В начале XX в. полиграфические машины перешли на электропривод. В 50–60-е годы XX в. в полиграфии стала применяться электроника. Электронно-вычислительные машины произвели революцию в книгопечатании. Фотоэлектроника упростила процессы изготовления иллюстраций.
Компьютерный набор и верстка текста максимально сократили промежуток между написанием книги и ее выходом в свет.
Значение изобретения Гутенберга для прогресса человечества трудно переоценить. В 2000 г. мировая общественность объявила его самым выдающимся событием тысячелетия.
Колесо
Колесо – это одно из самых выдающихся изобретений человечества. Однажды люди обратили внимание на то, что катить груз намного легче, чем тянуть его. На языке современной механики это значит, что «коэффициент трения качения ниже, чем коэффициент трения скольжения».
Простейшее колесо представляло собой круг, отпиленный от ствола дерева. Подкладывая такие катки под груз, люди облегчали его передвижение.
Потом два таких круга соединили осью. Прикрепив их к повозке, избавились от необходимости постоянно перекладывать их под передвигаемый груз.
Скорость повозки возросла после того, как в повозки стали впрягать животных: ослов, быков, лошадей.
Позже колесо стали изготавливать сборным. Оно уже состояло из обода, спиц и ступицы, стянутых металлической шиной. Подобные колеса и сейчас применяются в гужевом транспорте.
Многие высокоразвитые цивилизации так и не пришли к изобретению колеса. Так, инки применяли своеобразные «санки», скользившие по камням.
В современных транспортных средствах обод заменен пневматической шиной, устраняющей тряску и шум при передвижении.
Для снижения трения появилось своеобразное «колесо в колесе» – шарикоподшипник.
Для вездеходов были созданы колеса, потерявшие круглую форму: они стали овальными, шестигранными, спиральными.
Вращение применялось не только в транспорте. Вращательное колесо явилось наиболее удобным способом передачи энергии в различных механизмах и машинах, поскольку вращательное движение может осуществляться равномерно и непрерывно без потери энергии на преодоление инерции движущихся деталей.
Одним из первых применений колеса для передачи движения стал гончарный круг, затем прялка. Позже появилось водяное колесо, применявшееся в мельницах, на мануфактурных фабриках, рудниках, в устройствах для орошения и осушения.
В XIX в. вместо водяного колеса появилась турбина, основным элементом которой является колесо.
В машинах колесо служит для передачи усилия, изменения частоты и направления вращения. Известны зубчатые, ременные, фрикционные передачи.
Появление колеса ускорило развитие человеческой цивилизации и способствовало прогрессу технических средств, применявшихся людьми.
Комбайн
На протяжении многих тысячелетий люди убирали и обрабатывали урожай сельскохозяйственных культур вручную. С этой целью они использовали серпы, косы, а также цепы для обмолота, ручные веялки. Для того, чтобы сжать вручную за один день гектар пшеницы или ржи, требовалось 30 жнецов, а чтобы обмолотить это зерно и отделить его от соломы – еще день труда 40 человек.
До тех пор, пока существовало натуральное хозяйство, крестьяне могли обеспечить себя пищей и излишки продать в городе. Но с началом промышленной революции многие крестьяне были вынуждены уйти в город, и для того чтобы прокормить растущее население, требовалось повышение производительности труда в сельском хозяйстве.
Для облегчения тяжелых и трудоемких работ были созданы первые машины: жатки для скашивания хлеба, молотилки, обмолачивавшие зерно, сноповязалки, сортировки, отделявшие качественное зерно от негодных семян и семян сорняков, а также очищавшие зерно от механических примесей.
В 1868 г. русский изобретатель и агроном А. Р. Власенко создал первую в России конструкцию зерноуборочной машины «Конная зерноуборка на корню», совмещавшую жатку и молотилку. Собственно комбайностроение возникло в конце XIX в. и получило распространение в США. Первый зерноуборочный комбайн был в 1879 г. испытан в Калифорнии. Такие комбайны, построенные практически полностью из дерева, были громоздкими и тяжелыми. Для их перевозки требовалась упряжка из 20–30 лошадей.
В первой четверти XX в. зерноуборочные комбайны значительно усовершенствовались: дерево, в основном, заменили металлом, конную тягу – сначала паровым локомобилем, затем трактором, привод рабочих органов осуществлялся от двигателя внутреннего сгорания.
Увеличение производства комбайнов произошло после Первой мировой войны благодаря развитию тракторостроения и расширяющемуся применению тракторов. Выпуск зерноуборочных комбайнов возрастал: в 1914 г. было выпущено всего 30 комбайнов, а в 1929 г. – 37 000.
Постепенно прицепные комбайны были вытеснены самоходными. Такие комбайны состоят из жатки, молотилки, бункера для зерна, двигателя, кабины с органами управления и ходовой части.
Принцип работы зерноуборочного комбайна следующий. Вращающееся мотовило наклоняет стебли с колосьями к режущему аппарату жатки. Срезанные колосья перемещаются винтовым конвейером-шнеком от краев к центру жатки к пальчиковому механизму. Затем стебли попадают на наклонный транспортер, переносящий их к приемной камере молотилки. Приемный битер равномерно подает стебли в молотильный аппарат. Здесь в узком пространстве между вращающимся барабаном и неподвижным подбарабаньем происходит обмолот колосьев. Выделившееся зерно проваливается через решетку подбарабанья и поступает на решетки очистки. Солома с оставшимся зерном выбрасывается на решета очистки. Проходя через соломотряс, оставшееся зерно отделяется от соломы и половы и тоже поступает на решета очистки. Там оно продувается воздухом от вентилятора и очищается от примесей, после чего по транспортеру поднимается в бункер. Необмолоченные колосья по другому транспортеру снова попадают в молотильный аппарат. Солома и полова подаются в копнитель, который по мере наполнения выбрасывает их на поле в виде копен.
Управление комбайном и регулировка его рабочих органов осуществляется при помощи гидравлической системы, которая поднимает и опускает жатку, перемещает мотовило и изменяет скорость его вращения. Кроме того, она регулирует скорость комбайна. Дизельный двигатель комбайна соединен клиноременной передачей с приемным шкивом моста ведущих колес и контрприводным валом молотилки.
На базе зерноуборочного комбайна могут быть смонтированы устройства для уборки семенников трав, кукурузы на зерно, гречихи, проса, бобовых и других культур.
В картофелеуборочном комбайне пассивный лемех подрезает пласт почвы, а прутковый элеватор рыхлит этот пласт и отсевает почву. В другом варианте лемех колеблется вместе с первым решетом грохота. На элеваторе или решетах грохота отсеивается большая часть почвы. Затем масса поступает в пневматический комкодавитель. Измельченная почва просеивается на решетах грохота. Оставшаяся масса поступает на прутковый транспортер ботвоудаляющего устройства. Клубни и мелкие частицы земли просыпаются между прутками, а ботва с оставшимися клубнями и растительные примеси остаются на прутках. При проходе через прижимной транспортер отбойные клубни отрывают оставшиеся клубни, а ботва выбрасывается на поле позади комбайна. Клубни с примесями подаются барабанным транспортером на горку, а с нее на транспортер-переборщик, где очистка клубней ведется вручную. Загрузочный элеватор подает чистые клубни в бункер-копильник с подвижным дном. После заполнения бункер разгружают в кузов автомобиля.
Свеклоуборочный комбайн цепляется к трактору. Некоторые модели таких комбайнов могут обрезать ботву на корню, сбрасывая ее на тележку. После этого они выкапывают корнеплоды и грузят их в кузов автомобиля или прицепа.
Другие свеклоуборочные комбайны выкапывают свеклу целиком, затем обрезают ботву и очищает ворох корнеплодов от почвы и растительных остатков, после чего сбрасывает корнеплоды в кузов.
Льнокомбайн предназначен для уборки льна-долгунца. Он имеет теребильный аппарат для теребления стеблей льна, транспортер, подающий их к зажимному транспортеру. Последний вводит стебли в камеру очеса, где специальный барабан отрывает семенные коробочки, а воздушный поток перекидывает их на транспортер, сбрасывающий их в прицепленную к комбайну тележку. Очесанная солома поступает из зажимного транспортера на расстилочный лист и падает на поле в виде ленты. Некоторые льнокомбайны имеют аппарат для вязки соломы в снопы.
Применение комбайнов в сельском хозяйстве позволило расширить посевные площади, уменьшить количество потерь и, в конечном итоге, значительно увеличить собранный урожай.
Компас
Слово «компас» происходит от итальянского compassare – измерять шагами. Компас предназначен для ориентирования на местности.
Считается, что первый компас был создан более двух тысяч лет тому назад в Китае. В китайских летописях повествуется и о магнитных путеуказательных повозках, в которых фигурка воина или жреца указывала рукой на юг. Это изобретение приписывается императору Чжеу Кунгу, жившему за 1100 лет до н. э. Ему же приписывают и изобретение компаса.
По другим данным, путеводную повозку смастерил в царствование императора Хуан Ди его подданный для поимки отряда железнолобых разбойников. На повозке был установлен маленький железный человечек, укрепленный с помощью иглы на колесике. Он показывал своей рукой не на север или юг, а в сторону этого отряда. Это, несомненно, легенда, поскольку даже современные миноискатели не могут обнаружить железо на расстоянии более 10 метров.
Реконструкция китайских компасов по их описаниям вызывает сомнения в их достоверности. Так, философу Фэй-цзы, жившему в III в. до н. э., приписывается изобретение компаса в виде разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, хорошо отполированной выпуклой частью. Этой выпуклой частью ложка устанавливалась на отполированную медную или деревянную пластинку таким образом, чтобы черенок не касался пластинки, а свободно висел над ней. При этом ложка легко вращалась вокруг оси основания. Подтолкнув черенок ложки, ее начинали вращать. После остановки черенок указывал точно на юг.