К началу 2000 годов количество бытовых электроприборов резко возросло. Для управления домашним кинотеатром может потребоваться пять – шесть пультов: от спутникового приёмника, видеомагнитофона, DVD-проигрывателя, телевизионного и звукового усилителя. Некоторые из них требуется использовать друг за другом, и из-за разобщённости систем управления это становится обременительным. Многие специалисты, включая известного специалиста по юзабилити Jakob Nielsen и изобретателя современного пульта ДУ Роберта Адлера, отмечают, сколь запутанно и неуклюже использование нескольких пультов. Появление КПК с инфракрасным портом позволило создавать универсальные пульты ДУ с программируемым управлением. Однако в силу высокой стоимости этот метод не стал слишком распространён. Не стали широко распространёнными и специальные универсальные обучаемые пульты управления в силу относительной сложности программирования и использования. Также возможно использование некоторых мобильных телефонов для дистанционного управления (по каналу Bluetooth) персональным компьютером. Некоторые смартфоны под управлением Android, например Redmi 4X фирмы Xiaomi позволяют дистанционно управлять телевизорами некоторых массовых производителей по ИК-каналу.
Пылесос
Среди тех, кто первым предложил идею пылесоса, историки техники называют имя американца Даниэля Хесса, который в 1860 году получил патент на механическое устройство с вращающимися щетками, оборудованное мехами для создания воздушного потока. Интересно, что прибор Хесса имел не мешок-пылесборник, а две водяные камеры для осаждения пыли.
Американский изобретатель Айвз Макгаффни запатентовал свое изобретение в 1869 году. Пылесос он назвал «Whirlwind» (Уирлвинд – «держать в руках и направлять»). В его верхней части располагалась ручка, соединённая ременным приводом с вентилятором. Ручка приводилась в движение рукой. Пылесос был лёгким и компактным, но неудобным в эксплуатации из-за необходимости одновременно крутить ручку и толкать устройство по полу. Лишь два «Whirlwind» сохранились до наших дней, один из них экспонируется в историческом центре компании «Нооver».
Потом была создана машина для уборки пыли в конце XIX века. Чтобы управлять ею, необходимо было привлечь к работе двух взрослых мужчин, так как необходимо было раздувать меха, что и делал один из них, другой же должен был перетаскивать рукав (шланг). При этом пыль не собиралась, ее раздувало в стороны.
Данную идею решил усовершенствовать инженер Хьюберт Сесил Бут в 1901 году. Его аппарат «Фырчащий Билли» с бензиновым мотором перевозился по улицам на конной повозке командой из четырех человек, а шланг длиной 30 м заносили в помещения через окна. Пылесос уже не раздувал пыль, а всасывал в специальный пылесборник через фильтр. Мощность вакуумного насоса пылесоса составляла пять лошадиных сил, и работал он на бензине. Первый образец получился довольно громоздким и издавал много шума, и поэтому пылесос во время работы, как правило, оставался на улице, внутрь через окно подавался только шланг, который должен был всасывать пыль. Пылесос Бута в 1902 году приобрели в Вестминстерское аббатство, специально, чтобы чистить ковер перед тем, как будет проходить коронация Эдуарда VII. После этого британская королевская чета с удовольствием демонстрировала техническую новинку гостям своего дворца – кайзеру Вильгельму, наследнику русского престола Николаю. Турецкий султан Абдул Хамид пришел в восторг и заказал такую же машину для своего дворца в Константинополе. После такой рекламы успех новому направлению был гарантирован.
Американец Мюррей Спенглер работал уборщиком на фабрике кожевенных изделий Уильяма Хувера и страдал от аллергии на пыль. Прочитав в газетах о триумфальном успехе машины Бута, он задался целью создать ее электрический вариант. В 1907 году он соорудил неказистое устройство, стержнем которого была палка от швабры, а в качестве пылесборника использовалась наволочка. Внедрение в конструкцию пылесоса электродвигателя стало очень важным событием в истории развития пылесосов, оно решило проблему использования этого прибора в домашних условиях: он стал тише и уже не выделял выхлопных газов от сгорания бензина.
Изобретатель начал продажу своих пылесосов, и уже один из первых образцов пришелся по душе жене его хозяина Хувера. Тот сразу же понял, что у нового прибора большое будущее, и купил у Спенглера патент на его производство. Так 1908 год можно считать годом рождения бытовых пылесосв. Возникли компания Хувера и бренд, поныне являющийся одним из наиболее авторитетных в этой отрасли. В 1908 году компания Hoover Company выпустила компактную модель пылесоса, которая весила 20 кг.
Изобретатели разных стран активно взялись за совершенствование прибора. Практически до конца XX века все компании, производящие бытовую технику, копировали металлический цилиндр, перемещающийся на колесиках, соединенный гибким шлангом с всасывающей щеткой, имеющий в комплекте несколько съемных насадок. Лишь технологии второй половины XX века позволили создать новые вариации пылесосов: моющие, встраиваемые, пылесосы с многоступенчатой системой фильтрации и роботы-пылесосы.
Радар
Принцип действия радара понять не так уж и трудно. После того, как передатчик послал «порцию» радиоволн, он отключается, в то же время начинает работать радиоприемник. Посланные в пространство радиоволны, встретив препятствие на своем пути, рассеиваются в разные стороны, часть волн, отражаясь от объекта, возвращается обратно к РЛС. Идея радара впервые появилась у изобретателя из Дюссельдорфа Хюльсмайера. Свое устройство он запатентовал в апреле 1904 года, назвав его телемобильскопом. Ученый предлагал использовать эффект отражения радиоволн для обнаружения кораблей, находящихся на большом расстоянии. Предполагалось, что благодаря устройству корабли смогут избежать столкновения в непогоду и туман. Принцип действия устройства состоял в том, что сигнал, излучаемый прибором, отражался от объекта и возвращался обратно, где соответствующим образом обрабатывался. В патенте Хюльсмайер описал, как рассчитать расстояние до отражающегося объекта. К сожалению, его разработки остались без внимания. В 1922 году сотрудники морской лаборатории Тейлор и Юнг наблюдали явление радиолокации в диапазоне ультракоротких волн. Свой доклад о создании устройства по обнаружению вражеского судна независимо от темноты и тумана они направили в морское министерство США, однако их предложение не получило поддержки. В 1930 году инженер Хайланд пришел к выводу, что местонахождение самолета можно обнаружить, используя приемник и радиопередатчик, работающие на коротких волнах. В 1933 году Хайланд, Тейлор и Юнг получили патент на идею. На этот раз для создания радара появились все технические предпосылки. С каждым днем росли скорости кораблей и самолетов, возникла острая необходимость в их быстром обнаружении, особенно в этом нуждались военные.
В Англии Роберт Александр Уотсон-Уотт (1892–1973) сконструировал одно из первых устройств, предназначенных для радиолокации воздушных объектов и получил первый патент на изобретение подобной системы в 1934 году, а 26 февраля 1935 года успешно продемонстрировал своё изобретение, которое могло обнаружить самолет на расстоянии 64 км.
В СССР П. К. Ощепков (1908–1992) предложил использовать радиоволны. В 1933 году его идеи донесли до наркома обороны К. Е. Ворошилова и его заместителя по вооружениям М. Н. Тухачевского. В январе 1934 года в Ленинградском физико-техническом институте состоялось совещание с представителями Управления ПВО под председательством академика А. Ф. Иоффе. На нем было принято решение о разработке аппаратуры для обнаружения самолетов на высотах до 10 км и на дальности не менее 50 км. В июле 1934 года состоялось успешное испытание новой системы радиообнаружения самолетов. П. К. Ощепков называл ее «электровизор». Вот это и был первый советский радар.
Радио
Александр Степанович Попов родился в 1859 году на Урале в поселении при Богословском заводе Турьинские Рудники Верхотурского уезда Пермской губернии (ныне г. Краснотурьинск Свердловской области).
Успешно окончив Петербургский университет в 1882 году со степенью кандидата, он получил приглашение остаться для подготовки к профессорской деятельности по кафедре физики. В 1882 году защитил диссертацию на тему «О принципах магнито- и динамоэлектрических машин постоянного тока». Но молодого ученого больше привлекали экспериментальные исследования в области электричества, и он поступил преподавателем физики, математики и электротехники в Минный офицерский класс в Кронштадте, где имелся хорошо оборудованный физический кабинет. В 1890 году получил приглашение на должность преподавателя физики в Техническое училище Морского ведомства в Кронштадте. Одновременно в 1889–1898 годах в летнее время заведовал главной электростанцией Нижегородской ярмарки. Все свое свободное время он посвящал физическим опытам, главным образом, изучению электромагнитных колебаний. Прибор А. С. Попова возник из установки для учебной демонстрации опытов Герца, эта установка была сделана им в 1889 году. В начале 1895 года А. С. Попов заинтересовался опытами О. Лоджа (который построил свой вариант радиоприемника и в августе 1894 года сумел получать радиосигналы с расстояния 40 м) и попытался воспроизвести их. Он собрал свою модификацию приемника Лоджа.
Впервые он представил его 25 апреля (7 мая по новому стилю) 1895 года на заседании Русского физико-химического общества. Тема лекции была «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям». В опубликованном описании своего прибора Попов отмечал его пользу для лекционных целей и регистрирования пертурбаций, происходящих в атмосфере; он также выразил надежду, что прибор впоследствии может быть применен к передаче сигналов на расстояния.
Однако работа в Морском ведомстве накладывала определенные ограничения на публикацию результатов исследований, поэтому, соблюдая данное клятвенное обещание о неразглашении сведений, составляющих секретную информацию, Попов не опубликовал результаты своих работ.