Конспект лекцій для бакалаврів, що навчаються за спеціальністю 208 «Агроінженерія» Луцьк 2016

1875 р. – німець Рело - стройна теорія механізмів – кінематична пара.

1878 р. – росіянин Вишнєградський – задача автоматичного регулювання з точки зору практики.

1899 р. – словак Стодола – теорія регулювання.

З 1903 р. теорією регулювання займається Микола Єгорович Жуковський (1847-1921), в 1904 р. відкрив закон, який визначає підйомну силу, профілі крил і лопатей гвинта, теоретично розрахував “мертву петлю”.

1888 р. – математик Ковалевська – теорія гіроскопа.

1897 р. – росіянин Мещерський – загальне рівняння динаміки точки змінної маси, яке лягло в основу теорії реактивного руху Ціолковського.

1884-1886 рр. – росіянин Петров і незалежно Англієць Рейнольдс – вчення про гідродинамічне тертя і теорію змащування.

Лекція 7. Інженерна діяльність 20 ст. (від 1917 року)

1. 
   Досягнення в енергетиці, нові конструкції двигунів.
   
2. 
   Гірнича справа, металургія, електрозварювання.
   
3. 
   Машинобудування і с/г техніка.
   
4. 
   Літакобудування, авіація.
   
5. 
   Створення ракет, штучних супутників Землі.
   
6. 
   Розвиток ядерної техніки.
   
7. 
   Розвиток радіотехніки і електроніки.
   
8. 
   Обчислювальна техніка.
   
9. 
   Робототехніка, кібернетика, біоніка.
   

1. 1921 р. – за методом німецького інженера Ф. Бергіуса створена технологічна схема гідрування вугілля для отримання рідкого палива.

1921 р. – А.Ф. Йоффе – ідея можливості отримання електроенергії з ККД 2,5-4 % за допомогою термоелектричного генератора з напівпровідників.

1930 р. – В.М. Маковський організував газотурбінну лабораторію де була спроектована стаціонарна газотурбіна потужністю 1 тис. к.с. (в 2 рази і більше за парову турбіну).

1932 р. – А.Ф. Йоффе створив із оксиду міді, а потім із селену фотоелементи, які при освітленні давали струм.

1954 р. – в СРСР запущена перша АЕС потужністю 5 тис. кВт. (1956 р. – Англія, 1957 р. – США).

1957 р.- Шатська станція “Підземгаз” – перша промислова станція підземної газифікації вугілля (біля Тули).

1966 р. – на Камчатці відкрита геотермальна ТЕС потужністю 5 МВт.

Під Києвом перша ГАЕС – гідроакумулююча електростанція (на відміну від ГЕС має два водоймища. В нічний час вода перекачується з нижнього у верхнє - гідравлічні турбіни і генератори на одному валі працюють, як насоси).

1968 р. – на узбережжі Баренцового моря побудована припливна електростанція р=800 кВт (2 рази на добу за рахунок шлюзів коливання води до 13 м).

1929 р. - вчений Б.С. Стєчкін - робота “Теорія повітряного реактивного двигуна”.

1930-33 р. – Фрідріх Артурович Цандер (1887-1933) рідинний реактивний двигун (рідкий кисень + бензин).
2. Геологорозвідка. 1936 р. – магнітні зйомки Логачевого – аеромагнітометр розміщений на літаку.

1920 р. – на Курській магнітній аномалії використаний гравітаційний варіометр.

20-ті роки – для розвідки кольорових руд – електрометрія (за допомогою змінного струму по так званому методу еквіпотенціальних ліній).

1926 р. – Криворізький басейн - сейсмомометрія (вибух на поверхні і виявлення відбитих хвиль – в залежності від густини шарів різні значення часу).

20-ті роки – Соколов В.А. – “газова зйомка” - для виявлення нафти по мікропроявленнях на поверхні - виділення газу при аналізі проб повітря.

60-ті роки – радіометричний метод – на вивченні явища іонізації газу в присутності радіоактивних речовин.

1922 р. – М.А. Капелюшніков – забойний двигун - турбобур (енергія води в механічну).

1938 р. – А.П. Островський і П.В. Александров - електробур.

1944 р. – в США горизонтальне буріння на любій глибині.

1946 р. – Циферов розробив ґрунтову ракету, яка являла собою циліндричний корпус із соплами в три ступені, що розмивали, розширювали і видували породу: Р=100 тис. к. с., =250-1000 мм, h=20 м.

1955 р. – очищення забою стиснутим повітрям в 4-8 раз швидше ніж водою.

1954 р. – в НДР застосували термічне буріння – суміш керосин+стиснуте повітря запалювали і струмінь газу з великою швидкістю і t=2-3 тис. ⁰С направляли в забій.

1934 р. – метод обробки забою соляною кислотою (зменшується опір переміщенню нафти). 1946 р. – кислоту нагрівають до 80-100 ⁰С.

1930 р. – торпедування свердловин - опускається заряд і проходить вибух утворює тріщини по яких з пласта збігає нафта.

1948 р. – законтурне і внутрішньоконтурне заводнення пласта для підтримування тиску – фонтанний спосіб добування нафти (в 4-5 рази менша собівартість).

1949 р. – метод гідравлічного розриву пласта в США. (нагнітається рідина з піском яка розширяє тріщини).

Добування вугілля. 1935 р. – інженер Мучнік запропонував гідравлічний спосіб добування вугілля (вода під напором захвачує вугілля і по трубопроводу викидає на поверхню).

1946 р. – Н.Г. Трупан і Я.А. Дорман для будування підземних споруд запропонували метод штучного замороження.

30-ті роки – в СРСР і Німеччині – досліди по використанню збагаченого кисневого дуття в доменній плавці. Масове виробництво твердих сплавів.

1935 р. – В.П. Вологдін і Б.Н. Ромашов - спосіб поверхового закалювання металів струмами високої частоти.

40-і роки – А.М. Самарін - ефективний метод вакуумування сталі в ковші або ізложницях.

1942 р. – В.Г. Головкін - спосіб неперервного лиття дроту без використання ливарної форми.

1942 р. – а США промислове добування магнію з морської води.

1943 р. – Н.І. Лазаренко – електроіскровий спосіб обробки металів.

1946 р. - початок промислової виплавки титану.

1955 р. – в США електродугова виплавка молібдену у вакуумі.

Отримання чистих металів (40 р. - 99,99 %, 50 р. - 99,99999 %, 1956 р. - метод “зонної плавки” - багатократне плавлення металу шарами-зонами - домішки переміщуються в один бік.

Металометрія – метод виділення металів з їх сплавів іншими більш активними металами при високій температурі (основоположник Н.Н. Бекетов – 1865 р.). 1924 р. – для відновлення магнію з його оксиду використали кремній.

Очистка металів при дегазації у вакуумі.

Отримання чистих металів шляхом термічної дисоціації (розкладання) їх летучих з’єднань. (Деякі сполуки металів утворюються газоподібні хімічні з’єднання при відносно невисокій температурі. Так, з’єднання титану з йодом – летучу сполуку при 200-250 ⁰С. При t=1200-1400 ⁰C ця сполука знов розкладається на йод і титан. Якщо нагріти суміш титану і йоду в ємності при вакуумі до 250 ⁰С утворюється летучий газ, а всі домішки осідають на дні – зверху розміщена металічна плита нагріта до 1200-1400 ⁰С на якій відкладається чистий титан).

Розвиток хімічної промисловості: кретинг нафти, пластмаси.

Застосування електрики для зварювання металів – електрозварювання.

1927 р. – Д.А. Дульчевський - спосіб електродугового зварювання міді під шаром флюса.

1932 р. – К.К. Хренов - спосіб підводного електродугового зварювання різних металів.

1930 р. – Євгенієм Оскаровичем Патон (1870-1953) заснував НД інститут зварювання. 1953 р. – зварний міст під Києвом – 1150 м. 1955 р. – Патоном розроблений новий високоефективний спосіб бездугового електрозварювання товстого металу - електрошлакова зварка.

1960 р. – холодне зварювання – притискають з великим тиском до зближення поверхонь на відстань атомної взаємодії.

1941 р. – В.П. Вологдін розробив верстат-автомат для паяння у вакуумі струмами високої частоти (свічок запалювання ДВЗ).

3. 1923 р. – в СРСР налагоджений випуск колісних тракторів потужністю 14,7 кВт.

1929 р. – на Московському автозаводі – конвеєрне збирання автомобілів.

1932 р. – с/г трактор з гумовими шинами у США.

1937 р. – початок використання гідравлічного підйомника на тракторах, що стало одним з важливих поштовхів введення навісних машин.

1950 р. – газотурбінний легковий автомобіль.

На сьогодні в сільському господарстві налічується більше 2300 найменувань сільгосптехніки, яка випускається серійно.

1947 р. – реактивний літак “Бел Х-1” у США досяг швидкості звуку.

Андрій Миколайович Туполєв (1887-1972) в 20 років поступив в Московське вище технічне училище, яке закінчив через 10 років (був виключений на певний строк за революційна діяльність). 1918 р. при підтримці Леніна і Жуковського заснував Центральний аерогідродинамічний інститут (ЦАГІ). Три літаки АНТ-1,2,3, останній повністю з металу. 1925 р. – літак бомбовоз “ТБ-1” (АНТ-4), потім пасажирський літак “АНТ-9” (Крилья Советов) на 10 місць, 1931 р. - “АНТ-14”, “ТУ-2”- бомбардувальник, 1955 р. - перший реактивний пасажирський літак “ТУ-104”(70 чоловік). Під керівництвом Туполєва розроблено більше 100 типів літаків, з них 70 випускалось серійно, 78 встановили світові рекорди.

Сергій Володимирович Ілюшин (1894-1977) – син селянина–бідняка. З 1910 р. чорноробочий на аеродромі, самостійно вивчає математику, фізику, хімію. Армія - авіаційний моторист, пілот. Після громадянської війни Воєноповітряна академія, яку в 1926 р. закінчив і в 1931 р. - директор КБ. Дальній бомбардувальник Іл-4 здійснював польоти на Берлін в 1941р., Іл-2 прозваний німцями “чорна смерть”. 1957 р. - пасажирський реактивний літак Іл –18, міжконентальний Іл-62.

1930 р. – перший експериментальний радянський вертоліт ЦАГІ1-ЄА – принцип висунутий у 1912 р. Юр’євим – один несучий гвинт і один керуючий, автомат перекосу – пристрій, який забезпечував зміну кутів повороту лопатей, при аварії – плавний спуск під дією потоку повітря лопаті розкручуються.

1939 р. – Ігор Сікорський у США розробив гелікоптер “Сікорський YS-300”.

1951 р. – під керівництвом конструктора Міля – перший радянський вертоліт “МІ-1”.

1957 р. – А.С. Яковлєв випустив вертоліт “Як-24”. А.І. Калюков – вертоліт “КА-10”.

Реактивні літаки з вертикальним взльотом і посаткою - конвертоплани.

Реактивні літаки: 1945 р. – реактивний винищувач “Як-15”; 1945 р. – “МІГ-9” - Мікоян і Гуревич.

5. Створення ракет, штучних супутників землі.

Костянтин Едуардович Ціолковський (1857-1935) – народився в с. Іжевськ Рязанської губернії в сім’ї лісника. В 10 років – скарлатина - втратив слух – вчився самостійно. Вчитель фізики і математики в Калузі. Всі досліди і прилади виготовляв самостійно – заклав основи теорії ракет і рідинного ракетного двигуна, теорію багатоступінчастих ракет, обчислив запаси палива, основоположник теорії міжпланетних польотів. Принцип руху на повітряній подушці.

Юрій Васильович Кондратюк (1897-1942) - народився в Полтаві, батьки безвісти пропали в окупованому австрійцями Луцьку – механік-самоучка. Проекти: круговий транспортер на елеваторі, вітрова електростанція. За розпорядженням наркома важкої промисловості Серго Орджонікідзе направлений на роботу в Харківський інститут променергетики. Повністю віддавався роботі, декілька місяців жив у конторі. В 1923 р. видав книгу “Завоювання міжпланетних просторів” де математично описав явища, які проходять з кораблем. Розрахунки показники – апарат нагрівається – поміщає екіпаж в апарат в кабіну. Ідеї: баз-станції, багатоступончата ракета, гальмівний парашут, для плавання по воді : вітрило, двигун.

Сергій Павлович Корольов (1907-1966) – народився на Україні в Житомирі в сім’ї вчителя. У1924 р. поступив в Київський політех. З другого курсу перевівся в Москву. Дипломний проект під керівництвом Туролєва – літак. Створив перший радянський реактивний планер, першу крилату ракету.

1933 р. – перша радянська рідинна ракета.

1942 р. – Велика Вітчизняна війна, Німеччина – бойова ракета дальньої дії “Фау-2” або “А-4”: довжина 14 м, =1,65 м; 1 т вибухівки, два баки - один з пальним - спирт 3 т; другий окислювач - рідинний кисень 5,5 т; потужність 0,5 млн. к. с., швидкість – 5700 км/год, дальність польоту – 400 км, траєкторія - по параболі.

4 жовтня 1957 р. – в СРСР запуск першого супутника Землі (3 листопада 1957 р. другий). Мав форму кулі =58 см, вага 83,6 кг (антени, два радіопередавача) один оберт навколо Землі за 96 хв, проіснував 92 дні (другий – 5 місяців). Другий важив 568,3 кг – герметична кабіна з собакою Лайкою.

4 жовтня 1959 р. – в СРСР запущена ракета в сторону Місяця - фотографія зворотного боку.

15 травня 1960 р. – перший космічний корабель–супутник. 19 серпня 1960 р. корабель з собаками Стрілка і Білка успішно приземлився.

12 лютого 1961 р. – виведений на орбіту Землі корабель з якого стартувала ракета на Венеру.

12 квітня 1961 року – політ Гагарінана космічному кораблі “Восток”.

1962 р. – запущений “Телстар” – перший супутник для трансляції телепрограм і передачі телефонних розмов (одночасно 60 розмов і 1 телепрограму).

З 16 по 24 липня 1969 р. – перший політ на місяць “Аполон-17”. Космонавти Амстронг, Олдрін та Колінз перебували на Місяць біля 21 год.

1973 р. – перша космічна станція “Скайлеб” виведена на орбіту.

1977 р. – у США запущений “Спейс Шаттл” – перший в світі космічний корабель багаторазового використання.

6. 1932 р. – англійські вчені Конрофт і Уолтен здійснили першу ядерну реакцію.

1934 р. – французи Кюрі дослідили явище штучної радіоактивності – бомбардирування пластини алюмінію альфа-частинками, внаслідок чого атоми алюмінію перетворюються в атоми фосфору (радіоактивні), а ті в ізотоп кремнію.

1942 р. – Фермі в США провів ядерну ланцюгову реакцію в першому ядерному реакторі.

1945 р. – у штаті Нью Мексіко зірвана перша атомна бомба. Серпень 1945 р. – атомні бомби скинуті на Нагасакі і Хіросіму. 1949 р. – перший атомний вибух в СРСР. 1953 р. – воднева бомба.

1955 р. – в США перша атомна лодка “Наутілус” (довжина 92 м, потужність 13,4 тис. к.с.).

1957 р. – атомний льодокол “Ленін”.

Ігор Васильович Курчатов (1903-1966) народився біля Уфи в сім’ї лісника. Переїхав у 1912 р. в Сімферополь, поступив в університет, потім на 3-й курс Петроградського політехнічного інституту. Працює в магніто-метеорологічній обсерваторії - серйозна робота – дослідження радіоактивності снігу. При здійсненні плану ГОЕПРО – проблема високовольтної ізоляції. В 30 років – доктор фізико-математичних наук. Під час Великої Вітчизняної війни – розмагнічування бойових кораблів. Керував атомною промисловістю СРСР.

1930 р. – радянські вчені Мандельштам і Палексі - радіоінтерферційний метод вимірювання відстані. Знаючи довжину хвиль, підраховувалось стільки їх вкладалось на даній відстані.

1934-35 рр. – англієць Уотсон-Уатт проводить досліди по виявленні рухомих цілей методом “радіоехо”. 1935 р. – в СРСР роботи над радіолокатор (радарні установи по знаходженню літаків). 1946 р. – у США радіолокація Місяця- відбитий сигнал через 3 с.

1929 р.- Соколов - ультразвуковий метод дефектоскопії дозволив виявляти дефекти в металі на глибину до 10 м за відбитим звуком.

1931 р. – американець Янском доказав існування радіовипромінювання з космосу - радіотелескопи, які забезпечують спостереження за зірками в день.

1925 р. – інженер Адальян висунув принцип послідовної передачі трьох основних кольорів зображення в телебаченні.

1928 р. – англієць Берд – перший дослід кольорового телебачення. 1950 р. – в Ленінграді отримали перше об’ємне телевізійне зображення.

25 червня 1990 р. – перша передача особливо чіткого зображення. Зображення утворюється з стрічок і точок. У звичайного телевізора є 625 строк і 120 тис. точок, особливо чіткого – 1250 строк і 480 тис. точок.

1938 р. – американець Карлсон придумав фотокопіювальний пристрій – ксерокс.

8. 1944 р. – американець Говард Айнен розробив електромеханічну машину “МАРК-1”, яка включала електромагнітні реле і елементи лічильно-перфораційних машин. Операція “+” пророблялась за 1/3 с, “х” – за 6 с. Довжина машини 15 м, висота 2,5 м. (0 покоління).

1946 р. – американці Джон Моучлі та Преспер Еккерт придумали перший електронний комп’ютер – 18000 електронних ламп, винайдених ще на початку століття (діод – 1904 р. – англієць Флемінг, тріод – 1906 р.- американець Форест) – назва ENIAC. Вага 30 т, площа 180 м², споживала 150 кВт, 1000 операцій за 1с. (І покоління).

1946 р. – американець Джон Нейман – ідея застосування двійкової системи.

1950 р. – в Інституті електротехніки АН (Київ) під керівництвом Лебедєва створена МЕОМ (мала електронна обчислювальна машина), потім БЕОМ - 3000 операцій за 1с.

1959 р. – на зміну ламповим – напівпровідникові, виконані на транзисторах – місця в 200 раз менше, енергії в 100 раз. (ІІ покоління).

1962 р. – ЕОМ на мікромодулях – блоках складених з комплексу квадратних плоских пластинок. (ІІІ покоління). До цього покоління відносяться елементи на плівкових мікросхемах або твердих інтегральних схемах. Перші інтегральні схеми створили американці Джен Колбі і Роберд Нойс, які заснували корпорацію “Intel”.

Тисячі транзисторів на пластинці з силікону (кремнію) розміром 12 мм² – “чіпи” фірма ВІС.

1971 р. – американець Марчіан Хофф – ЕОМ на мікропроцесорах (мікроЕОМ) – програмування. (ІV покоління).

Перший персональний комп’ютер створений у 1976 р. американцями Стівеном Джобсом та Стівом Уозняком в гаражі. ЕОМ назвали “ЕППЛ” – яблуко.

Віктор Михайлович Глушков (1923-1982) – народився в Ростові на Дону. Працював в Києві в інституті кібернетики. Був засновником перших ЕОМ. У 1950 р. створив ЕОМ з українським шрифтом. На жаль, марксисько-ленінські філософи колишнього СРСР оголосили кібернетику, як і генетику, “буржуазною лженаукою”.

Люди довгий час не підозрювали, що створюючи деякі прилади, вони повторюють те, що існує у живій природі. Наприклад: була винайдена локація для виміряння відстані до об’єктів, потім виявили цей принцип в кажана. Інфрачервона фотографія (фотознімки у темряві) - наслідування термоскопічного зору восьминогів, змій…

Як приклад досягнення біоніки – властивість медуз передбачувати шторм - за добу до шторму медузи відпливають в море, щоб не викинуло на берег. Виявилось, що медузи виловлюють інфразвуки (частоти до 15 Гц), що є передвісниками штормів. Це послужило для виготовлення приладу для вловлювання інфразвуків.

Рекомендована література

1. 
   Боголюбов Л.Н. История механики машин. К.: Наукова думка, 1964.
   
2. 
   Газета “Радянська Волинь” №48-61 за 1978 р.
   
3. 
   Зубков Б.В. Сто изобретений, М.: Сов. Рос., 1963.
   
4. 
   История открытий. Энциклопедия. – М.: “Росмен”, 1998.
   
5. 
   История техники. М.: Соцэкгиз, 1962.
   
6. 
   Сапожников Л.О. Силуети винахідників. – К.: Веселка, 1987.
   
7. 
   Хотеенков В.Ф. Все о технике. – М.: Дрофа, 1996. –336 с.
   
8. 
   Чус А.В., Данченко В.Н. Основы технического творчества. Учебное пособие. – К.: Вища школа, 1983.
   

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНЕ ВИДАННЯ

„ Історія інженерної діяльності ” конспект лекцій для бакалаврів, що навчаються за спеціальністю 208 «Агроінженерія»

Комп’ютерний набір та верстка: С.Ф. Юхимчук

Редактор: С.В. Головачук

Підисано до друку 2016 р.

Формат 60х80/16. Папір офіс. Гарн. Таймс. Ум. друк арк. 4.

Обл.-вид. арк. 4. Тираж 50. Зам. …….

Луцького національного технічного університету

43018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75.

Друк - РВВ Луцького НТУ