В те же годы Готлиб Даймлер построил мотоцикл, на котором установил малогабаритный двигатель собственной конструкции. Колеса мотоцикла он изготовил из дерева, шины были железными, как в хорошей крестьянской телеге. Рама тоже была деревянной, и на ней закреплено было кожаное седло. Изобретатель установил свой двигатель на обычной извозчичьей пролетке и достиг на ней скорости 12 км/ч. В 1889 г. ему удалось разработать конструкцию двухцилиндрового двигателя: оба цилиндра он установил под углом 20 градусов друг к другу. Затем был построен автомобиль. Его стальные колеса, похожие на велосипедные, были одеты в резиновые шины. Мотор разместился сзади, под сиденьем. В том же году Даймлер показал свой автомобиль на Парижской всемирной выставке, и несколько французских фирм купили у него лицензии на производство автомобилей. Так возникла еще одна отрасль машиностроения – автомобилестроение. В 1892 г. свой первый автомобиль построил американский механик Генри Форд. В начале века он организовал в Детройте крупный концерн по производству автомобилей и стал одним из создателей американской автомобильной промышленности. С некоторым отставанием от автомобиля был создан летательный аппарат тяжелее воздуха аэроплан. Произошло это в 90-е гг. XIX в.

Рис. 21. Самолет конструкторов аэропланов Можайского

Одним из первых  был русский контрадмирал Александр Федорович Можайский. Он построил свой “воздухоплавательный снаряд” и в 1882-18 гг. провел ряд опытов (рис. 21). К сожалению, аппарат не взлетел. В 1898 г. построил аэроплан американец Хайрем Максим, известный изобретатель станкового пулемета, поднялся на нем в воздух, однако сразу же потерял устойчивость и упал. В 1903 г. братьям Райт на самолете собственной конструкции удалось за 12 секунд пролететь 53 метра. Затем полеты начали осуществляться повсеместно. В 1909 г. француз Луи Брелио на аэроплане собственной конструкции перелетел через Ла Манш. Полеты из мечты превратились в действительность. Большой вклад в создание авиационной техники принадлежит замечательному русскому ученому отцу русской авиации Николаю Егоровичу Жуковскому (рис. 22). В 1911 г. он приступил к исследованиям по отысканию наилучшего профиля крыла аэроплана, которые явились основополагающими при создании высокоскоростной авиации. Так возникает еще одна отрасль машиностроения авиастроение. Развитиесамолетостроения выдвинуло дополнительные требования максимального снижения веса всех элементов самолета при соответственном повышении прочности.

Рис. 22. Н.Е. Жуковский

Все это стимулировало развитие металлургии и металлургического машиностроения. Первая мировая война переключила машиностроительные заводы на производство оружия. Возникают новые военно-транспортные средства, артиллерийские системы, создаются механизмы для производства артиллерийских расчетов. Были изобретены бронеавтомобили, а в 1926 г. в бою на реке Сомме англичане впервые применили танки. Были сконструированы военные самолеты, и к концу войны воюющие стороны уже обладали значительными авиапарками. В качестве бомбардировщиков дальнего действия немцы применили цельнометаллические дирижабли, названные по имени их изобретателя Фердинанда Цеппелина цеппелинами. Так машины прочно входили в жизнь людей. Человек мог о них ничего не знать, жить в далекой провинциальной глуши, никогда не видеть никакой машины, за исключением, быть может, мельницы, и все же он жил в машинном веке: какая-то часть его одежды, инструментов, бытовых вещей была сделана при помощи машин. Что же говорить о жителях больших городов, встречающихся с машинами на каждом шагу, поскольку все их имущество состояло из вещей машинного производства, за исключением разве что нескольких предметов, о которых хозяева с гордостью говорили, что они ручной работы. Важное значение для развития машиностроения приобрело развитие наук о машинах, т.е. создание технических наук. Так, в начале XIX в. Василий Прохорович Горячкин, ученик Жуковского, начал разрабатывать «земледельческую механику» учение о сельскохозяйственных машинах. Чтобы машиностроители придавали оптимальную форму лемеху плуга, он на основе специальных исследований предложил теорию резания грунта, которая быстро перешагнула рамки сельскохозяйственного производства и стала необходимой наукой для создания экскаваторов и иной землеройной техники. Возникает теория резания металлов, и построение станков получает научную основу. И всё же у нас, и во всём мире до середины XX в. машины принципиально не отличались от тех, которые строились в конце XIX в. начале XX в. века. Менялась их форма, закруглялись углы, все опасные зоны закрывались кожухами, которые, слившись, превращались в «одежду» для машины, придавали ей новую, более «красивую» форму. Из цехов исчезла паутина трансмиссий, и их функции стали выполнять электродвигатели. Но машина продолжала оставаться сочетанием механизмов, осуществляющим заданные целесообразные движения для производства или преобразования энергии или выполнения механической работы. Старейшим из производств было локомотивостроение. В дореволюционной России паровозы строились на Луганском и Харьковском паровозостроительных заводах. В 20-х гг. оба эти завода вместе строили в год не более ста паровозов, но их выпуск начал быстро увеличиваться. В 1924 г. советский инженер Яков Модестович Гаккель спроектировал и построил первый в мире магистральный тепловоз, а в 1933 г. Коломенский завод приступил к его серийному изготовлению. Однако на железных дорогах до 40-х гг. тепловозы почти не применялись. Первый советский магистральный электровоз был построен в 1932 г. В дореволюционной России практически не существовало автомобиле и тракторостроения. Попытка поставить производство автомобилей в Риге на Русско-Балтийском заводе положение в этих отраслях не изменила. В течение 1907-1915 гг. завод выпустил только 451 автомобиль. В 1923 г. в Петрограде началось изготовление тракторов «Фордзон-Путиловец» (рис. 23), а через год завод АМО в Москве выпустил первые десять полуторатонных грузовиков. Первенцы отечественного автотракторостроения проехали 1 мая 1924 г. по Красной площади. В начале 30-х гг. вступили в строй два больших автозавода в Москве на базе завода АМО и в Нижнем Новгороде. Нижегородский завод выпускал сначала полуторатонные грузовики (рис. 24) и легковые машины (рис. 25), а Московский завод трёхтонные грузовики. Тогда же было освоено производство колёсных тракторов на двух заводах, первенцах первой пятилетки Сталинградском и Харьковском. Вскоре выяснилось, что колёсный трактор имеет в условиях нашей страны недостаточную проходимость, в связи с чем оба завода начали изготавливать более мощный трактор на гусеничном ходу. Существенные изменения произошли и за рубежом. Так, завод «Мерседес-Бенц» (Германия) начал устанавливать на своих легковых автомобилях вместо карбюраторных двигателей дизельные. Меняются также конструкции автомашин и их внешний вид: во второй половине 30-х гг. сглаживается «угловатость» легковых автомашин, и они становятся более обтекаемы обтекаемыми. Учитывая, что автомашины вписываются в городской пейзаж и становятся его неотъемлемой частью, их окрашивают в яркие светлые тона. Представление об обтекаемости транспортных машин пришло в автомобилестроение из авиации, где ее изучение было обусловлено требованиями аэродинамики. Авиация в нашей стране быстро достигла по всем показателям огромных успехов. Скорость самолётов истребителей возросла до 650 км/ч, а их “потолок” поднялся до 10 км. Самолёты 20-х и начала 30-х гг. были преимущественно бипланами, т.е. имели две несущие плоскости, к концу 30-х гг. стали строить в основном монопланы, что и дало возможность повысить летные качества самолетов, прежде всего, скорость полета.

Рис. 23. Трактор «Фордзон-Путиловец»

Рис. 24. АМО-Ф-15 грузовой

Рис. 25. АМО-Ф-15 штабной 

В 1923 г. под руководством советского авиаконструктора Константина Алексеевичавича Калинина в Харькове был построен первый отечественный пассажирский самолёт К-1 (рис. 26). Это был моноплан, имевший звездообразный двигатель с водяным охлаждением. В 1933 г. им же был построен один из самых больших для того времени самолёт К-7 (рис. 27) на 120 пассажиров. Он имел 7 двигателей. В 30-х гг. было создано мощное семейство самолётов АНТ (рис. 28, 29), построенных руководством крупнейшего авиаконструктора Андрея Николаевича Туполева, ученика Н.Е.Жуковского. На самолёте АНТ-25 был впервые осуществлён беспосадочный перелёт Москва Северный полюс Ванкувер.

Рис. 26. Пассажирский самолет Калинина К-1 

Рис. 27. Самолет Калинина К-7

Рис. 28. Самолет АНТ-5

Рис. 29. Самолет АНТ-8 

В середине 20-х гг. под руководством Аркадия Дмитриевича Швецова был создан первый советский авиационный двигатель с воздушным охлаждением. Это значительно облегчило дальнейшее развитие авиации. 30-е гг. это время резкого скачка в развитии кузнечно-прессового оборудования, без которого было бы невозможным массовое производство машин. Одно из ценнейших достоинств этого оборудования существенная экономия труда и металла: детали, изготовленные на прессах, почти не требуют дополнительной станочной обработки. Строительство мощных прессов началось в Германии и США в конце 20-х гг. В нашей стране в годы первых пятилеток удельный вес прессов и механических молотов отечественного производства значительно вырос. Был освоен выпуск паровых молотов с весом падающих частей 1-3 т, эксцентриков прессов с усилием до 500 т и кривошипных прессов до 900 т, а также ножниц для резки металла, горизонтально-ковочных машин. Естественно, что для приведения в действие таких мощных машин необходима была соответствующая энергетическая база. Основной энергетической машиной стала турбина. Габариты турбин и их мощность непрерывно росли. Так, ещё в 30-е гг. на Ленинградском металлическом заводе была построена турбина мощностью 100 МВт.  Структура машин и механизмов в 30-40-е гг. претерпевает некоторые изменения: в качестве структурных элементов в их состав, кроме жёстких и гибких элементов, начинают входить жидкие, газообразные, электромагнитные, а затем и элек тронные элементы. Вычислительные машины – прообраз искусственного мозга Вторая мировая война внесла значительные коррективы в развитие машиностроения. Инженерная мысль работала в основном в направлении совершенствования средств ведения войны, но, вместе с тем, развивались направления машинной техники, которая могла с не меньшим успехом работать на мирном поприще. Известный американский математик Норберт Винер (рис. 30), которого принято считать одним из создателей кибернетики, писал о том, что в начале войны первейшей задачей было спасти города от сокрушительных атак с воздуха, поэтому зенитная артиллерия была одним из первых объектов научных исследований, особенно когда артиллерия была соединена с засекающим аэроплан устройством радаром.

Рис. 30. Норберт

Кроме обнаружения самолётов при помощи Винер радара, было необходимо сбивать их. Это выдвинуло задачу управления огнём. Большие скорости вызывали необходимость вычисления элементов траектории зенитных снарядов машиной и придания самой машине определяющей упреждение цели, коммуникативных функций, которые прежде выполнялись людьми. В результате к концу войны в США уже были созданы первые модели электронновычислительных машин, а через несколько лет машины такого типа появились и в нашей стране. Тем самым была решена одна из важнейших задач современной техники, позволившая непосредственно перейти к решению сложных проблем автоматизации технологических процессов, производства, управления и сооружения машин нового типа, характерных для современной научно-технической революции. Таким образом, машины начали овладевать ещё одной функцией, свойственной человеку: они начали выполнять некоторые логические операции. За короткое время эти машины претерпели существенные изменения они уменьшились в размерах, во много раз выросла скорость вычислительных операций и т.д. Электронные вычислительные машины могут управлять производственным процессом, экономикой предприятия, решать сложные математические задачи, рассчитывать полёт самолётов и космических кораблей словом, с огромной скоростью решать такие задачи, на которые множеству вычислителей понадобилось бы потратить годы, и даже такие задачи, которые вообще лежат за пределами возможностей человека из-за чрезвычайной длительности и сложности расчётов. Но и этим не ограничиваются возможности ЭВМ: они вводятся в структуру машин, приборов, технологических установок, чтобы на них и здесь возложить управленческие функции. Таким образом, ЭВМ иногда полностью, иногда частично взяли и здесь на себя то, что испокон веков было обязанностью человека работника. В 70-х гг. в нашей стране была построена машина для диагностики врождённых пороков сердца. Она работала по методу сопоставления того, что заложено было создателями в ее память, с данными, полученными при обследовании больного. С этой машины началось внедрение ЭВМ в медицинскую практику. Овладение быстродействующими вычислительными машинами, внедрение их в жизнь, науку и производство, соз-дание совершенно новых классов машин, заменяющих некоторые психофизиологические функции человека, являются одними из составляющих глубокого революционного процесса, охватившего весь мир и называемого научно-технической революцией. Эта революция характеризуется, прежде всего, такими особенностями, как автоматизация производства, развитие новых направлений в энергетике (строительство атомных электростанций), выход в космическое пространство, создание новых конструкционных материалов с наперёд заданными свойствами, становление генной инженерии, бионики, информатики, повсеместное внедрение ЭВМ, превращение науки в производительную силу. Мы видели, что машины эволюционируют, приобретают новые свойства. Однако этот процесс не только эволюционный. Он сплошь и рядом сопровождается изменениями революционного характера. Взять, к примеру, транспорт. Паровозы, безраздельно господствовавшие на протяжении полутора веков, освободили место тепловозам и электровозам. То же самое произошло и с паровыми двигателями, которые уступили место двигателям внутреннего сгорания. Затем возникли дизели, турбины, турбореактивные, реактивные и ракетные двигатели. Все эти новые машины не похожи на машины прошлого века, которые, в свою очередь, также значительно отличались от своих “предков”, хотя и не столь коренным образом. Меняются и принципы действия, и механизмы, из которых собрана машина, и материалы, из которых она изготовлена, её форма и внешний вид. Бывает и так, что последнее оказывается решающим, старое содержание прячется под новой формой. Но какими бы разнообразными ни были машины, и какие бы отрасли промышленности они не обслуживали, всем им свойственно то, что они выполняют какую-либо функцию человека. Они заменяют или его физическую силу, или его профессиональное умение, или какую-либо из его физиологических функций, или его умственную деятельность. Важно ещё и то, что с помощью машин можно воспроизвести не только те функции, которые присущи человеку, но и такие, которые ему не свойственны, но они есть у других представителей животного мира, например, у дельфинов, или пчёл ..... . Мы говорим о машине как об искусственном «организме», способном заменить некоторые человеческие функции. Но она может заменить и целую группу функций и стать, таким образом, некоторым подобием человека. Эта идея не нова. Мечты о создании механического человека встречаются в греческой мифологии, в сочинениях средневековых алхимиков и в трудах философовпросветителей. Ещё два века назад многие механики работали над созданием автоматов, которые в большей или меньшей степени напоминали человека и животных. Создание систем, в чем-то схожих с человеком, стало возможным, когда высокой степени совершенства достигли ЭВМ. Роботы и манипуляторы появились в промышленности в первые годы второй половины века. Сначала они применялись там, где непосредственное участие человека в рабочем процессе было невозможным или опасным, в атомной энергетике, в космосе, на морских глубинах, в некоторых химических производствах. Только 4 десятилетия назад в США был выдан патент на автомат, который впервые назвали промышленным роботом, там же были всего за несколько лет построены первые образцы таких машин, вскоре попавшие в Японию. Теперь Япония ведущая страна по производству промышленных роботов, в котором заняты более ста фирм. Лишь несколько десятков лет отделяют нас от того времени, когда на Луне начала работать советская космическая станция, обладавшая системой искусственного зрения, которая смогла исследовать спутник Земли в непосредственной близости к нему. Американский луноход уже мог передвигаться по поверхности Луны по командам с Земли. В 1970 г. на Луну был доставлен с помощью автоматической межпланетной станции советский самоходный аппарат «Луноход –1», который имел шасси высокой проходимости и принимал команды с Земли. Через три года уже начал работать «Луноход-2»автоматический аппарат с целым рядом усовершенствований (рис. 31). лого ряда сменявших друг друга поколений, как уже говорилось, прошла свой путь совершенствования всего за две с половиной тысячи лет.

Рис. 32. Суборбитальный космолет С-XXI

Рис. 31. Луноход-2

Это было началом нового направления техники космической техники, которая в течение последние десятилетия развилась в важное универсальное направление. На сегодняшний мы уже имеем готовый прототип первого в мире суборбитального туристического космолета С-XXI (рис. 32) и за небольшие деньги вы можете ненадолго стать космонавтом. Мы говорили уже о некоторых аналогиях между миром живых существ и миром машин. Обратим внимание на тот факт, что совершенствование живых существ, приобретение ими новых качеств и переход в “новое состояние” требуют многих миллионов лет. Сам человек развивался не менее двух миллионов лет. Машина же результат человеческого творчества, напряжённой и непрерывной работы мысли и умения цеВ настоящее время много работ по обслуживанию человека на производстве и даже в быту переложено на машины. Уже есть основание к общеизвестным «царствам» природы растительному и животному добавить «царство» машин. В последние годы специалисты в области генетики далеко продвинулись в понимании сущности живых существ. Возникло новое научно-техническое направление генная инженерия, исследующая возможность изменения биологической природы живого существа. Операции генной инженерии по своей сущности в чем-то подобны операциям совершенствования машины: и в том, и в другом случае объект приобретает новые свойства, отсутствующие у исходного. Еще два века назад естествоиспытатели хотели подойти к животному и к человеку как к машинам. Но о сущности машины ясного представления еще не было, да и о человеке познания были весьма неполными. Поэтому между человеком и машиной или животным и машиной ставили знак равенства между двумя неизвестными объектами и из этого выводили далеко идущие следствия. В настоящее время оба объекта и человек, и машина изучены значительно лучше. Поэтому попробуем выяснить то общее, что присуще обоим этим объектам. Принимая во внимание, что машины это результат интенсивного человеческого труда и человеческой мысли, а также и то, что они есть искусственное продолжение (и развитие) того или иного органа человека, можно, стало быть, говорить об их естественной истории. Наш краткий экскурс в историю показал, что развитие машин шло, несмотря на кажущуюся хаотичность, по строгим законам. Все излишнее, ненужное, возникающее на протяжении срока, такого краткого по сравнению с жизнью человечества отбрасывалось и оставалось в памяти лишь как курьёзы, не заслуживавшие серьёзного внимания. Впрочем, здесь, как и в других областях человеческой деятельности, случались ошибки: отброшенные «курьезы» оказывались интересным решением технической задачи, и к ним возвращались, но уже на новом техническом уровне. Так как машины рассматриваются как искусственно усовершенствованные и целенаправленные органы человека, то, очевидно, принципиальное подобие между живым существом и его механическим отображением все время возрастает. В особенности это относится к машинам автономного действия. Возникают машины с искусственным интеллектом, самообучающиеся машины и, очевидно появятся в ближайшее время ещё новые классы этих машин. Возможно, что в дальнейшем искусственный интеллект будет создаваться не на электронной, а на биологической нейронно-волоконной основе. Но все это дело будущего. В целом можно так сформулировать основные этапы эволюции машин: 1) от момента изобретения первых механизмов до конца первой трети XVIII в. машина заменяет физическую силу человека, ее составляют двигатель, передача, рабочий орган; 2) с середины XVIII в. до середины XX в. машина заменяет физическую силу человека и его умение; в ее состав начинают входить элементы регулирования и управления; 3) с середины ХХ в. до настоящего времени машина заменяет физическую силу человека, его умение и некоторые физиологические и психические функции; в ее структуру входят элементы регулирования, управления, искусственного интеллекта. Ознакомившись с краткой историей эволюции машин, мы переходим к истории развития машин, наиболее часто встречающихся в нашей повседневной жизни, а именно к истории машин нашего быта бытовой технике. Но прежде усвоим несколько базовых терминов. Техника от греческого слова «techne» -искусство, ремесло, мастерство. Техника круг наук, связанных с изучением и созданием средств производств, орудий труда. Совокупность средств труда, знаний и деятельности, служащих для создания материальных благ (С. И. Ожегов. Толковый словарь русского языка. С. 7) Машина от французского «machine» устройство совершающее полезную работу с целью преобразования энергии, материалов и информации. Энергия от греческого слова «energia» действие, деятельность. Одно из основных свойств материи мера ее движения, а также способность производить работу. Экономика от греческих слов «ойкос» домохозяйство и «номос» закон. Совокупность производственных отношений, соответствующих данной ступени развития производительных сил общества, господствующий способ производства в обществе. Организация, структура и состояние хозяйственной жизни или какой-нибудь отрасли хозяйственной деятельности. Бытовая техника любое искусственно созданное творение человека, предназначенное для использования в быту. (Быт жизненный уклад, повседневная жизнь). Объекты, имеющие механические или электрические компоненты, призванные заменить некоторые функции человека. Информация сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством. Общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растительном мире; передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму и т.д.