышенную потребность в металле, и это потребовало развития металлургии. Главным достижением этой эпохи в металлургии была замена древесного угля, использовавшегося средневековыми кузнецами, на каменноугольный кокс. Его ввёл в употребление в XVII веке Клемент Клерк и его мастера кузнечных дел и литья.
Рисунок 7. Коулбрукдэйл ночью
С 1709 года в местечке Коулбрукдейл Абрахам Дарби, основатель целой династии металлургов и кузнецов, использовал кокс для получения чугуна из руды в доменной печи. Из него поначалу делали лишь кухонную утварь, которая отличалась от работы конкурентов лишь тем, что её стенки были тоньше, а вес меньше. В 1750-х годах сын Дарби (Абрахам Дарби II) построил ещё несколько домен, и к этому времени его изделия были ещё и дешевле, чем изготовленные на древесном угле. В 1778 году внук Дарби, Абрахам Дарби III, из своего литья построил в Шропшире знаменитый Железный мост, первый мост в Европе, полностью состоящий из металлических конструкций.
Рисунок 8. Чугунный мост Шропшир, Великобритания
Для дальнейшего улучшения качества чугуна в 1784 году Генри Корт разработал процесс пудлингования. Рост производства и улучшение качества английского металла к концу XVIII века позволило Великобритании полностью отказаться от импорта шведского и российского железа. Развернулось сооружение каналов, позволявших перевозить уголь и металлы.
С 1830 по 1847 год производство металла в Англии возросло более чем в 3 раза. Применение горячего дутья при плавке руды, начавшееся в 1828 году, втрое сократило расход топлива и позволило использовать в производстве низшие сорта каменного угля.
2.5 Транспорт
В конце XVIII века в Великобритании стали массово строить каналы для перевозки грузов (прежде всего, угля), позволившие сильно сократить издержки на доставку. Показательна история Фрэнсиса Эгертона, 3-й герцога Бриджуотерского, построившего Бриджуотерский канал для доставки угля и быстро разбогатевшего на этом.
Рисунок 9. Поезд на линии Ливерпуль-Манчестер
Огромное значение имело появление железных дорог. Первый паровоз был построен в 1804 году Ричардом Тревитиком. В последующие годы многие инженеры пытались создавать паровозы, но самым удачливым из них оказался Георг Стефенсон, который в 1812-1829 года предложил несколько удачных конструкций паровозов. Его паровоз был использован на первой в мире железной дороге общественного пользования из Дарлингтона к Стоктону, открытой в 1825 году. После 1830 года в Великобритании началось быстрое строительство железных дорог. Вскоре первые железные дороги появились и в странах континентальной Европы. К середине XIX века во всех развитых (на тот момент) странах были созданы обширные железнодорожные сети, а в 1869 году в США была открыта Первая трансконтинентальная железная дорога.
Роберт Фултон в 1807 году построил первый в мире пароход «Клермонт», который совершал рейсы по реке Гудзон от Нью-Йорка до Олбани. В 1819 году американский пароход «Саванна» впервые пересёк Атлантический океан, однако бомльшую часть пути корабль прошёл под парусами, которые ещё долго сохранялись на пароходах в качестве вспомогательного движителя. Лишь в 1838 году (через 19 лет после «Саванны») английский пароход «Сириус» впервые пересёк Атлантический океан без использования парусов.
Рисунок 10. Пароход Саванна
К середине XIX века пароходы-лайнеры начали осуществлять регулярные грузовые и пассажирские перевозки через Атлантику. Одним из первых железных трансатлантических пароходов был «Грейт Бритн» Изамбарда Кингдома Брюнела.
2.6 Связь
Первый электрический телеграф создал российский учёный Павел Львович Шиллинг в 1832 году. Впоследствии электромагнитный телеграф был построен в Германии - Карлом Гауссом и Вильгельмом Вебером (1833), в Великобритании - Куком и Уитстоном (1837), а в США электромагнитный телеграф был запатентован С. Морзе в 1837 году. Большой заслугой Морзе является изобретение телеграфного кода, где буквы алфавита были представлены комбинацией коротких и длинных сигналов - «точек» и «тире» (код Морзе). Коммерческая эксплуатация электрического телеграфа впервые была начата в Лондоне в 1837 году.
В 1858 году была установлена трансатлантическая телеграфная связь. Затем был проложен кабель в Африку, что позволило в 1870 году установить прямую телеграфную связь Лондон - Бомбей (через релейную станцию в Египте и на Мальте).
Рисунок 11. Основные телеграфные линии 1891 год
Рисунок 12. Туннель под Темзой
2.7 Химикаты
Промышленная революция сделала возможным промышленное производство некоторых наиболее востребованных на рынке химикатов, чем было положено начало развитию химической промышленности. Серная кислота была известна ещё в средние века, но получали её из окислов, образующихся при сжигании минеральной серы, в стеклянных сосудах. В 1746 году Джон Ребук заменил их на более объёмистые свинцовые, чем значительно увеличил производительность процесса.
Другой важной задачей было производство щелочных соединений. Метод промышленного производства карбоната натрия был разработан в 1791 году французским химиком Никола Лебланом. Он смешивал серную кислоту с поваренной солью и получаемый сульфат натрия нагревал со смесью известняка и угля. Смесь продуктов реакции обрабатывали водой, из раствора получали карбонат натрия, а нерастворимые вещества (известняк, уголь и сульфид кальция) отбрасывали. Хлороводород поначалу также загрязнял атмосферу производственных помещений, но позже его научились использовать для получения соляной кислоты. Метод Леблана был прост, дешёв и давал значительно более доступный продукт, чем ранее использовавшийся метод получения соды из золы растений.
Карбонат натрия использовали во множестве производственных процессов, в том числе для изготовления мыла, стекла, бумаги, а также в текстильной промышленности. Серная кислота кроме производства соды также находила применение для удаления ржавчины с металлических изделий и в качестве отбеливателя для тканей. Лишь к началу XIX в. Чарльз Теннант и Клод Луи Бертолле разработали более эффективный отбеливатель на основе хлорной извести. Фабрика Теннанта по производству нового отбеливателя в течение длительного времени оставалась крупнейшим в мире химическим предприятием.
В 1824 году британский каменщик Джозеф Аспдин запатентовал химический процесс производства портландцемента. Он заключался в спекании глины с известняком. Далее смесь перемалывали в порошок, смешивали с водой, песком и гравием, в результате чего получался бетон. Через несколько лет инженер Марк Изамбар Брюнель применил бетон для строительства первого в мире водонепроницаемого тоннеля под рекой Темзой, а в середине XIX в. его использовали для сооружения современной городской канализации.
2.8 Газовые фонари
Ещё одним достижением промышленной революции стало уличное освещение. Его появление в британских городах стало возможным благодаря шотландскому инженеру Уильяму Мёрдоку. Он изобрёл процесс получения светильного газа путём пиролиза каменного угля, а также способы его накопления, транспортировки и использования в газовых фонарях. Первые газовые светильники были установлены в Лондоне в 1812-1820 годы. Вскоре большая часть угля, добываемого в Великобритании, шла на нужды освещения, так как оно не только повышало комфорт и безопасность на городских улицах, но и способствовало удлинению рабочего дня на фабриках и заводах, ранее зависевших от освещения сравнительно дорогостоящими свечами и масляными лампами.
3. Этапы развитие промышленной революции
3.1 Первая революция: механизация
Первая промышленная революция началась в 1780-х и продолжилась до середины XIX века. Аграрный переворот (XVI век), научные открытия и механизация производства (XVIII век) - вот основные предпосылки промышленного переворота. Крестьяне в результате вытеснения с земель стали дешёвой рабочей силой для мануфактур. Эти предприятия, основанные на ручном труде, с XVIII века были охвачены механизацией. Хоть эти явления и сыграли значительную роль, но в основе всего лежали капиталистические отношения, которые прошли долгую историю становления после Великих географических открытий XV века.
Неслучайно одной из передовых отраслей в период революции стала ткацкая промышленность. Благодаря быстрому станку с «летающим челноком» Джона Кея на производство ткани требовалось вдвое меньше рабочих рук. Тогда Джеймс Харгривс изобрёл прялку «Дженни» (1765). Она вытягивала и скручивала нить и повысила таким образом производительность в 20 раз!
Эти изобретения дали промышленникам понять: с помощью машин можно в разы увеличить производительность труда. Начало революции положило изобретение парового двигателя Джеймсом Уаттом (не забудем и про русского инженера И.И. Ползунова). Универсальность машины позволила внедрить её в самые разные отрасли.
Затем последовали «изобретение» чугуна, первый телеграф, токарный, фрезерный станки и многое другое. Вершиной развития промышленного переворота стал, конечно же, паровоз. Попытки задействовать паровой двигатель в самых разных отраслях привели к тому, что, сначала Ричард Тревитик в 1804 году, а затем Джордж Стефенсон в усовершенствованном виде в 1820-е годы создали машину, способную перевозить многотонные грузы. Сеть железных дорог стала буквально кровеносной системой бешено растущего индустриального мира.
Зародившись в Англии, промышленная революция распространилась на ряд других стран: Нидерланды, Францию, США и другие. В Россию она придёт позже - в 1830-е годы - при этом, большое влияние будет иметь иностранный капитал.
Чертой промышленной революции стала и стремительная урбанизация на фоне вливания значительных масс населения в ряды рабочего класса. Промышленные центры разрастались в огромные мегаполисы, наполненные капиталом, фабриками и дешёвой рабочей силой.
социальный экономический промышленный революция
3.2 Вторая революция: электричество
Эта революция приходится на вторую половину XIX - начало XX века. Электричество стало знаменем второй промышленной революции. Открытия Алессандро Вольта, Георга Ома, Андре-Мари Ампера и других учёных наконец нашли своё применение в промышленном производстве. Это и опыты Николы Теслы.
Вершина промышленного развития в эти годы - двигатель внутреннего сгорания. Мир подошёл к массовому серийному производству. Первые шаги в этом принадлежат Генри Форду, создавшему конвейер для своего автомобильного производства.
Уже в это время формируются крупнейшие компании. Они не только пережили обе мировые войны, но и остались на слуху у каждого по настоящее время. Среди них - компании, принадлежавшие американцу Генри Форду, немцам Карлу Бенцу, Готтлибу Даймлеру.
Крупнейшая электротехническая компания Siemens & Halske ещё в 1850-е годы стала одним из главных производителей телеграфной сети для России. Ныне бывшие производственные помещения - это общественное пространство «Севкабель Порт» в Петербурге.
За столетие мир сделал значительный скачок. Но со времен, когда Каин убил Авеля, мало что поменялось: большие ресурсы породили большую войну. Началом Первой мировой войны ознаменовался конец этого периода промышленной истории.
3.3 Третья революция: первые компьютеры
Началась только в 1960-х годах - после того, как экономика стран оправилась от двух мировых войн. Благодаря электронно-вычислительным машинам (ЭВМ) промышленное производство вступило в эру автоматизации всех процессов.
Инженерия решила не останавливаться на этом, превратив простые ЭВМ в персональные компьютеры. Стало массовым использование мобильных телефонов, а позже - и смартфонов с куда большим набором функций.
Трудно представить: наши прадеды родились во времена, когда в домах нормой было свечное освещение, а к концу жизни уже могли наблюдать компьютеры и мобильные телефоны.