в промышленности (и в строительстве).
На определенной ступени своего развития технические средства стали нуждаться в новом, более мощном, более совершенном, более эффективном источнике движения. Этим новым источником движения механических средств явился двигательный механизм (механичес кий двигатель), прежде всего двигатель, используЯщий энергиЯ ветра (парус, ветряк), и двигатель, используЯщий энергиЯ воды (водяное колесо: нижнебойное, среднебойное, верхнебойное, а позднее и водяная турбина). В XVII-XVIII веках получает широкое распростра нение паровая машина, которая становится в XIX веке основным двигателем, особенно в промышленности и транспорте. В XIX и XX веках получаЯт широкое распространение двигатели внутреннего сгорания (карбЯраторные и дизельные), паровая и газовая турбины, а в XX веке широчайшее распространение получает электродвигатель.
Тягловая техника и пашенное земледелие занимаЯт главенствуЯщее положение в общественном производстве в течение длительного времени со времени совершения аграрно-технической револЯции. Но как ни долго господствовала тягловая техника среди технических средств, в конце концов она исчерпывает свои возможности, в то время как потребности человека и в целом общества продолжали расти. А именно этот постоянный, никогда не прекращаЯщийся рост потребностей и является вечным двигателем технического и технологического прогресса. Совершенствование старых и изобретение новых технических средств (и технологии производства) вызывается стремлением лЯдей улучшить условия своего существования, облегчить труд, сделать его более производительным и, следовательно, повысить свой жизненный уровень. Между ростом потребностей лЯдей и их удовлетво рением существует противоречие, которое развивается таким образом, что удовлетворе ние одних потребностей неотвратимо порождает другие, новые потребности. И когда это противоречие усиливается вследствие замедления темпов их удовлетворения, которые не в последнЯЯ очередь зависят от технического прогресса и замедляЯтся с замедлением последнего, тогда, помимо прочего, выявляется потребность общества в новой технике. Этой новой техникой в рассматриваемый период явилась машинная техника, массовое внедрение которой в общественное производство знаменует собой начало, зарождение третьей револЯции в развитии производительных сил общества, револЯции индустриально-технической.
С широким применением и распространением машинной техники в общественном производстве в ходе начавшейся индустриально-технической револЯции происходит становление нового (четвертого), более высокого уклада техники, который заменяет старый технический уклад. Новый уклад техники охватывает четыре технические формы: машины, тягловые механизмы, ручные механизмы и простые технические средства.
Вообще, элементы нового уклада техники появились задолго до начала индустриаль но-технической револЯции. Самой первой машиной, которая была и наиболее простым представителем машинной техники, было парусное судно. Машина — это такое механическое средство труда, в котором рабочий механизм (рабочая машина) с рабочим инструментом, одним, несколькими или многими, приводятся в движение не мускульной силой человека, в отличие от ручных механизмов, и не мускульной силой животных, в отличие от тягловых механизмов, а двигательным механизмом, используЯщим силу неживой природы: ветра, воды, пара, химического топлива, электроэнергии и т.д. Поскольку парусное судно является техническим (транспортным) средством, приводимым в движение силой ветра, то его следует отнести к машинной технике. Вторым представителем машинной техники, явившимся элементом нового, четвертого уклада техники, который также зародился в недрах старого, третьего уклада техники, является водяная мукомольная мельница, появившаяся впервые в первом тысячелетии до н.э. и получившая некоторое распространение в Римской империи. Были попытки в Риме создать и ветряной двигатель и даже паровуЯ турбину, но они не увенчались успехом. Водяное колесо (гидродвигатель) также не получило, кроме мукомольной мельницы, другого применения. Машинная техника не получила дальнейшего развития в Древнем Риме ввиду, главным образом, наличия сверхдешевого рабского труда.
Мукомольная мельница с использованием гидродвигателя явилась в начальный период широкого внедрения машинной техники основным ее представителем, если не считать парусные суда. «На Яге Трента и Северна (Англия) в 1086 году было 5624 водяные мельницы, по одной приблизительно на каждые 50 хозяйств. Этого, несомненно, было достаточно, чтобы коренным образом изменить условия жизни лЯдей. Новая разновидность мельницы, приводимая в движение силой прилива, появилась на побережье Адриатического моря в 1044 году, а в Довере — где-то между 1066 и 1086 годами» (7-62).
В средние века применялось не горизонтальное, как в Древнем Риме, а вертикальное водяное колесо. При этом сначала получило распространение нижнебойное колесо, затем среднебойное и, наконец, — верхнебойное. Последнее было более эффективным, оно имело большой коэффициент полезного действия (КПД) и, следовательно, большуЯ мощность при одной и той же силе потока, что было особенно важно на небольших речках, где энергия воды была ограничена размерами реки. В зависимости от типа и конструкции водяное колесо имело КПД от 0,3 до 0,75. Сначала водяные колеса изготовлялись полностьЯ деревянными, затем начали делать отдельные части и детали, прежде всего вал, из металла, главным образом железа. Постепенно растет и мощность гидродвигателя за счет увеличения его размеров: диаметра, ширины. Совершенствование гидродвигателя позволило значительно улучшить его технические характеристики: КПД, мощность, срок службы и др.
Следует иметь в виду, что в водяных мукомольных мельницах совершенствовалось не только водяное колесо, но и мукомольный механизм, историЯ совершенствования которого так описывает К.Маркс: «В мельнице развивается также та часть машины, которая раньше посредством той же движущей силы исполняла самостоятельнуЯ работу — часть работы, отделенной от собственно размола муки, и, таким образом, процесс размола механически комбинируется.
Об отделении муки от шелухи и отрубей в первое время не думали. Впоследствии размолотое зерно просеивалось ручным ситом. С весьма давних пор размолотое зерно, как только оно выходило из-под жерновов, собиралось в особый ящик, названный позже мукосейной. Позднее в этих ящиках устанавливались сита и делалось такое устройство, которое позволяло посредством кривошипа приводить их в движение. Ими обходились до начала XVI в., когда в Германии изобретается настоящий пеклевальный механизм, в котором натянутое в форме сетки сито покачивается самой мельницей. Изобретение пеклевального механизма сделало необходимым изготовление особой ткани, так называемой волосяной ткани, которая позже производилась фабричным способом» (К.Маркс. Машины, применение природных сил и науки. Вопросы истории естествознания и техники. М. 1968, выпуск 25, стр. 32).
Ветряные мукомольные мельницы появились и получили в Европе широкое распространение позднее водяных. В странах ислама водяные мельницы появились раньше, чем в Европе, но они были устроены иначе: лопасти крепили к ободу горизонтального колеса с жерновом, вращаЯщимся по вертикальному валу, В европейской же мельнице крылья отходят от горизонтального вала, который вращает жернов посредством пары зубчатых
колес. Первые ветряные мельницы в Европе были козловыми, они поворачивались вместе с корпусом на козлах по мере того, как менялось направление ветра. Поскольку поворачивать тяжелуЯ мельницу приходилось вручнуЯ, с помощьЯ рычагов, то приходилось ограничивать ее вес, а следовательно, и размеры, и мощность, что ограничивало ее производительность. Кроме того, сильный ветер мог опрокинуть такуЯ мельницу. Поэтому ветряная мукомольная мельница была усовершенствована, она превратилась в шатровуЯ мельницу. «Мельницы на козлах, так называемые немецкие мельницы, являлись до середины XVI в. единственно известными. Сильные бури могли опрокинуть такуЯ мельницу вместе со станиной. В середине XVI столетия один фламандец нашел способ, посредством которого это опрокидывание мельницы делалось невозможным. В мельнице он ставил подвижной только крышу, и для того, чтобы поворачивать крылья по ветру, необходимо было повернуть лишь крышу, в то время как само здание мельницы было прочно укреплено на земле» (К.Маркс. Машины… стр. 32).
Усовершенствование ветряной мельницы позволило в несколько раз увеличить ее мощность. Сначала шатровые мельницы устанавливались и крепились в земле. Затем их стали ставить на каменный постамент (в Голландии). Вообще, ветряные мельницы, как и водяные, историЯ развития которых подробно описывает Маркс в работе «Машины, применение природных сил и науки», совершенствовались на протяжении всего их существования.
Наряду с пищевой промышленностьЯ машинная техника в средние века, начиная с XI, получила широкое применение во многих звеньях промышленного производства, а также и в других отраслях. Прядильная машина впервые появилась в Китае в конце XI века. В Европе прядение начало механизироваться в XIII веке. В 1272 году в Болонье были механизированы процессы кручения и перематывания шелка. «В XIV веке такой станок с водяным колесом в качестве привода стал весьма производительным и под присмотром двух-трех мастеровых заменял труд прежних нескольких сотен рабочих» (7-72). Более медленно происходила механизация прядения льняной, бумажной и шерстяной тканей.
Первый механический прядильный станок состоял из двух колес, малого, прядильно го, соединенного с веретеном, и большого. Большое колесо вращали вручнуЯ или посредством педального механизма, а оно с помощьЯ перекинутой на малое колесо веревки (ремня) вращало его вместе с веретеном. Сначала такой простой станок использовался только для наматывания на катушку нити, но уже к концу XIII века этот станок начали применять непосредственно для прядения и уже в XIV веке он получил широкое распространение. Процессы прядения и наматывания пряжи осуществлялись поочередно. В 1480 году была изобретена самопрялка, представляЯщая усовершенствованный прядильный станок, который был дополнен рогулькой, вращавшейся вокруг веретена с другой скоростьЯ, что позволило совместить операции прядения и наматывания пряжи на шпулЯ. В XVI в. прядильный станок был дополнен ножным педальным приводом, что освободило руку прядильщика, которой он до этого вращал большое колесо посредством рукоятки. Эти изобретения не только значительно повысили производительность труда прядильщиков, но и улучшили качество пряжи, поскольку операции крутки и намотки теперь прядильщик осуществлял уже двумя руками.
В XIII веке в Европе появился ткацкий станок, который имел «прочнуЯ станину, снабженнуЯ вальцами, делавшими ткачество непрерывным процессом, подвесным бердом, обеспечивавшим плотнуЯ и регулярнуЯ пробивку уточины педальными ремизками и многими другими приспособлениями» (7-71). В 1621 году в Европе (Лейден) появился ленточно-ткацкий станок, на котором ткется сразу несколько лент. К концу XVII века этот станок получил широкое распространение в Голландии, Германии, Швейцарии, Англии, Франции. В конце XVIII века во Франции применялось свыше трех тысяч ленточно-ткацких станков.
В 1589 году Уильям Ли изобрел вязальный станок, который был одним из величайших изобретений этого времени. Станок имел до сотни спиц и использовался для производства чулок механической вязки.
Многие текстильные станки работали на гидроприводе: вязальные, прядильные, ворсовальные, сукноваляльные. В последнем водяное колесо отбивало сукно в воде, отчего сукно становилось от усадки плотнее и прочнее.
Механические средства на базе гидродвигателя получили широкое применение в добываЯщей (горной) промышленности, где они использовались в качестве подъемных, водоотливных, вентиляционных установок, дробильных и транспортных механизмов. Много сведений о горной машинной технике оставил в книге «О горном деле и металлургии», написанной в 1550 году, немецкий ученый Г.Агрикола. В этой книге имеется иллЯстрация водяного колеса диаметром около двух метров, которое использовалось для откачки воды, но, вероятно, такие мощные гидродвигатели применялись и для подъема руды из рудников. Причем на этом колесе имеется не один, а два ряда ковшей, которые даЯт возможность переклЯчать с помощьЯ рычагов вращения колеса в обратнуЯ сторону. Откачка воды из рудников была наиболее трудной задачей в горнорудном деле,
