История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

Мы намеренно ограничили наш рассказ о подводных тоннелях только двумя городами, Лондоном и Нью-Йорком, и не упоминали о современных крупных проектах. Хотя довольно интересными представляются длинные железнодорожные тоннели под рекам Северн и Мерси в Англии, тоннель под рекой Сен-Клэр между Мичиганом и Канадой и многие другие. В целом можно сказать, что подводные тоннели – относительно современное творение, начало которому было положено в XIX веке, в то время как горные тоннели уходят корнями в далекую Античность, и их развитие отлично иллюстрирует эволюцию инженерной мысли.

Глава 15 Размышления

Хотя эта глава является последней в настоящей книге, посвященной инженерному искусству в истории, но это вовсе не означает, что в развитии инженерии поставлена точка. На самом деле, учитывая ускоренное развитие инженерии в последние столетия, представляется, что в середине XX века общество находится только на начальных этапах прогресса инженерии, который кардинально меняет человеческую жизнь. Новые источники механической энергии, новые первичные двигатели и автоматический контроль в ближайшее время приведут к трансформации деятельности человека.

Как показано в предыдущих главах, в истории технического прогресса существует упорядоченная последовательность. Ее блестяще проанализировал Эббот Пейсон Ашер. Между тем скорость инженерного прогресса не всегда была одинаковой. Развитие инженерного искусства пошло намного быстрее после сближения инженерии и науки, которое имело место в середине XIX века. Нет и не может быть никаких сомнений в том, что развитие источников энергии, помимо мускульной силы человека, имело всеобъемлющее влияние на западную цивилизацию и ускорило прогресс инженерии.

Замена мускульных усилий человека механическими приспособлениями началось в Средние века с изобретения водяных колес, ветряных мельниц, хомута и парусного вооружения судов. С тех пор механическая энергия позволила увеличить благосостояние людей, избавив их от тяжелого ручного труда. Они больше не должны были грести, тянуть плуг, сани или телегу, поднимать воду. С изобретением парового двигателя в XVIII веке, а также турбин, двигателей внутреннего сгорания, электрических генераторов и моторов в XIX веке применение энергии для выполнения тяжелых работ еще более ускорилось. Средняя энергия, которую человек может затратить при ручном труде за день, по оценкам экспертов, составляет 35 ватт (¹/₂₀ лошадиной силы). Если он будет работать по 8 часов в сутки 240 дней в году, это составит 67 киловатт-часов в год. Согласно данным Edison Electric Institute, рабочий в Соединенных Штатах, занятый в промышленности, в 1954 году использовал 17 314 киловатт-часов электроэнергии (рис. 15.1). Электричество обеспечивает примерно 95 процентов энергии для промышленности. Иными словами, каждый работник, занятый в процессе производства, контролирует количество энергии, эквивалентное мускульным усилиям 244 человек. Среднестатистическая семья в Соединенных Штатах в 1954 году использовала 2549 киловатт-часов электроэнергии (рис. 15.2). Иными словами, каждая семья использует количество энергии, эквивалентное мускульным усилиям 33 человек, для помощи в домашнем хозяйстве. Каждый водитель автомобиля мощностью 100 лошадиных сил имеет под контролем механические усилия более 2000 рабов, чтобы проехать по дороге.

Машинист локомотива и пилот самолета контролируют впечатляющее количество энергии. Под контролем машиниста локомотива, как правило, двигатель мощностью 5000 лошадиных сил. При экономичной скорости пилот пассажирского турбореактивного самолета имеет в своем распоряжении 35 000 или больше лошадиных сил – эквивалент мускульных усилий 700 000 человек. Оператор крупной электростанции движением пальцев управляет грандиозными мощностями – более 1 миллиона лошадиных сил. Это больше, чем мускульные усилия всего населения штата Коннектикут.

Рис. 15.1. Киловатт-часы на одного промышленного рабочего в год в США