Хронологическая таблица

История развития отрасли

(история автоматики и кибернетики)

(конспект лекций)

Раздел 1. Введение в специальность

«Автоматизация технологических процессов и производств»

(данный раздел прочитан на лекциях по ИРО)

Раздел 2. Хронология научно-технического прогресса

человечества с древнейших времён до наших дней

(далее подробно)

Около 2-х млн. лет назад — этим временем датированы найденные археологами первые примитивные каменные орудия труда.

Тысячелетия до н.э.

150 тысяч лет назад — люди научились пользоваться огнем.

15…10 тысяч лет назад (эпоха верхнего палеолита) — археологами найдено около двадцати форм различных орудий труда. Это резцы для обработки кости, свёрла, кремневые проколки, всевозможные скобели для обработки шкур, всевозможные острия, употреблявшиеся в виде ножей, наконечников копий и дротиков. Изобретены копьё-металка и гарпун. (Напомним, что палеолит – это древний каменный век. Он продолжался с возникновения человека свыше 2 млн. лет назад примерно до 10-го тысячелетия до нашей эры. Верхний палеолит – это период, приближающийся к 10-му тысячелетию до н. э. В мя для поддержания жизни человек занимался собирательством плодов и охотой.)

X—VIII тыс. до н. э. — начало «неолитической революции», перехода от присваивающей, «собирательной» экономики к производящей, от сбора плодов и охоты к земледелию и скотоводству.

Технические условия, позволяющие перейти от присваивающей формы хозяйства к производящей, возникли почти повсеместно, однако переход этот из-за неравномерности исторического развития осуществлялся неодновременно.

VII—VI тыс. до н. э. — начало обработки металлов (где конкретно это произошло, данных пока нет).

Конец IV тыс. до н. э. — возникновение ремесленного производства.

Изобретение гончарного круга. Изобретение стекла (данные археологии, но где конкретно сделаны изобретения, данных нет).

III тыс. до н. э. — в Индии появились первые повозки на колёсах.

Изобретены водяные часы — клепсидры (это, фактически, первое устройство для измерения времени, первый датчик времени).

III—II тыс. до н. э. — сооружение пирамид в Египте (до сих пор остаётся загадкой, как они были сооружены, как поднимались многотонные камни наверх при постройке и т.п.).

II тыс. до н. э. — по преданию, греческий изобретатель искусник Дедал создаёт игровые автоматы, паруса, столярные инструменты, а также крылья, на которых улетает с острова Крит с сыном Икаром.

I тыс. до н. э. — освоение железа скифами Причерноморья.

Века до н.э.

VIII век до н. э. — кузнец Главк из города Хиоса (Греция, Хиос – главный город на острове Хиос в Эгейском море) изобрёл способ паяния железа; до этого времени использовали клёпку.

VI век до н.э. — изобретение токарного станка.

V век до н. э. — впервые в мукомольном деле стали использовать мельницы, приводившиеся в движение сначала вручную, потом с помощью тягловой силы животных (фактически, это первая попытка человека облегчит тяжёлую физическую работу в процессе производства муки, хотя механизацией её ещё назвать нельзя, так как человеческая мышечная сила была заменена трудом животных, а не машин).

II век до н. э. — изобретена астролябия. (Напомним, что астролябия – это угломерный прибор, служивший до 18 в. для определения широт и долгот в астрономии, а также углов в горизонтальной плоскости при землемерных работах, т.е. измерительный прибор).

Около I века до н. э. — Герон Александрийский дал систематизированное изложение достижений античного мира по прикладной механике, изобрёл многие приборы и автоматы.

Вторая половина I века до н.э. — римский изобретатель и архитектор Витрувий изобрёл прибор для измерения расстояний – годометр. Точнее, этот прибор измерял не расстояние, а число оборотов колеса телеги за время в пути - . Но, если вычислить заранее длину окружности колеса по формуле (что уже умели люди), то умножив число оборотов на длину окружности, можно определить и расстояние, которое преодолела телега за это время, т.е. . Этот прибор Витрувий описал в своём трактате "Десять книг об архитектуре".

Наша эра

102 г. н. э. — человек по имени Цай Лунь (Китай) изобрёл способ получения бумаги из древесной коры, конопли, тряпья и т. п. (до этого времени бумагу получали только из отходов шелкового производства).

II в. — китайский астроном Чжан Хэн создал конструкцию примитивного прибора, фиксирующего сотрясение почвы — сейсмографа. Он же сконструировал армиллярную сферу — аналог небесного глобуса.

536 г. — в Риме изобретена так называемая судовая мельница. Здесь впервые использована энергия падающей воды для вращения водяного колеса, а вращение водяного колеса передавалось зубчатыми колесами жерновам. (Ценность этого изобретения прежде всего в том, что человек впервые применил водяной двигатель в свой деятельности вместо своей мышечной силы или силы животного, а это уже элементы механизации человеческого труда при получении муки из зерна).

1041—1048 гг. — первые опыты книгопечатания (имя изобретателя Би Шэн, Китай). Примечание: Первым способом множественного воспроизведения книги считается ксилография (от греч. xylon — срубленное дерево, и grapho — пишу) — гравюра на дереве. Сведения о первых печатных книгах расходятся. Есть предположения, что первый печатный (ксилографический) текст был оттиснут в Корее между 704 и 751 гг.

1153 г.— появились жёсткие протезы (из железа) руки человека с подпружиненными пальцами (человек пытается воспроизвести самого себя, в частности руку и присущие ей двигательные функции, т.е. это первый шаг к созданию механических людей, которые сначала назывались андроидами, потом роботами)

Средние века

Начало XIII века – в странах Европы начинает развиваться так называемая андроидная автоматика – прародительница современной робототехники. Искусные механики средневековья создают автоматы, подражающие отдельным действиям человека. Чтобы усилить впечатление, изобретатели придают автоматам внешнее сходство с человеком и поэтому называют их андроидами, т.е. человекоподобными.

1216-1246 гг. (т.е. в течение 30 лет) – немецкий изобретатель (философ и алхимик) Альберт фон Больштедт (по прозвищу Альберт Великий) создавал своего "железного человека" – привратника для открывания и закрывания дверей. (Епископ Фома Аквинский, пришедший однажды к Альберту Великому в отсутствии хозяина и столкнувшийся "лицом к лицу" с открывшим ему дверь железным человеком, воспринял его за "нечистую силу" и ударами своего посоха за 20 минут разгромил изобретение Альберта, которое тот создавал в течение 30 лет! К сожалению, чертежи, расчёты и описания этой чудной машины не сохранились.

1351 г. — в Германии изобретён первый вододействующий стан для изготовления железной проволоки (механизация труда человека при изготовлению проволоки).

XIV в. — в Европе стал известен кривошипный механизм (известно, что кривошипный механизм преобразует один вид движения в другой, например, равномерное вращательное в поступательное, неравномерное вращательное, качательное и др., сейчас известно много различных видов кривошипных механизмов, к которым относится, в том числе, и коленчатый вал);

— появились рисунки станков с очепом и ножным приводом через педаль. В 1500 году такой станок был подарен австрийскому императору Максимилиану;

— немецкий монах Бертольд Шварц изобрёл порох, хотя известно также, что уже в VII веке порох использовался в Китае.

XV в. — в Западной Европе широко распространяется мануфактурное производство

— появилось цепное колесо, позволяющее поднимать якорную цепь одному человеку;

— в Германии появилась самопрялка (обратите внимание на название, приставка "само" говорит о том, что прялка уже была автоматической) с колесом, мотовилом и шпулькой, в 1519 г. она была усовершенствована Леонардо да Винчи;

— Леонардо да Винчи создал водяную турбину — водяное колесо с искривленными лопатками (т.е. более эффективный водяной привод); уже в наше время в архивах обнаружены его эскизы парашюта, вертолёта и других механизмов;

• в Нюрнберге (Германия) немецким изобретателем П. Хейленом созданы первые карманные шпиндельные часы (шпиндель – с немецкого буквально переводится как "веретено", шпиндель – вращающийся вал станков с устройством для закрепления заготовок или режущих инструментов у сверлильных и фрезерных станков).

Таким образом, XV век, относящийся к важнейшей в истории человечества так называемой эпохе Возрождения, отмечен резким скачком в области механизации человеческого труда.

XVI век — наметился переход от возвратно-поступательного движения к непрерывно-вращательному движению заготовки на токарных станках;

— создана сверлильная машина с горизонтальным расположением водяного колеса, от которого непосредственно шёл сверлильный вал;

— на рудниках Европы для водоотлива, т.е. для откачки воды из шахт стали применять так называемые нории (другими словами – черпаковый подъёмник), Эта подъёмная машина представляла собой бесконечную цепь с укреплёнными на ней черпаками. Она приводилась в движение верхнебойным водяным колесом и позволяла удалять воду с глубины до 70 м, в то время как до появления этой машины вручную удаляли воду с глубины не более 14 м.

Семнадцатый век

XVII век — появились токарные станки, в которых заготовка получала вращение от водяного колеса, но резец держал в руках рабочий;

— в конструкцию токарного станка, кроме кривошипа и маховика, введено устройство для смены скорости резания.

1623 г. — в Англии впервые в мире введено патентное право на изобретения, в России оно введено в 1812 г.

1564—1642 — годы жизни Галилео Галилея, итальянского учёного, одного из основателей точного естествознания. Он выдвинул идею относительности движения, установил законы инерции, свободного падения и движения по наклонной плоскости, заложил основы учения о сопротивлении материалов, сделал множество изобретений и открытий в астрономии.

1641—1642 гг. — французский математик, физик и философ Блез Паскаль, один из основоположников теории вероятностей, изобрёл машину для механизации операций сложения и вычитания. (Таким образом, Паскаль оказался первым в истории человеком, который попытался механизировать умственный труд человека. Поэтому, не случайно один из современных языков программирования носит его имя.)

1667 г. — немецкий математик, физик, философ и языковед Готфрид Вильгельм Лейбниц изобрел счётную машину, ставшую образцом для дальнейших работ в этом направлении. (Кстати, Лейбниц – один из создателей дифференциального и интегрального исчислений.)

1698 г. — английским инженером Томасом Севери опубликовано описание парового насоса — первой практически действующей паровой установки для откачки воды из шахт. В 1707 г. одна из машин Севери была приобретена Петром 1 и установлена в Летнем саду для приведения в действие фонтанов. Таким образом, Томас Севери явился одним из создателей теплового двигателя (напомним, что до сих пор во всех станках и механизмах использовался водяной привод).

Восемнадцатый век

Вторая половина XVII в. — 70-е годы XVIII в. — это годы становления становление машинно-фабричного производства во многих странах, благодаря внедрению в производство паровой машины – этого первого теплового двигателя.

1705 г. — английский изобретатель Томас Ньюкомен построил и пустил в работу так называемую пароатмосферную поршневую машину для откачки воды из шахт, получившую широкое распространение в XVIII веке. Его по-праву относят к числу создателей теплового двигателя.

1712 г. — русский механик и изобретатель Андрей Константинович Нартов в России впервые в мире создал самоходный суппорт для токарного станка. (Суппорт – основной узел металлорежущего станка (обычно токарной или строгальной группы) для закрепления и перемещения режущих инструментов).

1718 г. — теплотехник Г. Бейтон в Англии построил паровую машину с автоматическим регулированием и предохранительным клапаном для котла.

1735—1818 — годы жизни выдающегося русского механика-самоучки Ивана Петровича Кулибина из Нижнего Новгорода. Он разработал немало удивительных для того времени проектов, изобрёл и построил множество уникальных механизмов. Кулибин разработал проект одноарочного моста через реку Нева пролётом 298 м, 30-метровая модель которого была успешно испытана; ему же принадлежит много других изобретений — серия часов, приборов, лифт, самобеглая коляска, самоходное судно, зеркальный фонарь (прожектор), а также первый в мире гибкий протез ноги. Кулибин особенно прославился в истории технического прогресса автоматикой на основе часовых механизмов. Например, его знаменитые часы-автомат в форме яйца, которые демонстрировали пасхальные интермедии с музыкой.

1738 г. — французский механик Жан Вокансон (1709-1782) изготовил механического флейтиста – фигуру в рост человека, которая с помощью подвижных пальцев исполняла по программе 12 мелодий. Затем были изготовлены и другие андроиды.

1747—1754 гг. — годы работы американского учёного, просветителя и государственного деятеля Бенджамина Франклина в области электричества (объяснение принципа действия лейденской банки, где главную роль играет диэлектрик; создание конструкции «электрического колеса» — открытие непрерывного превращения электрической энергии в механическую; постулат о сохранении электрического заряда и др.).

В частности, Франклину принадлежит выдвижение постулата о сохранении электрического заряда, а также открытие возможности превращения электрической энергии в механическую. Это очень важные открытия, т.к. они дали человечеству новые знания о новых источниках энергии, которые позволят заменить мышечную силу человека в тяжёлом производстве. (Напомним, что до этого времени человек умеет использовать лишь энергию падающей воды и энергию пара, причём паросиловые установки, впервые появившиеся в XVIII веке в Англии, пребывают ещё в зачаточном состоянии).

1761 г. — русский изобретатель Родион Глинков механизировал ручное прядение, увеличив производительность труда в 15 раз.

1763 г. — русский теплотехник, изобретатель Иван Иванович Ползунов представил расчёты и детальный проект универсального пароатмосферного парового двигателя. Машина Ползунова отличалась от иных, известных в его время паровых двигателей, прежде всего тем, что представляла собой машину непрерывного действия, т. е. имела сдвоенные цилиндры (первая двухцилиндровая паровая машина непрерывного действия). В 1765 г. Ползунов построил по другому проекту паротеплосиловую установку для рудника, но за неделю до её пробного пуска скончался. В паровой машине Ползунова впервые был применён регулятор, работающий по принципу отклонения (регулятор уровня воды в котле паровой машины). Ползунов фактически открыл для науки и техники этот принцип регулирования и управления. Теперь этот принцип носит его имя.

1763—1765 гг. — русский изобретатель Козьма Дмитриевич Фролов создал на Горном Алтае (на Змеиногорском руднике) ряд вододействуюших подземных устройств (т.е. гидросиловых установок), последовательно обтекаемых потоком воды, механизировав все операции по добыче, перевозке и обработке серебряной руды (прообраз будущих заводов-автоматов).

1768 г. — английский ткач Джеймс Харгривс создал прядильную машину (так называемую самопрялку "Дженни") со специальным вытяжным аппаратом, заменившим руку рабочего.

1770 г. — швейцарские часовщики Пьер–Жак Дро и его сын Анри закончили создание механического писца, который писал гусиным пером фразы на бумаге. В 1774 г. они же представили на выставке в Париже свои новые изобретения: механического художника и механическую пианистку. Движения механических людей были настолько естественны, что многие зрители считали их живыми и верили, что это произведения техники, т. е. люди механические, только когда изобретатели открывали дверцу со стороны спины и показывали находящиеся внутри сложные механизмы.

1782 г. — английский изобретатель Джеймс Уатт получил патент на так называемый паровой двигатель с расширением, в 1784 г. - патент на универсальный паровой двигатель с цилиндром двойного действия. В этой паровой машине Уатт впервые применил центробежный регулятор скорости. Уатт усовершенствовал паровую машину Ползунова и машина Уатта очень широко применялась в XVIII веке и сыграла огромную роль в переходе к машинному производству. (В этот период времени в разных странах всё более активизируются работы по изучению электрических явлений, развитию электричества и созданию на его основе первых электрических двигателей. Но это будет уже в XIXвеке.)

80-е — 90-е гг. XVIII в. — итальянский анатом и физиолог Луиджи Гальвани исследует электрические явления при мышечном сокращении (у лягушки) и открывает так называемое «животное электричество». Гальвани становится одним из основоположников учения об электричестве.

1792 г. — в Англии начат промышленный выпуск винтов и гаек, однако винтовые пары метили, т. к. все они были различны (т. е. взаимозаменяемость этих деталей ещё была невозможна).

1797 г. — английский механик и промышленник Генри Модсли (1771-1831) создал универсальный токарно-винторезный станок, который и стал фактически родоначальником всех современных станков. Он же начал выпускать метчики и плашки, внедрять стандартизацию резьб.

1799 г. — Л. Роберт во Франции изобрёл бумагоделательную машину.

Девятнадцатый век

1800 г — итальянский физик и физиолог Александро Вольта (1765-1827), один из основателей учения об электричестве создал первый химический источник тока (вольтов столб), открыл контактную разность потенциалов.

1801 г. — французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар (1752-1834) для автоматического управления работой ткацкого станка впервые использует перфокарты как носители информации. (На перфокартах записывалась программа работы станка, предназначенного для выработки крупноузорчатых тканей).

1802 г. — русский физик Василий Владимирович Петров (1761-1834), один из первых русских электротехников, построив крупнейшую гальваническую батарею из 210 медно-цинковых элементов, открыл электродугу и наблюдал электроразряд в вакууме (плазму). Он первым указал на возможность практического применения гальванической батареи как источника тока.

1808—1809 гг. — английский химик и физик, один из основателей электрохимии Гемфри Дэви (1778-1829) наблюдал и описал электродугу; изобрёл безопасную рудничную лампу.

1809 г. — русский горный инженер и изобретатель Пётр Козьмич Фролов (1775-1839), сын русского изобретателя Козьмы Дмитриевича Фролова (1726-1800), изобретения которого уже упоминались выше, построил первую в России конно-чугунную дорогу на Змеиногорском руднике. (Механизация транспортных средств).

1814 г. — английский изобретатель Джордж Стефенсон (1881-1848) испытал первый паровоз в Англии, положив начало паровому железнодорожному транспорту.

1815 г. — сооружён первый в России пароход «Елизавета», открывший 3 ноября регулярные рейсы между Петербургом и Кронштадтом.

1820—23 гг. — английский учёный Чарльз Беббидж в Англии работает над созданием своей первой вычислительной машины, которую он называл "Разностной машиной". Это была первая модель программно-управляемой вычислительной машины, предвосхищавшей современные ЭВМ. В период с 1833 по 1871 г. Беббидж предложил схему так называемой "Аналитической машины", которая, по его словам, должна была "заменить человека в одной из самых медленных операций его ума". "Аналитическая машина" Ч. Беббиджа предполагала в своём устройстве три основные части: "склад" для хранения чисел, набиравшихся с помощью зубчатых колёс; "фабрику" для операций над числами, изъятыми из "склада"; устройства для управления операциями с помощью перфокарт, т.е. структура это вычислительной машины уже напоминала современную.

1823 г. — братья Василий, Герасим и Макар Дубинины в России в городе Моздоке (Северный Кавказ, бывш. Сев.-Осет. АССР) создали первую установку для перегонки нефти.

1826 г. — русский металлург Пётр Григорьевич Соболевский (1782-1841) совместно с русским металлургом Василием Васильевичем Любарским (1795-1852) разработал способ получения ковкой платины и изготовления из нее изделий, положив начало порошковой металлургии.

1831 г. — английский физик Майкл Фарадей (1791-1867), основоположник учения об электромагнитном поле, иностранный почётный член Петербургской АН (1830) открыл электромагнитную индукцию, которая стала основой электротехники.

1832 г. — русский изобретатель Павел Львович Шиллинг (1786-1837), в России создал первый практически пригодный комплекс устройств для электрической телеграфной связи и изобрёл код для неё.

В 1833—34 гг. — русские изобретатели, крепостные заводчиков Демидовых отец и сын Черепановы: отец Ефим Алексеевич (1774-1842) и сын Мирон Ефимович (1803-1849) построили в России паровоз собственной конструкции и железную дорогу длиной 3,5 км.

1834 г. — русский физик и электротехник Борис Семёнович Якоби (1801-1874), академик Петербургской АН (1842) создал первый электродвигатель постоянного тока. Мощность его составила 15 Вт. В 1838 г. Якоби впервые установил электродвигатель на гребном боте и совершил плавание по Неве на этом первом в мире электроходе.

1837 г. — американский художник и изобретатель Сэмюэл Финли Бриз Морзе (1791-1872) изобрёл электромеханический телеграфный аппарат. В 1838 г. разработал телеграфный код для передачи и приёма информации (азбука Морзе).

1838 г. — русский физик и электромеханик Борис Семёнович Якоби сделал доклад об открытой им гальванопластике. (Гальванопластика – это получение точных металлических копий методом электролитического осаждения металла на металлическом или неметаллическом оригинале, т.е. новый способ получения металлических изделий.) Открытия Якоби положили начало развитию электрометаллургических технологий.

В период с 1840 по 1850 гг. Якоби создал несколько типов телеграфных аппаратов. Ему же принадлежит много трудов по электрическим измерениям и метрологии.

1829—41 гг. — французский художник и изобретатель Луи (Жак Манде) Дагер (1787-1851), ангийский физик, химик и мастер фотоискусства Уильям (Генри Фокс) Толбот (1800-1877), и французский изобретатель Жозеф (Нисефор) Ньепс (1765-1833) разрабатывают способы получения фотографического изображения. (Фактически, это один из первых способов сохранения графической информации).

1845 г. — англичанин Р. Томпсон изобрёл пневматические машины. Он же явится конструктором и первой пневматической шины.

1856 г. — английский изобретатель Генри Бессемер (1813-1898) изобрёл конвертерный способ для передела чугуна в сталь (конвертор).

1860 г. — французский изобретатель Этьен Ленуар (1822-1900) сконструировал первый газовый двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

1862 г. — французский конструктор де Роша во Франции выдвинул идею использования ДВС для безрельсового транспорта. Воплотили её немецкие конструкторы З. Маркус и Николаус Август Отто (1832-1891) в Германии. В качестве горючего использовался газ.

1864 г. — французский металлург Пьер Мартен (1824-1915) разработал способ получения литой стали из чугуна в пламенной регенеративной печи. Впоследствии печь и способ названы его именем (мартеновскими).

• русский конструктор Иваницкий в Баку создал первый глубинный насос для выкачивания нефти.

1867 г. — американский изобретатель К. Шолс в США изготовил первую модель печатной машинки.

1860—70-е гг. — английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879), развивая идеи М. Фарадея, создал теорию электромагнитного поля, предсказал существование электромагнитных волн.

Начало 70-х гг. XIX в. — работы русского электротехника Александра Николаевича Лодыгина в области электроосвещения (1872 г. — изобретение лампы накаливания с угольной нитью и электроотопительного прибора; 1873 г. — А. Н. Лодыгин освещает впервые в мире улицу в Петербурге (Одесскую улицу) лампами накаливания; в последующие годы (а именно, в 90-е годы XIX века) он же изобрёл первые в мире лампы с нитью из тугоплавких металлов).