АВТОМАТИКА И ТЕЛЕМЕХАНИКА

НЕМНОГО ИСТОРИИ

Лово «автомат» происходит от греческого «аутос», что значит «сам». Автоматами называют теперь всевоз­можные самодействующие машины, которые работают «сами», без участия человека.

Простые автоматы были известны ещё в глубокой древ­ности. О первых известных автоматах упоминается уже в записях древних учёных Архимеда, Ктезибия и Герона Александрийского. Так, Герон (И век до нашей эры) упоминает об автомате, установленном для продажи «святой воды», который он видел в Египте.

Механик Ктезибий, живший в Александрии во II веке до нашей эры, изготовил первые водяные часы, представ­лявшие собой специальный сосуд, наполненный водой. Вытекавшая из сосуда вода приводила в движение через систему зубчатых колёс стрелки, которые указывали вре­мя. В дальнейшем часы сыграли большую роль в истории развития автоматов. Недаром Карл Маркс писал по этому поводу, что «часы являются первым автоматом, создан­ным для практических целей». В средние века часовое дело и связанная с ним автоматика продолжали разви­ваться.

Все достаточно сложные по тому времени часовые авто­маты были похожи в своей основе на водяные часы Кте­зибия. Вода являлась в этих часах двигательной силой, и в то же время количество вытекающей из сосуда воды определяло протекшее время. Для того чтобы часы пока­зывали правильное время, нужно было, чтобы вода выте­кала из сосуда равномерно, независимо от её уровня в сосуде. Поэтому многие выдающиеся механики и мате­матики решали задачу о том, какую форму надо придать сосуду, чтобы вода вытекала из него всегда с одинаковой скоростью.

Позже водяные часы заменяются колёсными часами, приводимыми в движение грузами. В колёсных часах для того чтобы они ходили точно, применялся особый регулятор хода, т. е. автомат, который заставлял стрелки часов вращаться равномерно.

Во времена средневековья церковники, стремясь укре­пить свою власть над народом, строили немало хитроум­ных автоматических приспособлений и устанавливали их в

Церквах и монастырях. История сохранила нам много примеров того, как, пользуясь невежеством народа, церковь с помощью автоматов делала различные «боже­ственные чудеса».

В конце XV века появились первые пружинные часы, в которых механизм приводится в движение не силой тяжести грузов, а упругой силой пружины. В XVII веке в качестве регулятора хо­да часов начинает приме­няться маятник.

Развитие мореплава­ния и торговли в XVI—

XVIII веках создало острую потребность в точ­ном определении времени.

Точность хода часов ста­ла одной из важнейших технических проблем того времени.

К концу XVIII века быстро развивается ма­шинная техника, появ­ляются всё более и более сложные машины.

Сложную машину мож­но считать состоящей ИЗ рис | Терентий Иванович Воло - большого числа отдельных сков^выдающийся русский механик, машин-механизмов, каж­дая из которых выполняет свою особую роль. Так, напри­мер, многие сложные машины имеют такие механизмы, ко­торые регулируют работу всей установки в целом. Меха­низмы, регулирующие работу всей установки, называют машина ми-управителями или автома­тами.

Создание таких машин-управителей часто определяло возможность практического использования той или иной сложной машины в целом. Так, например, судьба первого парового котла во многом обязана автома­тическому паровому клапану, обеспечившему безопасность его работы. Применение паровой машины как надёжного двигателя связано с изобретением регулятора числа оборотов.

Решающая роль машины-управителя в устройстве сложной машины характерна и в наше время. А по мере роста машинной техники значение автоматов будет неиз­менно увеличиваться и в будущем.

В России вопросы автоматики давно занимали уМЬ1 передовых людей. Первые известные нам работы русских

Изобретателей в этой области относятся к концу XVII и первой половине XVIII века, то-есть ко времени, когда начинает заметно развиваться машинная техника. В качестве примера может быть названа «самодействую­щая пильная мельница» Фёдора и Осипа Баже - ниных, новгородских людей, работавших в Архангельске ещё в XVII веке. Их мельни­ца имела водяной при­вод и сложную систему пил для разработки древесины.

В книге М. В. Ло­моносова «Первые ос­нования металлургии» (1763 год) также упоми­нается о весьма слож­ной самодействующей машине, выкачивавшей воду из шахт.

В XVIII веке крестьянин Нижегородской губернии Л. Шамшуренков изобрёл «самобеглую коляску», то-есть первую механическую повозку, которая «бегать будет и без лошади... только правимая через инструменты хотя через какое дальнее расстояние, и не только по ровно­му местоположению, но и к горе, буде где не весьма крутое место».

К этому же периоду относится создание Родионом Глинковым механизированной прядильно-чесальной
машины, изобретением которой он опередил англичанина Аркрайта на десять лет.

Изготовлением сложных автоматических устройств занимался талантливый русский механик крестьянин Тверской губернии Терентий Волосков. Оп построил часы, которые автоматически производили астрономиче-

Ские вычисления и показывали минуты, часы, дни,. ме­сяцы, годы, фазы луны и т. д.

Высокоталантливым изобретателем зарекомендовал себя и И. П. Кулибин — нижегородский купец, а позднее механик Российской Академии Наук. Он построил «само - движущийся экипаж», «водоходное судно», «механические ноги» и множество других автоматизированных устройств.

К числу выдающихся работ в области автоматизации относятся работы замечательного русского механика и теплотехника XVIII века И. И. Ползунова, который является Первым изобретателем автоматического поплав­кового регулятора.

Этот регулятор поддерживал уровень воды в котле автоматически. Когда уровень понижался ниже нормаль­ного, то поплавок опускался и открывал клапан, пускаю-

Щий воду в котёл. Когда уровень воды превышал норму, поплавок закрывал полностью клапан и вода в котёл не поступала (рис. 3).

Такой регулятор Ползунов применил в 1765 году в своей «огнедействующей машине», от которой начали своё развитие современные паровые машины. Ползунов изо­брёл также свою систему паро - и водо-распределения, чем добился непрерывности и автоматизма в работе ма­шины так, что «вода, пар и огонь сами себя в движении держали».

Здесь уместно отметить, что И. И. Ползунов является первым в мире изобретателем такого автоматического регулятора, идея работы которого лежит в основе всех

Современных автоматов-регуляторов. И. И. Ползунов опередил в этом отношении известного изобретателя Уатта на много лет.

Не менее яркой фигурой в истории развития рус­ской технической мысли является К - Д - Фролов — гид­ротехник, работавший в XVIII веке на Алтае. Он является создателем ме­ханизированных горных предприятий, которые можно считать прообра­зом современных заво­дов-автоматов. К - Д - Фро­лов механизировал многие тяжёлые работы: выкачи­вание воды, подъём из шахты руды, её дробле­ние и сортировку.

Весьма ярко проявил свои незаурядные способ­ности талантливый уче­ник Фролова — К. Уш­ков. На своей родине —

Алтае — он создал ряд за­мечательных механизиро­ванных гидротехнических установок.

О том, что попытки механизации разных про­изводств не были на Руси случайными явлениями, говорит тот факт, что подобные установки строились и в других местах, например в г. Туле. Пример такого металлообрабатывающего завода, или, как тогда говорили, «молотового анбара» приведён на рис. 4, где механизированы ковка и дутьё.

В 1834 году на Урале Ефим и Мирон Черепановы успеш­но построили и опробовали первый в России «сухопутный пароход», как тогда называли паровоз. В нём существен­ную роль играла автоматизация парораспределения.

В XIX веке всё больше и больше начинает сказываться потребность в создании мощного и надёжного двигателя, который мог бы удовлетворять растущие промышленные нужды России.

На насущные запросы страны откликнулся ряд вы­дающихся учёных того времени. Начинается всесто­ронняя разработка теории и практики регулирования хода машин. Производится также изучение общих вопро­сов устойчивости движения.

Роль русских учёных в разработке теоретических основ автоматики также исключительно велика. В этой области следует отметить прежде всего выдающиеся рабо­ты наших талантливейших учёных: П. Л. Чебышева, И. А. Вышнеградского, А. М. Ляпунова, Н. Е. Жуков­ского, А. Н. Крылова, И. Н. Вознесенского и других. Многие из этих работ являются основой для современной техники автоматизации.

Особенно бурно развивается автоматика в наше вре­мя. Сейчас на этом фронте трудится целая армия учёных и изобретателей, возглавляемая академиками В. С. Ку - лебакиным, А. А. Андроновым и др. В нашей стране вопросам автоматики уделяется большое внимание. Среди лауреатов Сталинской премии мы находим много имён людей, работающих в этой увлекательной области.