Микроскоп, изобретённый в 1673 г. голландским натуралистом Антони ван Левенгуком,
совершил настоящую революцию в науке. Благодаря этому прибору стало возможным
изучение структур столь малых, что невооружённым глазом разглядеть их нельзя. Первые
микроскопы давали увеличение в сотни раз, позволяя увидеть «конструкцию» древесины,
металлов, строение живой клетки. Позже появились более сложные и совершенные приборы,
но принцип работы со времён Левенгука практически не изменился.
Любой оптический микроскоп использует световые волны и состоит из трёх основных
элементов: объектива, окуляра и конденсора.
Конденсор (от лат. condenso — «сгущаю», «уплотняю») концентрирует световой поток, и тот
ярко освещает объект исследования. Первое увеличенное изображение создаётся объективом, а
второе — окуляром (от лат. ocularis — «глазной»). Полное увеличение оптического
микроскопа равно произведению увеличений объектива и окуляра и достигает 3 тыс. раз.
Увидеть в такой прибор можно частицу размером около 0,4 микрометра (0,0004 мм). Этот
предел называется разрешающей способностью; объекты меньшего размера световые волны
«не замечают».
Световой микроскоп позволяет изучать только поверхность непрозрачных веществ, а их
внутреннее строение остаётся скрытым от глаз. В XX столетии были созданы приборы,
которые сумели «заглянуть» внутрь вещества. Рентгеновские лучи принесли сведения о том,
как расположены в кристаллах атомы. Исследование спектров излучения (набор
электромагнитных волн, испускаемых нагретым веществом) дало возможность не только
узнать состав давно известных соединений, но и открыть новые элементы. Когда выяснилось,
что атом не есть «неделимая» (так переводится с греческого языка это слово) частица материи,
начали строить новые физические приборы для изучения структуры атома — ускорители
заряженных частиц.
Сегодня научно-исследовательские лаборатории располагают разнообразной техникой для
исследования свойств материи. Это осциллографы, которые служат для записи сложных электрических сигналов; генераторы, вырабатывающие импульсы или непрерывные колебания разных частот, установки для химического анализа и многие другие сложные приборы. Написать здесь обо всей подобной технике невозможно: одно только её перечисление займёт несколько страниц, а подробный рассказ о работе — вообще целый том. Мы остановимся на научных приборах только двух типов: во-первых, на электронных микроскопах, которые обладают рекордной разрешающей способностью, и, во-вторых, на ускорителях, позволивших насколько возможно «забраться» вглубь материи.

Во второй половине XX в. жизнь человека трудно представить без машин. А с появлением компьютеров они стали отвоёвывать позиции в областях, ранее полностью принадлежавших человеку: в управлении отдельными технологическими процессами и всем производством, в инженерных расчётах, медицинской и технической диагностике, в дизайне и научных исследованиях. Легче назвать те области человеческой деятельности, где машины ещё «не нашли себя», чем перечислять их разнообразные «профессии». Неудивительно, что сначала писатели-фантасты, а потом и специалисты стали поговаривать об эре автоматов и роботов, где места человеку практически не будет. Если словосочетания «умная машина», «ЭВМ-архитектор», «завод-автомат» воспринимать буквально, можно предположить, что вскоре на заводских воротах появятся объявления: «Людям вход воспрещён!». ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР
Человека часто сравнивают с машинами. И порой не в его пользу. Передвигается он и работает медленно, считает плохо, с памятью у него неважно. То ему жарко, то холодно; под водой и в космосе пребывать в своём натуральном виде не может. А вот машины — совсем другое дело! Мощные, быстрые, точные. Фантастически быстро считают, всё помнят, одинаково хорошо работают и в пустыне и в космосе, и днём и ночью... Автоматические станции летают на Венеру; автоматы-водолазы обнаруживают и поднимают затонувшие корабли... Так что же, действительно этот замечательный машинный мир вскоре сможет обходиться без людей? Как раз наоборот. Роль человека в современном автоматизированном мире только возрастает. От решений и действий одного или немногих людей всё в большей мере зависит благополучие да и просто нормальное течение жизни миллионов. Вот диспетчер энергосистемы. Без преувеличения можно сказать, что в его руках — жизнь городов и областей. Ошибись диспетчер — и остановятся поезда, станки на заводах, погаснет свет на улицах и в домах...
Диспетчеру помогают автоматы, которые собирают, обрабатывают, отбирают информацию и сообщают только о событиях, достойных внимания. Кое с чем приборы справляются сами — отключают вышедшие из строя участки и механизмы, предохраняют их от перегрузок, коротких замыканий. Но всё же они лишь помогают. Последнее слово всегда остаётся за человеком. И действовать без заранее подготовленного плана в критических ситуациях может только человек с его поистине уникальной способностью находить, может быть, не оптимальное, но разумное, приемлемое решение.
Люди и машины должны жить в согласии. В это согласие человек вкладывает знания, образованность, рабочие навыки и умения, т. е. профессиональную компетентность. Вклад же машин — сила, точность, быстрота, производительность. Чем совершеннее машины, тем выше требования к человеку. Но проблема сотрудничества людей и машин далеко не проста. Человек обладает уникальными, но ограниченными психическими, физиологическими и другими возможностями. Поэтому «подгонять» людей под машины бессмысленно. Разумнее приспосабливать машины к человеку. Как и поступали с незапамятных времён. Древний мастер делал лук и стрелу такими, чтобы с ними мог справиться стрелок. Соизмерял упругость лука с силой человека, а длину стрелы — с размахом его рук.
Чем сложнее становились машины, тем больше подобных «соизмерений» приходилось делать инженерам. Если с машиной работать неудобно, то это оборачивается неверными и лишними движениями, техническими ошибками, неточными или неправильными решениями. Инженеры-конструкторы ещё на стадии проектирования стараются предусмотреть все возможные неудобства и устранить их. В частности, органов управления не должно быть чрезмерно много, а их расположение, форму и даже окраску нужно сделать удобными — иначе оператор не сможет уследить за ними. Изучением человека и его деятельности в условиях производства с целью совершенствования орудий, условий и процесса труда занимается особая наука — эргономика.
Похожие проблемы решает и инженерная психология. В первую очередь её интересуют случаи, когда человека и рабочую машину связывает система-посредник — контрольно-измерительная или управляющая. Следуя принципу «машина — продолжение человека», эта наука стремится сделать всех посредников как бы незаметными для человека. Они должны в наиболее удобной для работника форме давать сведения о «главной» машине, которой он с их помощью управляет. Чтобы к человеку шла только самая важная в данный момент информация, чтобы основной показатель был всегда перед глазами, а самый необходимый «рычаг» — под рукой. Для эффективной работы людям нужно всё больше знаний, разнообразной и разносторонней информации. Причём не когда-нибудь, а сейчас,
в данную минуту. Поэтому главным посредником между человеком и рабочей машиной становится «усилитель человеческого интеллекта» — компьютер, или управляющая машина.

К середине XX в. мечта Фрэнсиса Бэкона как будто сбылась: промышленная революция и
индустриализация дали вооружённому наукой и техникой человечеству ощущение власти над
миром. Но тут стало очевидным то, чего не понимали мудрецы прошлого. Земля оказалась
слишком мала, чтобы вместить всю созданную человеком продукцию и отходы
промышленности без ущерба для природы.
Что делать: остановиться и затормозить развитие промышленности? Но тогда при росте
населения уровень потребления начнёт резко снижаться. Продолжать наращивать техническое
вооружение и одновременно усилить охрану природы, создать сберегающие её технологии?
Однако до сих пор успехи в этой области более чем скромные: промышленность развивается,
экологический кризис углубляется, а охрана природы пробивает себе дорогу с большим
трудом.
Техническая цивилизация создала общество изобилия. Сегодня оно напоминает пир у
последнего вавилонского царя Валтасара. Пирующие увидели на стене пиршественного зала
огненную надпись: «МЕНЕ, МЕНЕ, ТЕКЕЛ, УПАРСИН». Призванный царём иудейский
мудрец расшифровал таинственные письмена как предсказание скорой гибели Вавилона. Техника играет в жизни людей очень важную роль. Она чудесным образом решает множество проблем. Но не техника определяет смысл и цель существования человека. И не от машин и механизмов зависят его счастье или несчастье. Разве человек в окружении самого современного электронного оборудования обязательно счастлив? Разве техника способна помочь в несчастной любви, найти в жизни верных и близких друзей, освободиться от зависти и ревности? Безусловно, нет. Но может быть, кто-то думает иначе?

Изучение социальной истории техники помогает понять, как тесно связаны человек и техника, развитие техники и развитие общества. В истории цивилизации были эпохи, когда изменения в технике и в жизни общества почти не ощущались. В Древнем Египте, проспав лет этак пятьсот, можно было и не догадаться о пятивековом сне: вокруг стояли бы всё те же жилища, люди пользовались бы теми же предметами быта.
С появлением бронзы и железа преобразования в жизни общества пошли быстрее. Уже в IV— III вв. до н.э. в Древней Греции развивались математика, механика, архитектура, кораблестроение. Увеличивалось производство товаров, расширялась торговля. Возникло сословие мастеров-ремесленников. Совершенствуя технику, двигая вперёд промышленность и торговлю, люди изменяли условия собственной жизни. Теперь они уже не могли жить, как раньше. В результате организация общества тоже становилась другой.
Особенно глубокие и быстрые изменения в технике произошли в конце XVIII — начале XIX в. Ткацкий механический челнок Джона Кея, паровой двигатель Джеймса Уатта и другие великие изобретения положили начало индустриализации. В возникшем промышленном обществе начались глубокие социальные сдвиги, появились иные потребности и запросы. Чтобы удовлетворить их, создают новые технические средства.
Получается так: человек развивает технику, техника, в свою очередь, изменяет мир человека и
самого человека, человек и техника вместе преобразуют природу.

Инженеру и так приходится решать множество задач. Сегодня последствия ошибок и
недобросовестности одного инженера могут оказаться трагическими для всего человечества.
Чувством профессионального долга, ответственности за уровень собственной квалификации и за результаты своей деятельности должен обладать каждый специалист. Как и в любой профессии, в инженерном деле есть свои правила и нормы — гласные (законы, служебные инструкции, приказы руководства) и негласные (морально-этические). Ещё в царские времена в России никакими законами и приказами не предписывалось, чтобы инженер, проектировавший железнодорожный мост, вставал под ним при первом проходе поезда. И всё же русские инженеры поступали именно так. Они показывали, что собственной жизнью готовы ответить за качество проектирования. О том, насколько важно нравственное отношение к своему делу, говорит история инженерных проектов, которые принесли людям больше вреда, чем пользы. Трагичны последствия сооружения каналов и гидроэлектростанций на равнинных реках России. Чтобы обеспечить напор воды, достаточный для работы гидротурбин, пришлось создать гигантские водохранилища, гордо названные рукотворными морями. В результате для хозяйства были потеряны огромные территории плодородных земель, затоплены леса и многие населённые пункты. С карты России исчез древний город Корчев, под воду ушла половина соседнего с ним города Калягина. Десяткам тысяч людей пришлось покинуть родные места. Всё это оправдывали тем, что стране необходима электроэнергия. Нужда действительно была велика, но цена решения проблемы оказалась слишком высокой. Инженеры, проектировавшие равнинные гидроэлектростанции, не подумали о том, какой ущерб будет нанесён природе, да и самим людям.

В XV столетии, в эпоху буржуазных революций и религиозных войн, в Лондоне жил барон Веруламский виконт Сент-Олбанский лорд-канцлер Англии великий философ Фрэнсис Бэкон (1561 — 1626). Он писал: «Я всего лишь трубач и не участвую в битве... И наша труба зовёт людей не к взаимным распрям или сражениям и битвам, а, наоборот, к тому, чтобы они, заключив мир между собой, объединёнными силами встали на борьбу с природой, захватили штурмом её неприступные укрепления и раздвинули границы человеческого могущества». Почти четыре века эти слова вдохновляли учёных и инженеров всего мира на борьбу с природой за власть над миром. У лорда Бэкона была ещё одна мечта. В своей последней, оставшейся недописанной книге «Новая Атлантида» (опубликована после смерти автора, в 1627 г.) он рассказал о фантастическом острове-государстве Бенсалем. Его «мозговым центром» был Дом Соломона — обиталище мудрецов, которые планировали научные исследования и технические изобретения, внедряли их в хозяйство и быт, распоряжались производством и всеми природными ресурсами острова. По мысли философа, именно это стало причиной небывалого процветания и Бенсалема, и всех его граждан.
К идеям Фрэнсиса Бэкона о государственной организации науки и техники, о передаче политической власти учёным и инженерам впоследствии обращались многие мыслители. Дом Соломона стал прообразом организации первых научных обществ и академий наук. Сторонников политической власти инженеров стали называть технократами (от греч. «те'хне» —
«искусство», «ремесло», «мастерство» и «кра'тос» — «власть», «господство», «сила»). Одним
из приверженцев технократических идей был великий русский учёный Владимир Иванович
Вернадский, считавший, что люди науки и инженеры лучше профессиональных политиков
способны разобраться и в нуждах людей, и в том, как сделать их счастливыми. Сегодня
приверженцев технократических убеждений можно встретить во всех странах мира.
Но инженер, сведущий в технических вопросах, вовсе не обязательно так же хорошо
разбирается в социальных проблемах, в сложных и противоречивых процессах, происходящих
в обществе. Далеко не каждый, даже очень хороший инженер-конструктор или технолог может
успешно руководить большим коллективом. Поэтому утверждение технократов, что учёные и
инженеры способны управлять государством лучше профессиональных политиков, вряд ли
справедливо.

Технической катастрофой века называют взрыв на Чернобыльской атомной электростанции
(АЭС) и вызванное им радиоактивное заражение обширных районов Украины, Белоруссии и
России. Произошло же следующее.
25 апреля 1986 г. оператор четвёртого энергоблока Чернобыльской АЭС начал снижать мощность реактора, чтобы поставить его на плановый осмотр и ремонт. Одновременно по указанию главного инженера он должен был провести эксперимент: проверить, сколько времени после прекращения подачи пара из реактора турбина будет вращать электрический генератор и вырабатывать ток. Такие испытания проводились здесь и раньше. Главный инженер был обязан согласовать их программу со специалистами, прежде всего с физиком АЭС. Но он этого не сделал. Так произошло первое, как будто незначительное нарушение правил.
Начав эксперимент, оператор допустил ещё ряд мелких ошибок и, кроме того, отключил систему аварийной защиты и автоматическое управление. С этого момента судьба станции стала полностью зависеть от опыта и быстроты реакции оператора.
26 апреля в 1 час 23 минуты 04 секунды персонал АЭС, выполняя программу эксперимента, прекратил подачу пара на турбину. И в этот момент в результате ранее сделанных ошибок мощность реактора за одну только секунду внезапно увеличилась в 13 раз. Последовавшая в 1 час 23 минуты 40 секунд команда начальника смены ввести стержни аварийной защиты опоздала: пар разорвал трубопроводы, прогремели два взрыва. Верхняя часть реактора оказалась разрушенной, и часть ядерного горючего была выброшена наружу. Загорелась крыша реакторного зала.
Причин аварии несколько, но главная всё же заключается в том, что руководители АЭС плохо
контролировали работу персонала станции, а он оказался недостаточно подготовленным и
проявил недопустимую беспечность, грубо нарушив служебные инструкции.
Ещё одна техническая катастрофа произошла 28 января 1986 г. на космодроме имени Джона
Кеннеди в США при запуске космического челнока «Челленджер». Операторы телевизионных
компаний разных стран вели передачу прямо с места события. Наблюдательную площадку
космодрома заполнили родственники астронавтов, представители правительства, журналисты.
При всеобщем ликовании ракета устремилась вверх, стала набирать высоту и... на глазах у
потрясённых людей внезапно превратилась в огромный огненный шар. Невольными
свидетелями гибели астронавтов стали миллионы телезрителей во всём мире. Причины столь разных технических катастроф, по сути, одинаковы: они заключаются не столько в несовершенных механизмах и приборах (которые никогда не бывают абсолютно надёжными), сколько в плохой организации их использования. Именно поэтому вписать такие катастрофы в историю техники без рассказа о действиях людей просто невозможно. СОЦИАЛЬНАЯ ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ
Лучше всего с историей техники знакомиться в музее — таком, скажем, как Политехнический музей в Москве. Он располагает старейшим не только в России, но и в Европе собранием технических приспособлений, инструментов и устройств прошлого. Здесь представлены различные виды механизмов. Например, модели пишущих машинок располагаются строго в исторической последовательности — от самых первых до современных.
Но есть, оказывается, и другая история техники, для которой главное не материальные памятники ушедших эпох, а сведения о том, кто и зачем придумывал разнообразные механизмы и инструменты, как воплощал свои замыслы, как это повлияло на жизнь людей. Что изменилось после появления, например, электрического двигателя, автомобиля, самолёта? Почему крупная машинная промышленность стала быстро развиваться сначала в Европе и США и только затем — в странах Востока? Влияет ли политический строй на работу инженеров? Таким образом, наряду с историей развития технических устройств существует история идей и деятельности людей, создающих и использующих технику, и поэтому её именуют социальной историей техники.

Великий греческий учёный Аристотель ещё в IV в. до н.э. описал любопытное явление. Свет, проходящий сквозь маленькое отверстие в оконной ставне, рисует на стене тот пейзаж, который виден за окном. Изображение получается перевёрнутым и очень тусклым, но воспроизводит натуру без искажений. Прошли века, и появилась камера-обскура (от лат. camera — «комната» и obscurus — «тёмный») — приспособление для точного срисовывания пейзажей и натюрмортов. Конструкция её менялась и совершенствовалась, но основой оставался ящик с маленькой дырочкой в передней стенке. Впоследствии камеру снабдили собирающей линзой, а ящик делали из двух половинок, которые можно было двигать, чтобы сфокусировать картинку. Изображение стало гораздо ярче, а потому устройство иногда называли камерой-люциной (от лат. camera и lucinus — «светлый»). Именно благодаря этому нехитрому устройству мы сегодня знаем, например, как выглядел Архангельск в середине XVII в.: точную его «першпективу» сняли в те времена с помощью камеры-обскуры. Техника позволяла получать изображение. Оставалось только зафиксировать его без участия рисовальщика. Первое сообщение о химическом действии света — почернении поверхности пластинки из
слоновой кости, обработанной азотнокислым серебром, — относится к концу XVII в. Но ещё
200 с лишним лет зафиксировать изображение не удавалось. Впервые это смог сделать француз
Жозеф Нисефор Ньепс (1765—1833). Он покрывал металлические пластинки (или
литографский камень) битумным (от лат. bitumen — «горная смола») лаком.
Под действием света лак становился нерастворимым, но на различных участках в разной
степени — в зависимости от яркости освещения. После обработки пластинки (или камня)
растворителем и травления кислотой на ней возникал рельеф, подобный гравированному. Свой
способ Ньепс назвал гелиогравюрой (от греч. «ге'лиос» — «Солнце» и фр. gravure). Съёмка по
методу Ньепса длилась б— 8 ч на ярком солнце.
Целой эпохой в истории фотографии явилось изобретение Луи Жака Манде Дагера (1787—
1851). Изображение (дагеротип) получали на серебряной пластинке, обработанной парами
йода. После экспонирования в течение 3—4 ч пластинку проявляли в парах ртути и
фиксировали горячим раствором поваренной соли или гипосульфита.
Дагеротипы отличались очень высоким качеством изображения, но можно было получить лишь
один снимок.
Третьим человеком, стоявшим у истоков фотографии, был англичанин Уильям Генри Талбот
(1800— 1877). Он делал снимки на бумаге, пропитанной солями серебра; полученное
негативное изображение изобретатель печатал контактным способом и с увеличением. Свой
способ Талбот назвал калотипией (от греч. «кало'с» — «прекрасный» и «ти'пос» — «отпечаток»). В середине XIX в. был создан фотографический материал, доживший до наших дней, — фотопластинки. Небольшие листы стекла поливали смесью солей серебра с коллодием — раствором нитроцеллюлозы в спирте, а затем экспонировали и проявляли не высушивая. Отправляясь на съёмку, фотограф нёс на себе не только громоздкую камеру с запасом пластинок, но и целую фотолабораторию с химикалиями, посудой и палаткой для работы в темноте. И, тем не менее «мокрый» коллодионный процесс положил начало бурному развитию фотографии. Спустя несколько лет пользовались уже сухими пластинками с желатиновой эмульсией, а производство фотоматериалов превратилось в отрасль промышленности. В 1889 г. появилась фотоплёнка на бумажной подложке (после проявки желатиновый слой с неё снимали), а через год — на целлулоидной ленте. Фотографическая эмульсия становилась всё чувствительнее, а камеры — совершеннее. Были сконструированы объективы, позволяющие делать снимок за доли секунды вместо нескольких часов. Камеры начали снабжать затворами, точно отмеряющими время экспозиции (от лат. expositio — «выставление напоказ»). Фотоаппарат постепенно приобретал знакомый нам вид. В 1889 г. американец Джордж Истмен, основатель фирмы «Истмен-Кодак», создал плёночный фотоаппарат «Кодак» № 1. Портативная камера, лёгкая, простая и удобная, сразу же приобрела невероятную популярность. Фотография из профессии немногих превратилась в повальное увлечение. Девизом фирмы стало изречение Истмена: «Вы только нажимайте на кнопку, мы сделаем всё остальное». Этот принцип в полной мере выполняется и сегодня.

Полёт аэростатических аппаратов основан на законе Архимеда: если тело легче окружающей
среды, оно движется вверх, а если тяжелее — вниз.
Началом эры воздухоплавания считается день 5 июня 1783 г. Тогда в небо поднялся воздушный
шар, или аэростат (от греч. «аэ'р» — «воздух» и «ста'тос» — «неподвижный»), братьев
Монгольфье.
Простой воздушный шар (так называемый свободный аэростат) летит туда, куда его гонит
ветер. Поэтому усилия изобретателей были сразу же направлены на поиск средств управления
аэростатами. Сначала, по аналогии с плаванием по воде, хотели использовать паруса, рули и
вёсла. Так, в 1784 г. француз Жан Пьер Бланшар поставил на аэростат парус и два весла, а
члены Дижонской академии наук (Франция) изготовили воздушный шар с крыльчатыми
вёслами. Были даже курьёзные решения: австриец Кайзерер в 1801 г. предложил запрягать в
воздушные шары... дрессированных орлов. Немецкий механик Ф. Леппих в 1812 г. пытался
построить «летучий корабль», чтобы бомбить с него войска Наполеона.
Первый научный проект управляемого аэростата создал в 1783 г. французский военный инженер Мёнье. Именно он разработал принципы, по которым в дальнейшем стали строиться управляемые аэростаты: тип движителя — воздушный винт, форма оболочки — удлинённая и неизменяемая. Изобретатель предложил использовать три воздушных винта и расположить их между гондолой и оболочкой (в то время винты не применялись даже на судах). Управлять аэростатом предполагалось с помощью руля. Весь механизм должны были приводить в движение 80 человек. Форма оболочки способствовала уменьшению сопротивления воздуха в полёте. Внутри оболочки, наполненной водородом, предполагалось поместить мягкие ёмкости с воздухом — баллонеты. Когда дирижабль поднимается, атмосферное давление падает, а водород расширяется. Тогда воздух из баллонета нужно было выпустить и таким образом уравнять давление. При спуске воздух надлежало накачать снова. Тем самым обеспечивалась неизменяемая форма оболочки и постоянство давления в ней.
Объём аэростата Мёнье должен был составить 79 000 м , длина — 84,5 м, диаметр — 42 м. В сущности, это был первый проект дирижабля (от фр. dirigeable — «управляемый») — управляемого аэростата с двигателем. Однако свои идеи Мёнье так и не сумел реализовать, и лишь много лет спустя большинство его технических предложений использовали другие изобретатели.
На первых порах серьёзным препятствием для создания управляемого аэростата было отсутствие лёгкого и мощного мотора, позволяющего лететь против ветра. В то время двигатель внутреннего сгорания ещё не изобрели, паровой же двигатель мощностью 50 л. с. имел массу около 5 т. Для подъёма его самого потребовался бы аэростат огромного объёма. Только в 1851 г. талантливому механику Анри Жиффару удалось создать паровой двигатель мощностью 3 л. с. и массой всего 45 кг специально для аэростата. Через год изобретатель построил и сам аэростат. Его оболочка (объём 2500 м , длина 44 м, диаметр 12 м) наполнялась светильным газом. 23 сентября 1852 г. Жиффар поднялся на своём аппарате на высоту 1800 м, пролетел со скоростью 10,8 км/ч небольшое расстояние по прямой и затем совершил посадку. Так началась эпоха управляемого воздухоплавания, а первым дирижаблем стал аэростат Жиффара.
В России над созданием летательного аппарата с электрическими двигателями работал А.Н. Лодыгин.
Не найдя признания на родине, изобретатель в 1870 г. запатентовал свой «электролёт» во Франции. Однако из-за отсутствия средств аэростат не был построен. Занимался вопросами воздухоплавания и Д. И. Менделеев. Он спроектировал два дирижабля, а в 1880 г. по его инициативе был создан VII Воздухоплавательный отдел Русского технического общества. В 1883 г. во Франции конструкторы братья Г. и А. Тиссандье впервые построили дирижабль с электродвигателем. Энергию для него вырабатывали четыре батареи общей массой 200 кг. Максимальная скорость аппарата — 14,4 км/ч. Год спустя появился дирижабль с электрическим двигателем французских офицеров Шарля Ренара и Артура Кребса. Мощность мотора составляла около 8 л. с. при массе 96 кг; аппарат развивал скорость до 21,6 км/ч. Дирижабль Ренара и Кребса пролетел 8 км и приземлился в месте старта. Газеты всего мира писали о триумфальной «победе над воздухом». Этот первый по-настоящему управляемый аэростат назвали «Франция».
Новые возможности для создания управляемых аппаратов открылись после того, как в 1886 г. во Франции и США наладили производство алюминия в промышленных масштабах. В 1897 г. австрийский инженер Д. Шварц построил первый в мире жёсткий цельнометаллический дирижабль из алюминия, ставший прообразом будущих дирижаблей жёсткой системы с бензиновым двигателем. Ещё раньше работу над цельнометаллическим дирижаблем начал К.Э. Циолковский.

Годы Первой мировой войны отмечены значительным прогрессом в самолётостроении, а её завершение создало благоприятные условия для развития гражданской авиации. Пилоты, штурманы и механики, уволенные с военной службы, искали применения своим силам на мирной поприще. Авиационные фирмы, лишившиеся военных заказов, были готовы на любую работу. Наконец, высвободилось различное авиационное имущество — вплоть до новых бомбардировщиков. Превратить их в пассажирские самолёты не составляло особого труда. Расцвет гражданской авиации был предрешён.
Уже через считанные недели после окончания войны открылось регулярное воздушное сообщение (почтовое и пассажирское) между крупными городами Европы. В феврале 1919 г. на линию Берлин — Веймар вышли немецкие самолёты, а 22 марта французская компания «Авиалинии Фарман» связала Париж и Брюссель. Рейс 22 марта стал дебютом французского самолёта F-60 «Голиаф». Его начали строить как тяжёлый бомбардировщик, но опоздали и переделали в пассажирскую машину. В мае начались рейсы между Лондоном и Манчестером. В качестве лайнера выступал также бывший бомбардировщик «Хэндли Пейдж-0/400». Эти французские и английские «лайнеры» мало отличались друг от друга — двухмоторные бипланы, сделанные из дерева или из дерева и металла. Экипаж из двух человек сидел в открытой кабине за ветровым козырьком, а пассажиры (от 10 до 14 человек) — в закрытом салоне, который не отапливался и не защищал от рёва двигателей. Почти не различались и лётные данные: рейсовая скорость достигала 140 км/ч, потолок не превышал 4000 м. Лишь по дальности полёта «Голиаф» заметно проигрывал: 400 км против 750—800 км у «англичан». Такие машины не могли развить высокую скорость и летали на сравнительно короткие расстояния. Главное их достоинство состояло в другом — в надёжности и основательности, с которой они были сделаны. Именно эти качества помогли в короткие сроки завоевать доверие пассажиров и превратить самолёт из модного увлечения в транспортное средство, правда пока ещё дорогое и не очень комфортное.
В том же, 1919 г. произошло событие, которое открыло новую эру в истории воздушного транспорта. 25 июня в воздух поднялся моноплан F13 немецкого конструктора Гуго Юнкерса (1859—1935). Этот одномоторный самолёт для четырёх пассажиров и двух лётчиков оказался революционным во всех отношениях. Во-первых, до F13 не знали самолёта, который с самого начала создавался бы в качестве пассажирского лайнера. Во-вторых, это был свободнонесущий (т.е. без расчалок и подкосов) моноплан с закрытой кабиной. И, наконец, всю его конструкцию изготовили из металла. Фирменные черты всех самолётов Юнкерса того времени — довольно толстое крыло и гофрированная обшивка. Гофрированный (т. е. прокатанный так, что получалась небольшая «гармошка») лист дюраля позволял получить достаточно жёсткую и прочную конструкцию. Оснащённый 185-сильным мотором, F13 развивал скорость около 170 км/ч и мог покрыть 1200 км. Он стал самым популярным самолётом середины 20-х гг.: до 1929 г. выпустили 322 машины. Следующий шаг в самолётостроении был сделан в Голландии. В 1925 г. в США проходил очередной конкурс «Самый надёжный пассажирский самолёт». Организовал его «автомобильный король» Генри Форд. Наибольший успех здесь достался самолёту голландской фирмы «Фоккер». История его создания такова. За несколько недель до начала конкурса инженеры фирмы превратили одномоторный (400 л. с.) пассажирский «Фоккер» F.VIIa в трёхмоторный (каждый двигатель по 200 л. с.) «Фоккер» F.VII/3m. Новую «семёрку» облетал сам Антони Фоккер. Пассажирские самолёты первых послевоенных лет были не очень надёжны. Форсированные военные двигатели, которые стояли на них, не обладали большим ресурсом, а внезапное изменение погоды, например встреча с грозовым фронтом, могло оказаться для самолёта роковым. Меньшей зависимости от погоды и технических неполадок хотели пассажиры, а значит, и авиакомпании. Полуторакратный прирост мощности позволял «семёрке» при необходимости быстрее взлетать, а в случае неудачного захода на посадку спокойно увести лайнер на второй круг. Отказ одного двигателя не вёл к неминуемой катастрофе: на двух других лётчик мог довести машину до аэродрома или, по крайней мере, выбрать место для вынужденной посадки. Одним словом, понятия «безопасный пассажирский самолёт» и «трёхмоторный лайнер» стали почти синонимами.
Сравнивая F13 и F.VII, можно заметить особенности компоновки и технологии производства самолётов, характерные для фирм «Юнкере» и «Фоккер». Принципиально разными были выбранные материалы — «Юнкере» был верен цельнометаллической конструкции (более надёжной и долговечной, но требующей высокой квалификации рабочих и более дорогой), а «Фоккер» оставался приверженцем смешанной (основа фюзеляжа — ферма из стальных труб, обшивка — фанера и полотно, крыло — с деревянным набором и фанерной обшивкой). Благодаря простоте и дешевизне голландский самолёт стал «хитом» фирмы в конце 20-х гг. (выпущено около 150 машин) и производился во многих странах по лицензии (ещё около 50 аэропланов). По образцу F.VII были созданы новые самолёты, самым знаменитым из которых стал американский «Форд» 4-AT. Конструкторы удачно соединили в нём принцип компоновки «Фоккера» с материалом и технологией «Юнкерса». «Форды» отличались высокой надёжностью и долголетием (один из лайнеров выполнял регулярные рейсы ещё в начале 70-х гг.!). Около 200 машин «Форд» 4-АТ и его увеличенного варианта 5-АТ составляли основу самолётного парка американских авиакомпаний почти 10 лет.
В конце 20-х, а особенно в 30-х гг. были популярны пассажирские гидросамолёты — самолёты на поплавках вместо колёс — и так называемые летающие лодки, в которых основной большой поплавок и фюзеляж представляют единое целое. Главное их достоинство — возможность использовать естественные, идеально гладкие и не требующие ухода взлётно-посадочные «полосы», длина которых практически не ограничена. 12 июля 1929 г. в первый полёт отправилась гигантская 12-моторная летающая лодка немецкой фирмы «Дорнье». Однако машина оказалась слишком тяжёлой, поэтому ей не удалось подняться выше 420 м. Впрочем, со многими остановками она всё же сумела перелететь из Германии в США (Нью-Йорк).
Между тем авиационная наука двигалась вперед, и тот, кто пользовался её достижениями, добивался впечатляющих результатов. Оказалось, что скорость можно существенно увеличить, если уделить больше внимания сопряжению крыла с фюзеляжем, подобрать капоты для моторов, обтекатели для стоек и колёс шасси. «Вылизанный» по этим принципам, небольшой пассажирский высокоплан «Вега» (1927 г.) фирмы «Локхид» легко держал на маршруте 250 км/ч, а максимальная скорость перевалила за 300 км/ч.
7 марта 1932 г. в воздух поднялся новый лайнер «Юнкерса» — Ju 52/3m. Его конструкция принципиально не отличалась от F13, за исключением того, что три двигателя, каждый по 660 л. с, были тщательно закапотированы, колёса «обулись» в большие каплевидные обтекатели и появилась мощная механизация задней кромки крыла. Пассажиры и члены экипажа Ju 52 — всего 20 человек — могли рассчитывать на скорость 250 км/ч. Надёжный и неприхотливый, самолёт стал самым «продаваемым» авиалайнером европейской конструкции за весь предвоенный период. Но во многих отношениях он оказался «последним». Последний для компании «Юнкере» самолёт с гофрированной обшивкой, последний массовый трёхмоторный лайнер с неубирающимся шасси...
К началу 30-х гг. помимо магистральных лайнеров в гражданской авиации сформировалась ещё одна категория машин — самолёты местных линий. Они отличались меньшей дальностью полёта, небольшим числом мест (в то время от 6 до 8), коротким разбегом/посадкой и невысокой (даже для небольших авиакомпаний) ценой. Британская фирма «Дэ Хэвилленд» в 1932 г. выпустила удачный двухмоторный деревянно-полотняный биплан DH 84 «Дрэгон», а позже — его вариант DH 89 «Дрэгон Рапид». Благодаря отличной аэродинамике «Дрэгон Рапид» смог со слабенькими 200-сильными двигателями удерживать на маршруте скорость 225 км/ч. До войны авиакомпании закупили более 300 машин обеих модификаций.
Тем временем авиаконструкторы фирмы «Локхид» создали машину, ставшую сенсацией. «Орион» вышел на линии в 1931 г. Маленький одномоторный (550 л. с.) самолёт на 6 пассажиров выглядел как истребитель, но ни один истребитель не мог тягаться с ним в скорости — 364 км/ч! Причина была опять-таки в
скрупулёзном следовании советам аэродинамиков. Для самолёта выбрали конструкцию
низкоплан (крыло снизу фюзеляжа), и это позволило сделать шасси убирающимся, а его стойки
— короткими, прочными и лёгкими.
С ростом скорости стал необходим новый винт. Пока разбег, взлёт и полёт укладывались в
диапазон скоростей 0—300 км/ч, обычный пропеллер вполне справлялся со своими
обязанностями. Когда скорость выросла, стало очевидно, что лопасти, врезающиеся в воздух
под постоянным углом, теряют эффективность на одном из режимов — либо на высокой
скорости (тогда самолёт недодавал скорость), либо на малой (винт, рассчитанный на
скоростной полёт, имел низкую эффективность на разгоне и взлёте). Решением стало создание
винта изменяемого шага, у которого угол установки лопастей менялся в соответствии с
режимом полёта.
К середине 30-х гг. мощность и надёжность моторов значительно возросли. Теперь отказ
одного двигателя не приводил к аварии не только в полёте, но и на взлёте.
Такими качествами обладал новый лайнер американской фирмы «Дуглас» DC-3,
отправившийся в первый полёт в декабре 1935 г. и воплотивший все черты «идеального»
пассажирского самолёта того времени. Он представлял собой двухмоторный (2x1200 л. с.)
моноплан цельнометаллической конструкции, с гладкой работающей обшивкой и низко
расположенным крылом. Двигатели были тщательно закапотированы и оснащены винтом
изменяемого шага. Механизированное крыло плавно сопрягалось с фюзеляжем. Шасси убиралось в мотогондолы. DC-3 мог перевозить 21 пассажира (позже 28) со скоростью 310 км/ч на расстояние около 2500 км.
Спрос на самолёт оказался огромным: несмотря на высокую цену — 79,5 тыс. долларов, себестоимость перевозки пассажиров была в несколько раз ниже, чем на других машинах. DC-3 стал самым экономичным лайнером в мире; он буквально преобразил мировое воздушное сообщение. До конца 1941 г. «Дуглас» успел продать 430 машин. В Америке через два года после начала серийного выпуска на DC-3 приходилось уже 80 % самолётного парка, они выполняли 95 % всего объёма перевозок. СССР и Япония купили лицензии и производили свои варианты — Ли-2 и L2D соответственно.
Лайнеры нового поколения L-10A «Электра» и L-14 «Супер Электра» (меньше и дешевле DC-3) выпустил и «Локхид». В Европе в то время продолжали строить трёхмоторные лайнеры. Несмотря на недостатки — плохой обзор для пилотов, повышенная вибрация в салоне, по основным характеристикам они почти не уступали «американцам».
Летом 1938 г. регулярное беспосадочное пассажирское сообщение между США и Европой (Нью-Йорк — Лиссабон) открыла громадная летающая лодка «Боинг-314» (74 пассажира). Для морских лайнеров это стало началом конца.
В самом конце 1938 г. впервые отправился в полёт «Боинг-307», отличавшийся большим комфортом, скоростью и экономичностью. Пассажирские самолёты в то время не поднимались выше 4000 м. За этой отметкой из-за разрежённости воздуха мощность двигателей падала, а люди без кислородной маски теряли сознание. Конструкторам «Боинга-307» удалось решить обе проблемы. Благодаря герметичному фюзеляжу, на какую бы высоту ни забирался самолёт, экипаж и пассажиры будто бы и не поднимались выше 2500 метров над уровнем моря. Компрессоры поддерживали давление в салоне и подавали недостающий воздух к двигателям. Теперь лайнер мог лететь на безопасной высоте над горами и подниматься над облаками (если облачность не была сплошной), чтобы исключить возможность обледенения. Кроме того, на большей высоте воздух спокойнее и пассажиры не страдают от «воздушных ям». Наконец, в разрежённом воздухе скорость машины заметно возросла. «Боинг-307» перевозил без посадки 33 пассажира (позже 38) на расстояние 3700 км при рейсовой скорости 354 км/ч.

Newer Posts »