Изобретения

Медсестра-анестезиолог Хелен Лэмб во время проведения операции. 1941 год.

Анестезия как одно из выдающихся изобретений медицинской науки.

Изобретения типа лампочки занимают очень много страниц в книге истории, но любой практикующий хирург назвал бы анестезию лучшим продуктом промышленной революции. До ее изобретения исправление любого недуга было, пожалуй, более болезненным, чем сам недуг. Одна из самых больших проблем, связанных с удалением зуба или конечности, заключалась в удержании пациента в расслабленном состоянии зачастую с помощью алкоголя и опиума. Сегодня, конечно, мы все можем поблагодарить анестезию за то, что мало кто из нас может вспомнить болезненные ощущения от операции вообще.

Закись азота и эфир были обнаружены в начале 1800-х годов, но оба средства не нашли особого практического применения, кроме бесполезного одурманивания. Закись азота вообще была более известна как веселящий газ и использовалась для развлечения аудитории. Во время одной из таких демонстраций молодой стоматолог Хорас Уэллс увидел, как некто вдохнул газ и повредил ногу. Когда мужчина вернулся на свое место, Уэллс спросил, было ли больно пострадавшему, и услышал в ответ, что нет. После этого стоматолог решил использовать веселящий газ в своей работе, причем первым подопытным вызвался быть сам. На следующий день Уэллс и Гарднер Колтон, организатор шоу, уже испытали веселящий газ в офисе Уэллса. Газ действовал замечательно.

Вскоре после этого испытали и эфир в качестве анестезии при длительных операций, хотя кто на самом деле стоял за привлечением этого средства, так доподлинно и неизвестно.

Телеграф Морзе.

Через электрическую систему сетей телеграф мог передавать сообщения из одного места в другое на большие расстояния. Получатель сообщения должен был интерпретировать маркировку, произведенную машиной, с помощью азбуки Морзе.

Натолкнуло Морзе на мысль создать быстрый способ передачи информации печальное событие. В 1825 году Сэмюэл получил письмо, что его жена находится при смерти. Морзе сразу отправился в путь, но не успел, к его приезду жена уже скончалась. Это событие так потрясло Морзе, что он решил создать такую систему, с помощью которой можно было быстро передавать сообщения на дальние расстояния.

Первое сообщение было отправлено в 1844 году Сэмюэлем Морзе, изобретателем телеграфа, и оно точно передает его волнение. Он передал сообщение «What hath God wrought?» («Что же сотворил Бог?») с помощью своей новой системы, намекая на то, что обнаружил нечто крупное. Так и было. Телеграф Морзе позволил людям бщаться практически мгновенно на большом расстоянии.

Информация, передаваемая с помощью телеграфных линий, также серьезно поспособствовала развитию СМИ и позволила правительствам быстрее обмениваться информацией. Развитие телеграфа даже породило первую службу новостей, Associated Press. В конце концов, изобретение Морзе соединило Америку со Старым Светом - и это было очень важно на то время.

Фонограф Эдисона - кто дал нам возможность прослушивать звуковые записи.

Не так давно живые выступления вообще были единственным способом прослушивания музыки. Томас Эдисон изменил это навсегда, разработав метод транскрибирования телеграфных сообщений, который привел его к идее фонографа. Идея проста, но прекрасна: записывающая игла выдавливает канавки, соответствующие звуковым волнам музыки или речи, во вращающемся цилиндре, покрытом оловом, а другая игла воспроизводит исходный звук на основе этих канавок.

Фонограф был изобретен в результате работы Томаса Эдисона над двумя другими изобретениями: телефоном и телеграфом. В 1877 году Эдисон работал над устройством, которое могло бы записывать сообщения в виде углублений на бумажной ленте, которые затем могли бы неоднократно пересылаться с помощью телеграфа. Исследование навело Эдисона на мысль, что подобным образом можно записывать и телефонный разговор. Он экспериментировал с мембраной, оснащенной небольшим прессом, удерживаемой над быстродвижущейся бумагой, покрытой парафином. Вибрации, создаваемые голосом, оставляли отметки на бумаге.

Позже, Эдисон заменил бумагу металлическим цилиндром, обернутым в оловянную фольгу. Устройство имело два элемента в виде мембраны, соединенной с иглой – один для записи, а другой для воспроизведения. Когда кто-то говорил в рупор, звуковые вибрации воздействовали на записывающую иглу, и она оставляла канавки различной глубины на цилиндре. Эдисон отдал набросок схемы устройства своему механику Джону Круези (John Kreusi), и он, якобы, построил машину за 30 дней.

В интервью для North American в июне 1878 года Эдисон рассказал о возможных областях применения фонографа:

1. Диктовка и запись писем, не прибегая к помощи стенографистов.
2. Говорящие книги, которые будут читаться для слепых людей.
3. Обучение ораторскому искусству.
4. Воспроизведение музыки.
5. «Семейные записи» – записи афоризмов и воспоминаний членов семьи их собственными голосами, последние слова умирающих и многое другое.
6. Музыкальные шкатулки и игрушки.
7. Часы, которые будут оповещать о времени обеда, конце рабочего дня и о многом другом.
8. Сохранение языков, путем точного воспроизведения манеры речи.
9. Образовательные цели; например, запись материала, данного учителем, так, что ученик всегда сможет обратиться к ним. Запись уроков орфографии или любых других для удобства запоминания.
10. Вспомогательное устройство, соединенное с телефоном, для передачи короткой многократной информации, чтобы избежать монотонных кратковременных звонков.

10-летняя девочка с отцовской фотокамерой "Graflex" на пляже в Мельбурне. Австралия, 1950-е годы.

Многие изменившие мир изобретения были созданы именно в период промышленной революции. Камера не была одним из них. По сути, предшественник камеры, известный как камера-обскура, появился еще в конце 1500-х годов.

Однако сохранение снимков камеры долгое время было проблемой, особенно если у вас не было времени, чтобы отрисовать их. Затем пришел Никефор Ньепс. В 1820-х годах французу пришла в голову идея наложить мелованную бумагу, наполненную светочувствительными химическими веществами, на изображение, проецируемое камерой-обскурой. Спустя восемь часов появилась первая в мире фотография.

Понимая, что восемь часов — это слишком долгое время для позирования в режиме съемки семейного портрета, Ньепс объединил силы с Луи Дагером, чтобы улучшить свою конструкцию, и именно Дагер продолжал дело Ньепса после его смерти в 1833 году. Так называемый даггеротип сначала вызвал энтузиазм во французском парламенте, а затем и во всем мире. Однако, хотя дагерротип мог создавать очень детальные изображения, с них нельзя было сделать реплику.

Современник Дагера, Уильям Генри Фокс Талбот, также работал над улучшением фотографических изображений в 1830-х годах и сделал первый негатив, через который свет мог высвечиваться на фотографической бумаге и создавать позитив. Похожие достижения начали быстро находить место, и постепенно камеры стали способны даже снимать движущиеся объекты, а время экспозиции — сокращаться. Фото лошади, сделанное в 1877 году, положило конец давним дебатам на тему того, отрываются ли все четыре ноги лошади от земли во время галопа (да). Поэтому в следующий раз, когда вы достанете свой смартфон, чтобы сделать снимок, на секунду задумайтесь о веках инноваций, которые позволили этому снимку родиться.

Танк Менделеева.

Весь мир в начале прошлого века жил ожиданием войны, какой человечество еще не знало. В преддверии этой войны государства объединялись в военно-политические союзы, вели «малые» войны, оттачивая боевое мастерство своих армий, изобретали новые виды вооружений. Одним из них становится танк, впервые появившийся на полях сражений в 1916 году и переломивший все бытовавшие в то время представления о войне.

Россия также не осталась в стороне: в 1911 году сын знаменитого русского химика Дмитрия Менделеева Василий разработал проект сверхтяжелого танка, который сочетал в себе все передовые инженерные решения того времени. Вот технические характеристики этого танка: масса 173,2 т; масса брони 86,46 т; масса вооружения 10,65 т; экипаж 8 чел.; длина с пушкой 13м, длина корпуса 10 м, высота с поднятой пулеметной башенкой 4,45 м, высота с опущенной пулеметной башенкой 3,5 м, высота корпуса 2,8 м; боекомплект пушки 51 выстрел; толщина брони 150 мм (лоб) и 100 мм (борта, корма, крыша); мощность двигателя 250 л. с.; максимальная скорость 24 км/ч; среднее удельное давление на грунт 2,5 кг на см в квадрате.

Танк предполагалось вооружить 120-мм морской пушкой, которая монтировалась в носовой части корпуса. Установленная на крыше пулеметная башенка, которая могла вращаться на 360°, поднималась наружу и опускалась внутрь также с помощью пневматического привода. Получение необходимого количества сжатого воздуха в силовом отделении обеспечивал компрессор с приводом от двигателя.

Для переброски танка по железной дороге он мог быть поставлен на железнодорожные скаты и передвигаться своим ходом.

Вызывает восхищение то, что талантливый русский инженер заглянул далеко вперед, вооружив свое детище крупнокалиберной пушкой (орудия такого калибра, 122-125 мм, устанавливаются практически на всех современных отечественных танках). Танки же, выползшие на поля сражении Первой мировой войны, были вооружены гораздо слабее, однако успешно выполняли боевые задачи. Интересно, что многие инженерные решения, обозначенные в проекте танка Василия Менделеева, были реализованы намного позднее и уже не в России. Например, пневмоподвеска была применена в легком английском авиадесантном танке «Тетрарх», а немцы в 1942 году в точности, практически без изменений, скопировали систему опускания корпуса на грунт, применив ее в сверхтяжелой 600-миллиметровой самоходной мортире «Тор».

Прялка "Дженни" - изобретение, сделавшее возможным промышленную революцию.

Будь то носки или что-нибудь из модных предметов одежды, именно достижения текстильной промышленности в период промышленной революции сделали возможными эти вещи для масс.

Прялка «Дженни», или прядильная машина Харгривса, внесла большой вклад в развитие этого процесса. После того как сырье — хлопок или шерсть — собирается, из него нужно сделать пряжу, и зачастую эта работа весьма кропотлива для людей.

Джеймс Харгривс решил этот вопрос. Принимая вызов британского Королевского общества искусств, Харгривс разработал устройство, которое намного перевыполнило требования конкурса, чтобы оно сплетало не менее шести пряж одновременно. Харгривс построил машину, которая выдавала восемь потоков одновременно, что резко повышало эффективность этой деятельности.

Устройство состояло из прялки, которая контролировала поток материала. На одном конце устройства находился вращающийся материал, а на другом нити собирались в пряжу из-под ручного колеса.

Вычислительная машина Чарльза Бэббиджа (разностная машина).

У многих из нас фраза «отложите ваши калькуляторы на время экзамена» всегда будет вызывать беспокойство, но такие экзамены без калькуляторов наглядно демонстрируют, какой была жизнь Чарльза Бэббиджа. Английский изобретатель и математик родился в 1791 году, со временем его задачей стало изучение математических таблиц в поисках ошибок. Такие таблицы, как правило, использовались в астрономии, банковском деле и инженерии, и, поскольку создавались от руки, часто содержали ошибки. Бэббидж задумал создать калькулятор и в конечном итоге разработал несколько моделей.

Конечно, у Бэббиджа не могло быть современных компьютерных компонентов вроде транзисторов, поэтому его вычислительные машины были сугубо механическими. Они были удивительно большими, сложными и их было трудно построить (ни одна из машин Бэббиджа не появилась при его жизни). Например, разностная машина «номер один» могла решать полиномы, но ее конструкция состояла из 25 000 отдельных частей общим весом в 15 тонн. Разностная машина «номер два» была разработана в период с 1847 по 1849 год и была более элегантной, наряду с сопоставимой мощностью и в три раза меньшим весом.

Была и другая конструкция, благодаря которой Бэббидж получил звание отца современной вычислительной техники, по мнению некоторых людей. В 1834 году Бэббидж решил создать машину, которую можно было бы запрограммировать. Как и современные компьютеры, машина Бэббиджа могла хранить данные для последующего использования в других вычислениях и выполнять логические операции типа if-then. Бэббидж не особо занимался разработкой конструкции аналитической машины, как в случае с разностными машинами, но чтобы представлять грандиозность первой, нужно знать, что она была настолько массивной, что ей нужен был паровой двигатель для работы.

Самобеглые коляски.

В истории технической мысли есть много интересного. Например в 14 веке на улицах Аугсбурга появился местный плотник Вальтер Готланд на изготовленной им самим коляске , которая ехала сама без помощи лошади, у ней не было руля и поворотного колеса и передвижение было делом нелегким. Приходилось то и дело выскакивать из коляски и поворачивать её .по ходу движения. Двигалась она с помощью перетягивания кольцевого каната ,который приводил в движение два деревянных барабана. Нижний имевший продольные рейки вращал заднюю ось через зубчатое колесо.

В 1447 году механик Огюст из Мемингена построил самодвижущую телегу на четырех больших колесах, которая перевозила несколько человек и приводилась в движение самими пасажирами с помощью хитроумных рычагов, механизмов, воротов.

Занимался постройкой самобеглых телег известный гравер А. Дюрер, их он строил для Австрийских императоров. Известна и телега похожая на Гуляй-город конструкции Бертольда Хольцшуэра. (1588 год).

Баловался подобными проектами и Леонардо да Винчи, правда они остались только в виде моделей.

А вот Штефан Фафнер в 1685 сконструировал инвалидную коляску на ручном приводе, что конечно было очень важно.

На иллюстрации - самодвижущийся механизм А.Дюрера (1519 год).

Борьба за крестовую отвертку: история её изобретения

Крестовая отвертка — непременный атрибут любого набора инструментов. Но это сегодня в 1930-е она была принята технологическим сообществом далеко не сразу. 

Первое появление классических винтов под отвертки с «плоским» жалом датируется примерно XVI веком, в почти неизменном виде они существовали до начала XX века. 

К этому времени винты с прорезью уже вызывали множество нареканий, но были вне конкуренции из-за своей дешевизны. Недостатки «классических» винтов особенно ярко проявлялись при массовой сборке, в частности, в автомобильной промышленности. Во-первых,
жало не центрировалось, из-за этого механические шуруповерты часто соскальзывали, оставляя царапины на лакированных кузовных деталях. Во-вторых, при закручивании винты и шурупы часто «перетягивали», сворачивая головку или повреждая крепежные детали. Именно эти ограничения и собрался преодолеть американский изобретатель Джон Томпсон, в 1933 году запатентовав отвертку с крестообразным жалом и винт с соответствующей головкой. Однако попытка продать изобретение производителям метизов не увенчалась успехом. В 1934 году Томпсон познакомился с инженером Генри Филлипсом и изложил ему суть своего изобретения. Филлипсу идея понравилась, он выкупил права на патент Томпсона и организовал компанию Phillips Screw Company (она существует до сих пор). В 1936 году он усовершенствовал технологию и разработал способ массового производства винтов. Крестовые винты автоматически центрировали шуруповерт, а также не допускали «перетягивания» — жало инструмента просто проскальзывало. 

Однако и Филлипса везде поджидали отказы. Наконец ему удалось заинтересовать Юджина Кларка, президента American Screw Company, крупнейшего производителя метизов в США. Хотя инженеры компании возражали, Кларка так захватила идея, что он пригрозил «уволить каждого, кто скажет, что это невозможно осуществить». Угроза возымела действие, и компания, вложив в организацию производства полмиллиона долларов, начала выпуск винтов под «крест». В 1937 году GM впервые использовал эти винты в производстве моделей Cadillac. Результаты были столь блестящими, что уже к 1940 году все американские автопроизводители перешли на использование крестовых винтов, а производители метизов десятками выстраивались в очередь на покупку лицензии. Во время Второй мировой войны на использование этих винтов перешли и производители военной техники — танков и самолетов. 

С тех пор было придумано немало различных винтов — и под многогранники, и под звездочки различной формы. Но, несмотря на это, крестовые винты и шурупы (в англоязычных источниках они называются по имени изобретателя — Phillips) по-прежнему остаются стандартом, а крестовая отвертка является основой любого набора инструментов.