Кто первый придумал автомат: как появилось главное оружие войны

Содержание

как появилось главное оружие войны

Технологии

16 августа 2017 г. | Автор: Илья Ведмеденко

Рождение автомата: как появилось главное оружие войны

Автомат или, как его называют на Западе, «штурмовая винтовка» прошёл долгий и тяжёлый эволюционный путь. Посмотрим же, какими были первые автоматы и как появились полноценные образцы этого оружия.

Сейчас автомат является главным оружием пехоты. Он, можно сказать, стал символом войны. Главное преимущество автомата – высокая плотность огня, создаваемая им. В сумме с относительно небольшой массой это делает штурмовую винтовку оптимальным выбором для поля боя. Но автомат далеко не всегда был «идеален». Самые первые образцы таких вооружений страдали от целого ряда серьёзных недостатков и не могли использоваться наравне с привычными магазинными винтовками.

Сам термин «автомат» впервые был применён к автоматической винтовке, которую незадолго до Первой мировой создал русский инженер Владимир Фёдоров.

Важным отличием его оружия стало применение патрона, который некоторые источники называют «промежуточным». Эта особенность потом будет характерна для всех автоматов.

Желая совместить возможности обычной винтовки и пулемёта, Фёдоров применил патрон калибра 6,5 мм. К слову, главным оружием русской армии тогда была винтовка Мосина, использующая патроны калибра7,62 мм. Такая винтовка, как и её аналоги, могла стрелять очень точно и очень далеко: прицельная дальность составляла целых два километра! Но после каждого выстрела «трехлинейку» (такое прозвище получила винтовка Мосина) нужно было вручную перезаряжать. Это приемлемо, если нужно обороняться, но вот штурмовать позиции врага уже сложней. Поэтому винтовки снабжались штык-ножом, и это решение было очень популярным (оно, кстати, используется и сейчас).

«Если Федоров создал первый в мире автомат, то первую в истории самозарядную винтовку разработал мексиканский военный деятель Мануэль Мондрагон. Это оружие появилось на свет в далёком 1884-м году.

Винтовка Мондрагона могла вести одиночную стрельбу без необходимости перезаряжать её после каждого выстрела».

Попытка Фёдорова создать универсальное оружие, пригодное для самых разных ситуаций, имела частичный успех. Автомат уверенно прошёл испытания и был принят на вооружение в самый разгар войны – в 1915-м году. На пути талантливого инженера, правда, стояла отсталая российская промышленность. Сначала Фёдоров хотел использовать для автомата патрон собственной разработки калибра 6,5 мм, но потом трудности заставили применить японский патрон 6,5×50 мм Арисака.

Ранний патрон Фёдорова имел дульную энергию около 3100 Джоулей. У штатного русского 7,62 мм патрона этот показатель составлял 3600-4000 Джоулей, но ведь винтовку Мосина, как мы уже отмечали, нужно было после каждого выстрела перезаряжать. Так что показатели патрона Фёдорова были очень неплохими, а вот дульная энергия «японца» составляла 2615 Джоулей: это снижало боевой потенциал оружия, но не очень сильно.

Важно отметить, что оба патрона были ближе по своей баллистике к винтовочным, а не к промежуточным. Полноценные промежуточные патроны появятся позже.

Характеристики автомата Фёдорова

масса (без патронов): 4,93 кг

длина: 1045 мм

принципы работы: отдача ствола с коротким ходом, рычажное запирание

патрон: 6,5×50 мм

скорострельность: 600 выстрелов в минуту

прицельная дальность: 400 м

вид боепитания: магазин на 25 патронов

Характеристики винтовки Мондрагона

масса (без патронов): 4,18 кг

длина: 1105 мм

принципы работы: отвод пороховых газов, поворотный затвор

патрон: 7×57 мм

скорострельность: 600 выстрелов в минуту

прицельная дальность: 550 м

вид боепитания: магазин на 8-100 патронов

В ходе Первой мировой автомат Фёдорова применяли редко. В 1916 году небольшую партию поставили на Румынский фронт, где и состоялся его боевой дебют. Потом оружие использовалось в ходе гражданской войны в России, а часть автоматов даже поучаствовала в советско-финской войне 1940-го года. Вообще же, автомат Фёдорова никогда не значился основным оружием пехоты. Для этого он был чересчур сложен и ненадёжен.

«Не стоит путать автоматы и пистолеты-пулемёты. Последние также являются автоматическим оружием, но они используют не винтовочный или промежуточный, а пистолетный патрон. Соответственно, пистолеты — пулемёты имеют не такую большую, как у автоматов, дальность стрельбы. Мощность пистолетного патрона намного меньше».

В огне Второй мировой

Созданные ещё в конце XIX века магазинные винтовки, такие как уже упомянутая «трехлинейка» или же немецкий Mauser 98, оказались удивительно «живучи». Они были дешёвы, просты и позволяли стрелять очень точно. На протяжении всей Второй мировой такие винтовки оставались главным оружием пехоты. Массовая культура создала миф, согласно которому чуть ли не все немецкие солдаты Восточного фронта были вооружены автоматическими MP-40, но это не соответствует истине. Немцы за всё время произвели 1,2 млн этих пистолетов-пулемётов. Цифра кажется невероятной, но она не идёт ни в какое сравнение с числом произведённых Mauser 98 – 15 млн единиц.

Характеристики многозаряднойвинтовки Mauser 98

масса (без патронов): 4,1 кг

длина: 1250 мм

принципы работы: скользящий затвор, УСМ ударникового типа

патрон: 7,92×57 мм

скорострельность: 15 выстрелов в минуту

прицельная дальность: 2000 м

вид боепитания: магазин на 5 патронов

Немцы, впрочем, столкнувшись на поле боя с сильным противником, изо всех сил старались создать революционное оружие для пехоты. Им это, отчасти, удалось. Уже в 1942-м году немцы приняли на вооружение знаменитый StG 44, который с некоторыми оговорками можно считать первым полноценным автоматом. Некоторые считают его прообразом автомата Калашникова, но об этом дальше.

StG 44 использовал мощный промежуточный патрон 7,92×33 мм, а его прицельная дальность составляла 600 м. Казалось бы, вот оно – идеальное оружие поля боя. Мощное и дальнобойное. Создающее высокую плотность огня и наводящее ужас на врагов. Однако, по мере эксплуатации, вскрылись и недостатки. Автомат весил немало: если масса винтовки Mauser 98k без патронов составляла 3,9 кг, то StG 44 весил 4,6. Со снаряжённым магазином вес автомата возрастал до 5,5 кг. Добавьте сюда то, что StG 44 был намного сложней магазинных винтовок, с технической стороны, и требовал более тщательного обслуживания. А суровые условия той войны далеко не всегда позволяли его осуществить.

Всего немцы произвели 446 тысяч автоматов StG 44, и они активно применялись на всех фронтах Второй мировой. А ещё это оружие на много десятилетий пережило своих разработчиков. Известно, например, что StG 44 применяли иракцы против войск США в 2000-е годы. Конкретно эти автоматы, правда, были произведены, в основном, в Турции и бывшей Югославии, а не в Германии.

Характеристики автомата STG 44

масса (без патронов): 5,2 кг

длина: 940 мм

принципы работы: отвод пороховых газов, запирание перекосом затвора

патрон: 7,92×33 мм

скорострельность: 500-600 выстрелов в минуту

прицельная дальность: 600 м

вид боепитания: магазин на 30 патронов

Калашников и М-16

Если любого военного эксперта попросить назвать величайшее оружие XX века, он без раздумий ответит – автомат Калашникова. АК был разработан в далёком 1947 году, но до сих пор остаётся главным оружием пехоты многих стран, включая Россию. За долгие десятилетия были созданы десятки модификаций, а всего произвели более 70 млн единиц этого оружия! Данный автомат изменил мир: не зря его изображение встречается на гербах многих стран Африки.

Существует мнение, будто автомат Калашникова – копия StG 44. Это не так. Они похожи внешне, но на этом сходства заканчиваются. Данные образцы различаются по самому важному для автоматического оружия признаку – способу запирания канала ствола. У Калашникова ствол запирается поворотом затвора вокруг продольной оси, в то время как в немецком автомате – перекосом затвора в вертикальной плоскости.

Следует сказать, что автомат Калашникова никогда не считался самым точным или самым удобным оружием – его преимущества кроются в простоте и дешевизне. А ещё советские военные идеологи были в числе первых, кто по достоинству оценил саму концепцию автомата. АК быстро стал основным оружием Красной армии, в то время как американцы и европейцы продолжали делать ставку на самозарядные и магазинные винтовки. Консервативные англичане, например, ещё долгие годы после войны считали, что «солдат должен экономить каждый патрон». Но, в конечном итоге, даже они признали преимущество автоматического оружия в качестве главного «аргумента» пехоты.

Характеристики автомата Калашникова

масса (без патронов): 3,8 кг

длина: 870 мм

принципы работы: отвод пороховых газов, поворотный затвор

патрон: 7,62×39 мм

скорострельность: 600 выстрелов в минуту

прицельная дальность: 800 м

вид боепитания: магазин на 30 патронов

Следующую революцию в мире автоматов сделали уже американцы. Речь идет о знаменитой M-16 – главном конкуренте АК. В 60-е годы автомат казался идеальным оружием, но сохранялся недостаток – большой вес. И правда, патрон 7,62 мм, который использовал уже упомянутый «Калаш» был слишком тяжёлым, а его мощность была избыточной. Поэтому американцы решили применить для своей штурмовой винтовки новый патрон 5,56×45 мм. Это решение, хотя и снизило мощность пули, предопределило развитие стрелкового оружия на много десятилетий вперед. Даже советских военных вдохновил опыт США, так что в 70-е годы на вооружение Красной армии был принят новый вариант автомата Калашникова – АК74. Он использовал малоимпульсный патрон 5,45×39 мм – аналог американского 5,56 мм. Малоимпульсные патроны и сейчас весьма и весьма популярны.

Сколь бы революционен не был новый калибр, а военный дебют M-16 омрачился рядом неприятных аспектов. Особенно остро недостатки винтовки вскрылись во Вьетнаме. В суровых условиях джунглей в руках малоопытных новобранцев сложное и не полностью доведённое до ума оружие часто «отказывалось» стрелять. Это побудило конструкторов внести ряд усовершенствований, что сделало M-16 по-настоящему хорошей винтовкой. А в 1994 году военные США получили новую укороченную модификацию M-16 – карабин M4, получивший невероятную популярность во всём мире. Он почти полностью лишился недостатков своего прародителя и стал любимцем солдат. Из опрошенных в 2006 году американцев, служащих в Ираке и Афганистане, 88% заявили, что довольны карабином M4.

Характеристики автомата M16

масса (без патронов): 2,88 кг

длина: 990 мм

принципы работы: отвод пороховых газов, поворотный затвор

патрон: 5,56×45 мм

скорострельность: 650-950 выстрелов в минуту

прицельная дальность: 600-800 м

вид боепитания: магазин на 20-30 патронов

Характеристики автомата M4

масса (без патронов): 3,4 кг

длина: 840 мм

принципы работы: отвод пороховых газов, поворотный затвор

патрон: 5,56×45 мм

скорострельность: 600 выстрелов в минуту

прицельная дальность: 800 м

вид боепитания: магазин на 30 патронов

Будущее автомата

В заключение хочется сказать, что автомат, как основное оружие пехоты, практически достиг эволюционного тупика и с каждым годом становится всё сложней создавать оружие, которое бы серьёзно превосходило ранее появившиеся разработки. Отчасти, именно поэтому Россия не намерена отказываться от проверенного АК, а американцы не спешат выбрасывать на свалку модификации M-16.

Это, впрочем, не означает, что мы не увидим новые автоматы. Сейчас ведутся работы над созданием улучшенных патронов для стрелкового оружия, которые смогут потеснить «классические» патроны. Так, в ходе программы Lightweight Small Arms Technologies американцы разработали новые телескопические и безгильзовые патроны, а также оружие к ним. Но настоящая революция в области стрелкового оружия произойдёт лишь тогда, когда пехота сможет использовать вооружение на «новых физических принципах». Это могут быть, например, лазерные винтовки. До момента начала массового использования чего-то подобного могут пройти десятилетия, и о перспективах такого оружия мы поговорим в одном из будущих материалов.

Тэги:

технологииоружиеавтоматавтомат калашниковавоенная техника

История АКПП: кто придумал коробку автомат

Идея создания автоматической коробки передач появилась практически одновременно с появлением автомобиля, оснащенного МКПП. При этом автопроизводители, изобретатели и энтузиасты из разных стран начали работать над агрегатом.

В результате уже в самом начале 20-го века стали появляться опытные образцы, которые имели трансмиссию, похожую на современный автомат. В этой статье мы поговорим о том, как создавалась и когда появилась первая АКПП, познакомимся с историей автоматической трансмиссии, а также ответим на вопрос, кто изобрел коробку автомат.

Содержание статьи

Кто изобрел коробку автомат и когда появилась первая АКПП
История создания автоматической коробки передач
Дальнейшее развитие коробки автомат: эволюция гидромеханической АКПП

Кто изобрел коробку автомат и когда появилась первая АКПП

Как известно, трансмиссия является вторым по важности агрегатом после ДВС. При этом появление АКПП стало настоящим прорывом, так как благодаря такой коробке передач значительно повышается не только комфорт, но и безопасность при управлении автомобилем.

Такая КПП является системой, состоящей из гидротрансформатора (ГДТ) и планетарной коробки. Принципы и основы планетарной передачи были известны еще в средние века, а гидротрансформатор создал немец Герман Феттингер в начале 20-го века.

Первым объединил коробку и ГДТ американский изобретатель Азатур Сарафян, более известный под именем Оскар Бэнкер. Именно он запатентовал автоматическую коробку передач в 1935г., хотя для получения патента больше 7 лет отстаивал свое право в борьбе с крупными автопроизводителями.

Родился Сарафян в 1895 году. Его семья оказалась в США в результате печально известного Геноцида армян, который имел место быть в Османской империи. Обосновавшись в Чикаго, Асатур Сарафян сменил свое имя, став Оскаром Бэнкером.

Талантливый изобретатель создал различные полезные устройства, среди которых можно выделить несколько незаменимых сегодня решений (например, шприц-пистолет для смазки), однако главным его достижением является изобретение первой автоматической гидромеханической коробки передач. В свою очередь, General Motors (GM), которая ранее устанавливала полуавтоматическую коробку передач на свои модели, первой перешла на АКПП.

История создания автоматической коробки передач

Итак, важнейшим элементом, благодаря которому стало возможным появление полноценной АКПП, является гидротрансформатор.

Изначально ГДТ появился в судостроении. Причина – вместо низкооборотистых паровых двигателей ближе к концу 19-го века появились более мощные паровые турбины. Такие турбины соединялись с винтом напрямую, что неизбежно привело к возникновению целого ряда технических проблем.

Решением оказалось изобретение Г. Феттингера, который предложил гидравлическую машину, где лопастные колеса гидродинамической передачи, насос, турбина и реактор были объединены в одном корпусе.

Такой гидротрансформатор был запатентован в 1902 году и имел большое количество преимуществ по сравнению с другими механизмами и устройствами, которые могли бы преобразовать крутящий момент от двигателя.

ГДТ Феттингера минимизировал потери полезной энергии, КПД устройства оказался высоким. На практике, указанный гидродинамический трансформатор, в среднем, обеспечивал на судах КПД около 90% и даже больше.

Вернемся к коробкам передач на автомобилях. В самом начале 20-го века (1904 год) изобретатели братья Стартевенты из города Бостон, США, представили раннюю версию автоматической коробки.

Данная КПП на две передачи фактически являлась усовершенствованной МКПП, где переключения могли быть автоматическими. Другими словами, это был прототип коробки- робот. Однако в те годы по ряду причин серийное производство оказалось невозможным, от проекта отказались.

Следующими автоматическую коробку начали ставить в компании Ford. Легендарная модель Model-T была оснащена планетарной коробкой передач, которая получила две скорости для движения вперед, а также заднюю передачу. Управление КПП было реализовано при помощи педалей.

Далее появилась коробка от компании Reo на моделях General Motors. Такая трансмиссия вполне может считаться первой РКПП, так как это была механическая коробка с автоматизированным сцеплением. Немного позже стала использоваться и планетарная система передач, еще больше приблизив момент появления полноценных гидромеханических автоматов.

Планетарный механизм (планетарная передача) наилучшим образом подходит для АКПП. Чтобы управлять передаточным числом, а также направлением вращения выходного вала, выполняется торможение отдельных частей планетарной передачи. При этом для решения задачи можно использовать относительно небольшие и постоянные усилия.

Другими словами, речь идет об исполнительных механизмах АКПП (фрикционы, ленточный тормоз). Также в те годы реализовать эффективное управление данными механизмами не составляло труда. Еще необходимость выровнять скорости отдельных элементов АКПП отсутствовала, так как все шестерни планетарной передачи находятся в постоянном зацеплении.

Если сравнить такую схему с попытками автоматизировать работу механической коробки, в то время это было крайне сложной задачей. Основной проблемой являлось то, что в те годы не было эффективных, быстрых и надежных сервомеханизмов (сервоприводов).

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое гидротрансформатор АКПП. Из этой статьи вы узнаете об устройстве, принципах работы и особенностях гидротрансформатора автоматических коробок передач.

Указанные механизмы необходимы для того, чтобы перемещать шестерни или муфты включения для введения в зацепление. Сервомеханизмы также должны обеспечить большое усилие и рабочий ход, особенно если сравнивать усилие для сжатия пакета фрикционов или затяжки ленточного тормоза АКПП.

Качественное решение было найдено только ближе к середине XX века, а массовой роботизированная механика стала только за последние 10-15 лет (например, АМТ или преселективная коробка DSG).

Дальнейшее развитие коробки автомат: эволюция гидромеханической АКПП

Перед тем, как переходить к АКПП, нужно упомянуть коробку передач Уильсона. Водитель выбирал передачу при помощи подрулевого переключателя, а включение производилось посредством нажатия на отдельную педаль.

Такая трансмиссия была прообразом преселективной коробки передач, так как водитель заранее выбирал передачу, при этом ее включение осуществлялось только после нажатия на педаль, которая стояла на месте педали сцепления МКПП.

Данное решение облегчало процесс управления ТС, переключения передач требовали минимум времени по сравнению с МКПП, которые в те годы не имели синхронизаторов. При этом значимая роль коробки Уильсона заключается в том, что это первая КПП с переключателем режимов, которая напоминает современные аналоги (режимы P-R-N-D).

Вернемся к АКПП. Итак, полностью автоматическую гидромеханическую коробку передач Hydra-Matic представила General Motors в 1940 году. Данную КПП ставили на модели Cadillac, Pontiac и т.д.

Такая трансмиссия представляла собой гидротрансформатор (гидромуфту) и планетарную коробку передач с автоматическим гидравлическим управлением. Управление было реализовано с учетом скорости движения автомобиля, а также положения дроссельной заслонки.

Коробка Hydra-Matic ставилась как на модели GM, так и на Bentley, Rolls-Royce, Lincoln и т.д. В начале 50-х специалисты Mercedes-Benz взяли данную коробку за основу и разработали собственный аналог, который работал по схожему принципу, однако имел целый ряд отличий в плане конструкции.

Ближе к середине 60-х автоматические гидромеханические коробки передач достигли пика своей популярности. Также появление синтетических смазок на рынке ГСМ позволило удешевить их производство и обслуживание, повысить надежность агрегата. Уже в те годы АКПП не сильно отличались от современных версий.

В 80-х стала прослеживаться тенденция к постоянному увеличению числа передач. В автоматических коробках сначала появилась четвертая передача, то есть повышенная. Одновременно стала использоваться и функция блокировки гидротрансформатора.

Также четырехступенчатые автоматы стали управляться при помощи ЭБУ, что дало возможность избавиться от многих механических элементов управления, заменив их соленоидами.

Например, первыми внедрение электронной системы управления автоматической коробкой передач реализовали специалисты Toyota в 1983 г. Далее Ford в 1987 году также перешел на использование электроники для управления повышающей передачей и блокировочной муфтой ГДТ.

Кстати, сегодня АКПП продолжает эволюционировать. С учетом жестких экологических стандартов и роста цен на топливо производители стремятся повысить КПД трансмиссии, добиться топливной экономичности.

Для этого увеличивается общее количество передач, скорость переключений стала очень высокой. Сегодня можно встретить АКПП, которые имеют 5, 6 и более «скоростей». Основная задача – успешно конкурировать с преселективными роботизированными коробками типа DSG.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроена и работает гидромеханическая АКПП. Из этой статьи вы узнаете о конструкции и устройстве АКПП, а также по какому принципу работает данный агрегат.

Параллельно происходит и постоянное усовершенствование блоков управления АКПП, а также программного обеспечения. Изначально это были системы, которые только определяли момент переключения передачи и отвечали за качество включений.

В дальнейшем в блоки стали «зашивать» программы, которые способны подстраиваться под манеру езды, динамично меняя алгоритмы переключения передач (например, адаптивные АКПП с режимами эконом, спорт).

Позже появилась и возможность ручного управления АКПП (например, Tiptronic), когда водитель может самостоятельно определять моменты переключения передач подобно механической коробке. Дополнительно коробка автомат получила расширенные возможности в плане самодиагностики, контроля температуры трансмиссионной жидкости и т.д.

Machine — New World Encyclopedia

Эта статья посвящена устройствам, выполняющим задачи.

Ветряные турбины

Научное определение машины — это любое устройство, которое передает или изменяет энергию. В обычном использовании это значение ограничивается устройствами, имеющими жесткие движущиеся части, которые выполняют или помогают выполнять некоторую работу. Машины обычно требуют некоторого источника энергии («вход») и всегда выполняют какую-то работу («выход»). Устройства без жестких движущихся частей обычно считаются инструментами или просто устройствами, а не машинами.

Люди использовали механизмы для усиления своих способностей еще до того, как стали доступны письменные записи. Как правило, эти устройства уменьшают количество силы, необходимой для выполнения определенного количества работы, изменяют направление силы или преобразуют одну форму движения или энергии в другую.

Современные электроинструменты, автоматизированные станки и силовые машины, управляемые человеком, — это инструменты, которые также являются машинами. Машины, используемые для преобразования тепла или другой энергии в механическую энергию, известны как двигатели.

Содержание

1 История
2 Воздействие
- 2.1 Промышленная революция
- 2.2 Механизация и автоматизация
- 2.3 Автоматы
3 типа
- 3.1 Механический
  - 3.1.1 Простые машины
  - 3.1.2 Двигатели
- 3.2 Электрика
  - 3.2.1 Электрическая машина
  - 3.2.2 Электронная машина
  - 3. 2.3 Вычислительные машины
- 3.3 Молекулярные машины
4 Элементы машин
- 4.1 Механизмы
- 4.2 Контроллеры
5 Каталожные номера
6 Внешние ссылки
7 кредитов

Гидравлические устройства также могут использоваться для поддержки промышленных применений, хотя устройства, полностью лишенные жестких движущихся частей, обычно не считаются машинами. Гидравлика широко используется в тяжелой промышленности, автомобильной, морской, авиационной, строительной и землеройной промышленности.

История

Кремневый ручной топор, найденный в Винчестере

Возможно, первым примером созданного человеком устройства, предназначенного для управления силой, является ручной топор, сделанный путем измельчения кремня в форме клина. Клин представляет собой простой механизм, который преобразует боковую силу и движение инструмента в поперечную раскалывающую силу и движение заготовки.

Идея простой машины возникла у греческого философа Архимеда примерно в третьем веке г. до н.э. , который изучал простые архимедовы механизмы: рычаг, шкив и винт. Однако понимание греков ограничивалось статикой (балансом сил) и не включало динамику (компромисс между силой и расстоянием) или концепцию работы.

В эпоху Возрождения динамика Механических Сил , как назывались простые машины, начала изучаться с точки зрения того, сколько полезной работы они могут выполнять, что в конечном итоге привело к новой концепции механической работы. В 1586 году фламандский инженер Саймон Стевин извлек механическое преимущество наклонной плоскости, и она была включена в другие простые машины. Полная динамическая теория простых машин была разработана итальянским ученым Галилео Галилеем в 1600 г.0004 Le Meccaniche

(«О механике»). Он первым понял, что простые машины не создают энергию, а лишь преобразуют ее.

Классические правила трения скольжения в машинах были открыты Леонардо да Винчи (1452–1519), но остались неопубликованными в его записных книжках. Они были заново открыты Гийомом Амонтоном (1699 г.) и получили дальнейшее развитие Шарля-Огюстена де Кулона (1785 г.).

Воздействие

Промышленная революция

Основная статья: Промышленная революция

Промышленная революция — это период с 1750 по 1850 год, когда изменения в сельском хозяйстве, производстве, добыче полезных ископаемых, транспорте и технологиях оказали глубокое влияние на социальные, экономические и культурные условия того времени. . Он начался в Соединенном Королевстве, а затем распространился по Западной Европе, Северной Америке, Японии и, в конечном итоге, по всему миру.

Начиная с конца восемнадцатого века, в некоторых частях Великобритании начался переход от ручного труда и экономики, основанной на тягловых животных, к машинному производству. Это началось с механизации текстильной промышленности, развития технологий производства железа и более широкого использования очищенного угля.

Механизация и автоматизация

Шахтный подъемник с гидроприводом, используемый для подъема руды. Эта гравюра взята из книги De re metallica Георга Бауэра (латинизированное имя Георгиус Агрикола, ок. 1555 г.), раннего учебника по горному делу, который содержит многочисленные рисунки и описания горнодобывающего оборудования.

Механизация – это предоставление людям-операторам механизмов, которые помогают им выполнять мышечные потребности в работе или замещают мышечную работу. В некоторых областях механизация включает использование ручных инструментов. В современном использовании, например, в машиностроении или экономике, механизация подразумевает более сложное оборудование, чем ручные инструменты, и не включает простые устройства, такие как конная или ослиная мельница. Устройства, которые вызывают изменение скорости или переход от возвратно-поступательного к вращательному движению с использованием таких средств, как шестерни, шкивы или шкивы и ремни, валы, кулачки и кривошипы, обычно считаются машинами. После электрификации, когда большая часть мелкого оборудования больше не приводилась в движение вручную, механизация стала синонимом моторизованных машин.

Автоматизация – это использование систем управления и информационных технологий для снижения потребности в человеческом труде при производстве товаров и услуг. В рамках индустриализации автоматизация является шагом вперед по сравнению с механизацией. В то время как механизация предоставляет людям-операторам оборудование, помогающее им выполнять мышечные потребности в работе, автоматизация также значительно снижает потребность в сенсорных и умственных потребностях человека. Автоматизация играет все более важную роль в мировой экономике и повседневной жизни.

Автоматы

Автомат (множественное число: автоматы или автоматы ) является самодействующей машиной. Это слово иногда используется для описания робота, точнее автономного робота.

Типы

Механическое преимущество простой машины заключается в соотношении между силой, действующей на груз, и приложенной входной силой. Это не полностью описывает производительность машины, поскольку для преодоления трения также требуется сила. Механический КПД машины представляет собой отношение фактического механического преимущества (ААД) к идеальному механическому преимуществу (ИМП). Функционирующие физические машины всегда менее чем на 100 процентов эффективны.

Механический

Слово механический относится к работе, которая была произведена машинами или оборудованием. В основном это относится к станкам и механическим применениям науки. Некоторые из его синонимов — автоматический и механический.

Простые машины

Идея о том, что машину можно разбить на простые подвижные элементы, привела Архимеда к определению рычага, шкива и винта как простых машин. Ко времени Ренессанса этот список расширился за счет включения колеса и оси, клина и наклонной плоскости.

Двигатели

Основная статья: двигатель

Двигатель — это машина, предназначенная для преобразования энергии в полезное механическое движение. Тепловые двигатели, в том числе двигатели внутреннего сгорания и двигатели внешнего сгорания (например, паровые двигатели), сжигают топливо для создания тепла, которое затем используется для создания движения. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическое движение, пневматические двигатели используют сжатый воздух, а другие, такие как заводные игрушки, используют энергию упругости. В биологических системах молекулярные моторы, такие как миозины в мышцах, используют химическую энергию для создания движения.

Электротехника

Электротехника означает работу с использованием или производство электроэнергии, связанную с электричеством. Другими словами, это означает использование, обеспечение, производство, передачу или управление электричеством.

Электрическая машина

Электрическая машина — это общее название устройства, которое преобразует механическую энергию в электрическую, преобразует электрическую энергию в механическую или изменяет переменный ток с одного уровня напряжения на другой уровень напряжения.

Электронная машина

Основная статья: Электроника

Электроника — это раздел физики, техники и технологии, связанный с электрическими цепями, которые включают активные электрические компоненты, такие как электронные лампы, транзисторы, диоды и интегральные схемы, и сопутствующие пассивные технологии присоединения. Нелинейное поведение активных компонентов и их способность управлять потоками электронов делает возможным усиление слабых сигналов и обычно применяется для обработки информации и сигналов. Точно так же способность электронных устройств действовать как переключатели делает возможной цифровую обработку информации. Технологии межсоединений, такие как печатные платы, технологии электронных корпусов и другие разнообразные формы коммуникационной инфраструктуры, дополняют функциональность схемы и превращают смешанные компоненты в работающую систему.

Вычислительные машины

Основная статья: Компьютер

Компьютеры — это машины для обработки информации, часто в виде чисел. Чарльз Бэббидж разработал различные машины для табулирования логарифмов и других функций в 1837 году. Его разностную машину можно считать усовершенствованным механическим калькулятором, а его аналитическую машину — предшественником современного компьютера, хотя ни одна из них не была построена при жизни Бэббиджа.

Современные компьютеры электронные. Они используют электрический заряд, ток или намагниченность для хранения информации и управления ею. Компьютерная архитектура занимается детальным проектированием компьютеров. Существуют также упрощенные модели компьютеров, такие как конечный автомат и машина Тьюринга.

Молекулярные машины

Изучение молекул и белков, лежащих в основе биологических функций, привело к концепции молекулярной машины. Например, современные модели работы молекулы кинезина, которая транспортирует везикулы внутрь клетки, а также молекулы миозина, которая действует против актина, вызывая мышечное сокращение; эти молекулы контролируют движение в ответ на химические раздражители.

Исследователи в области нанотехнологий работают над созданием молекул, которые совершают движение в ответ на определенный раздражитель. В отличие от молекул, таких как кинезин и миозин, эти наномашины или молекулярные машины представляют собой конструкции, подобные традиционным машинам, которые предназначены для выполнения определенной задачи.

Типы машин и связанных с ними компонентов
Классификация		Машины(ы)
Простые машины		Наклонная плоскость, Колесо и ось, Рычаг, Шкив, Клин, Винт
Механические компоненты		Ось, подшипники, ремни, ковш, крепеж, шестерня, шпонка, звенья цепи, зубчатая рейка, роликовые цепи, канат, уплотнения, пружина, колесо
Часы		Атомные часы, Часы, Маятниковые часы, Кварцевые часы
Компрессоры и насосы		Винт Архимеда, Эжекторно-струйный насос, Гидроцилиндр, Насос, Тромпа, Вакуумный насос
Тепловые двигатели	Двигатели внешнего сгорания	Паровой двигатель, двигатель Стирлинга
Тепловые двигатели	Двигатели внутреннего сгорания	Поршневой двигатель, Газовая турбина
Тепловые насосы		Абсорбционный холодильник, Термоэлектрический холодильник, Регенеративное охлаждение
Связи		Пантограф, кулачковый, Поселье-Липкин
Турбина		Газовая турбина, Реактивный двигатель, Паровая турбина, Водяная турбина, Ветрогенератор, Ветряная мельница
Аэродинамический профиль		Парус, крыло, руль направления, закрылок, гребной винт
Информационные технологии		Компьютер, Калькулятор, Телекоммуникационные сети
Электричество		Вакуумная лампа, транзистор, диод, резистор, конденсатор, индуктор, мемристор, полупроводник
Роботы		Привод, сервопривод, сервомеханизм, шаговый двигатель
Разное		Торговый автомат, Аэродинамическая труба, Контрольные весы, Клепальные машины

Элементы машин

Машины собираются из стандартных типов компонентов. Эти элементы состоят из механизмов, управляющих движением различными способами, таких как зубчатые передачи, транзисторные переключатели, ременные или цепные приводы, рычажные механизмы, кулачковые и следящие системы, тормоза и сцепления, а также конструктивные элементы , такие как элементы рамы и крепежные детали.

Современные машины включают датчики, приводы и компьютерные контроллеры. Форма, текстура и цвет крышек обеспечивают стильный и рабочий интерфейс между механическими компонентами машины и ее пользователями.

Механизмы

Узлы внутри машины, управляющие движением, часто называют «механизмами». Механизмы обычно классифицируются как шестерни и зубчатые передачи, кулачковые и следящие механизмы, а также рычажные механизмы, хотя существуют и другие специальные механизмы, такие как зажимные рычаги, индексирующие механизмы и фрикционные устройства, такие как тормоза и муфты.

Контроллеры

Контроллеры сочетают в себе датчики, логику и приводы для поддержания производительности компонентов машины. Возможно, самым известным из них является регулятор флайбола для парового двигателя. Примеры этих устройств варьируются от термостата, который при повышении температуры открывает клапан для охлаждающей воды, до регуляторов скорости, таких как система круиз-контроля в автомобиле. Программируемый логический контроллер заменил реле и специализированные механизмы управления программируемым компьютером. Серводвигатели, которые точно позиционируют вал в ответ на электрическую команду, являются приводами, которые делают роботизированные системы возможными.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

Бутройд, Джеффри и Уинстон А. Найт. 2005. Основы обработки и станков, третье издание (Машиностроение (Марсель Деккер)) . Бока-Ратон, Флорида: CRC. ISBN 1574446592
Мышка, Дэвид Х. 1998. Машины и механизмы: прикладной кинематический анализ . Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Прентис-холл. ISBN 0135979153
Оберг, Эрик, Франклин Д. Джонс, Холбрук Л. Хортон и Генри Х. Риффель. 2000. Справочник по машинам . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ISBN Industrial Press Inc. 0831126353
Уикер, Джон, Гордон Пеннок и Джозеф Шигли. Теория машин и механизмов . Издательство Оксфордского университета, 2010. ISBN 978-0195371239
Ашер, Эббот Пейсон. История механических изобретений . Dover Publications, 2011. ISBN 978-0486255934

Внешние ссылки

Все ссылки получены 5 ноября 2022 г.

21 Работа, потерянная из-за автоматизации Статистика за 2020 год

Кредиты

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статьи Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

Машина ^{история}

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

История «Машины»

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Машина — Энциклопедия Нового Света

Эта статья об устройствах, выполняющих задачи.

Ветряные турбины

Научное определение машина — это любое устройство, передающее или изменяющее энергию. В обычном использовании это значение ограничивается устройствами, имеющими жесткие движущиеся части, которые выполняют или помогают выполнять некоторую работу. Машины обычно требуют некоторого источника энергии («вход») и всегда выполняют какую-то работу («выход»). Устройства без жестких движущихся частей обычно считаются инструментами или просто устройствами, а не машинами.