XX век был полон важнейших научно-технических открытий, многие из которых так или иначе используются и по сей день. Какие изобретения прошлого столетия больше всего повлияли на дальнейший ход истории и какое развитие они получили в XXI веке, читайте в новом цикле статей 42.TUT.BY «100 лет инноваций».
Сегодня мы расскажем о важных изобретениях, сделанных в 40-х годах ХХ столетия.
Фото: visualhistory.livejournal.com
Искусственное легкое: кто придумал акваланг
Несколько столетий изобретатели пытались придумать аппарат для долговременного нахождения под водой.
Разрабатывали и испытывали сразу несколько систем: водолазные колоколы (наполненный воздухом колокол опускался на дно, а соединенный с ним шлангом водолаз мог ходить в короткие радиальные вылазки); герметичные костюмы со шлангами для подачи воздуха с поверхности; наконец, собственно дыхательные аппараты.
Водолазы в жестком и мягком костюмах перед спуском к затонувшему лайнеру «Лузитания», 1935 год. Хорошо заметен воздушный шланг
Для долгого автономного пребывания под водой надо было создать дыхательный аппарат, который бы сам подавал воздух под нужным давлением в легкие ныряльщика.
Полторы сотни лет назад французский горный инженер Бенуа Рукейроль разработал регулятор утечки сжатого воздуха. Свой прибор он думал использовать при спасательных работах в шахтах с загрязненным воздухом.
Лейтенант французского флота Огюст Денейруз предложил использовать его для спуска людей под водой. Аппарат запатентовали, позже Жюль Верн описал его в романе «Двадцать тысяч лье под водой».
Это был аппарат с открытой системой дыхания: вдыхаешь газ из баллонов, выдыхаешь его в воду. Основной недостаток этой ранней системы — очень малая автономность: баллоны не были рассчитаны на высокое давление, поэтому под водой можно было находиться лишь несколько минут, после чего нужно было или всплывать, или подключать шланг с поверхности.
Параллельно шли разработки системы замкнутого типа, в которой уже использованный газ снова отправляется в баллоны. Такой аппарат в 1877 году разработал англичанин Генри Флюсс. Интересно, что он тоже создавал свою дыхательную систему для горноспасательных работ.
Система состояла из дыхательного мешка, медного баллона с кислородом и коробки с каустической содой. Подводник дышал кислородом, а выдыхаемая смесь нейтрализовывалась в системе и дополнялась свежей порцией кислорода. Но тогда еще не было известно, что на больших глубинах кислород становится токсичным.
Спустя тридцать лет доработанный аппарат Флюсса стали использовать для аварийной эвакуации подводников. Сам изобретатель погиб, испытывая свое устройство.
Во время Второй мировой войны во французской компании по производству бытового и технического газа Air Liquide инженер Эмиль Ганьян разработал систему подачи газа в автомобильный двигатель, чтобы машина заправлялась не бензином (потребление которого в военное время ограничивали), а газом.
Офицер Жак Ив Кусто предложил ему переделать эту систему для дыхания под водой. Товарищи разработали двухступенчатый регулятор, который понижал давление воздуха из баллона до давления окружающей среды.
Так, в 1943 году появился первый современный акваланг: автономный и с большим временем работы. Самим словом Aqualung (от латинского aqua — «вода» и английского lung — «легкое») стали называть регулятор для дыхательного аппарата.
Фредерик Дюма испытывает прототип регулятора CG45 возле Марселя
Позже фирма La Spirotechnique, основанная Кусто и Ганьяном, стала называться Aqua Lung, а Кусто стал одним из самых известных аквалангистов в мире.
В русскоязычных странах слово «акваланг» стало нарицательным; за границей предпочитают использовать термин Scuba (аббревиатура от Self-contained underwater breathing apparatus — «автономный подводный дыхательный аппарат»).
Треугольник с фольгой: как изготовили первый транзистор
Сороковые годы — время активного развития электронных систем телевидения, в том числе цветных устройств. Радиолампы имеют большой размер и вес, они хрупки и долго нагреваются, — нужно было придумать какой-то новый тип радиодеталей для усиления сигналов.
Первые работы в области полупроводников появились за много лет до эры телевидения. В 1833-м Майкл Фарадей отмечает увеличение электропроводимости сульфида серебра при нагревании; в начале 20-го века открыто увеличение проводимости меди при наличии примесей йода; в 1925-м Юлиус Лилиенфельд подает патентную заявку на твердотельный усилитель.
С конца тридцатых годов в американской корпорации Bell Labs работают над кремниевыми детекторами; при исследовании слоев кремния Рассел Ол и Джон Скафф обнаруживают то, что вскоре получает название p-n-перехода. Открытие засекречивают.
В середине сороковых Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн пытаются изменить электропроводимость полупроводниковых пластин с помощью внешних электрополей, но раз за разом эксперименты не подтверждают теоретические выкладки. После нескольких опытов с германием ученые наконец зафиксировали значительное усиление подаваемого сигнала.
Бардин, Шокли и Браттейн в 1948 году
В середине декабря 1947 года Браттейн строит усилительную установку: оклеивает кромки пластмассового треугольника золотой фольгой, на одной из вершин разрезает ее бритвой (чем создает раздельные коллектор и эмиттер) и прижимает местом разреза к германиевой пластине (базе). Затем подводит к нужным местам контакты — и вот готов полупроводниковый усилитель.
Через неделю, 23 декабря, состоялась официальная презентация изобретения. Только в июне 1948-го об изобретении узнала широкая публика. К тому времени в лаборатории уже придумали имя для нового прибора: транзистор.
Интересно, что Шокли описал развернутую теорию транзистора и p-n-перехода лишь после того, как сам транзистор был изобретен. Бардин, Шокли и Браттейн получили за свое открытие Нобелевскую премию по физике за 1956 год.
Не менее интересно то, что почти одновременно с американцами свой транзистор изобрели и немцы. Немецкие ученые Герберт Матаре и Генрих Велькер, работавшие во Франции, представили свой вариант точечного транзистора спустя полгода после изобретения Шокли, Бардина и Браттейна, но до обнародования их успеха. Немецко-французский вариант точечного транзистора получил название транзистрон.
На фото ниже — транзистрон и его рентген-снимок.
Серийное производство транзисторов началось в 1949-м, а через несколько лет в продаже появились и первые радиоприемники на транзисторах. В Советском Союзе какое-то время словом «транзистор» обозначали любой транзисторный приемник.
Радар и шоколадка: как придумали микроволновку
Возможно, певец Юрий Лоза сказал бы, что изобретатель микроволновой печи ничего не изобретал, а просто запатентовал и без того известное явление. Мол, все равно что запатентовать возможность загорать, когда на небе яркое солнце. И все же у микроволновки есть признанный автор изобретения: Перси Лебарон Спенсер.
К тридцатым годам прошлого века в медицине появилось новое направление терапии — диатермия (она же эндотермия или термопенетрация): использование коротких волн для нагревания человеческих тканей.
В 1933 году на Всемирной ярмарке в Чикаго американская компания Westinghouse демонстрировала процесс приготовления еды, расположенной между двух металлических пластин, к которым подсоединили коротковолновый передатчик мощностью 10 КВт. Картошка и стейки готовились за считаные минуты, — вот эту установку и можно считать прообразом микроволновой печи.
В сороковых годах компания Raytheon, крупный поставщик американской армии, экспериментировала с радарами на основе магнетронов (приборов, генерирующих микроволны).
В 1945 году Перси Спенсер, работавший за одним из таких радаров, обнаружил, что при включенном магнетроне шоколадный батончик в его кармане начал плавиться (по другим сведениям, это был бутерброд).
Как гласит официальная легенда, Спенсер продемонстрировал фокус своим коллегам, приготовив попкорн, а затем попытался разогреть яйцо, которое, конечно, взорвалось. Спенсер провел еще несколько опытов с закрытыми установками и в октябре 1945-го подал патентную заявку на приготовление еды с помощью микроволн.
Первая магнетронная микроволновка вскоре отправилась в один из ресторанов Бостона. В 1947-м компания Raytheon выпустила первую коммерческую микроволновую печь Radarange. Она была высотой в 1,8 метра и весила 340 килограммов.
По слухам, для ее демонстрации компания пригласила девушку ростом значительно выше среднего, чтобы микроволновка не казалась такой огромной. Печь стоила пять тысяч долларов, оснащалась системой водяного охлаждения, имела мощность в 3 киловатта (в несколько раз больше современных бытовых микроволновок) и предназначалась для кафе и ресторанов.
Одну из ранних СВЧ-печей этой модели установили на атомное грузопассажирское судно «Саванна».
В 1955 году компания Tappan представила первую микроволновую печь для домашнего использования. Она стоила 1295 долларов, и за первый год удалось продать всего 34 штуки; общий объем производства модели за десять лет составил 1396 штук.
Лишь в середине шестидесятых на рынке появляются бытовые микроволновки, ставшие массовыми и коммерчески успешными.
В 1969 году шведская компания Husqvarna выпускает микроволновую печь Electronic 2001 Cupol, дизайн которой разработал Карл-Арне Брегер. Печь представляет собой не привычный шкаф с дверцей, а ящичек с блестящим металлическим колпаком, — образчик весьма популярного тогда «космического дизайна».
Просто нажми кнопку: история фотоаппарата Polaroid
Американец Эдвин Лэнд во время учебы в Гарвардском университете заинтересовался эффектом поляризации, бросил учебу и занялся экспериментами. Он хотел создать такое стекло для автомобильных фар, которое бы позволяло лампе хорошо освещать дорогу, но в то же время не ослеплять водителей встречных машин.
С готовым патентом на поляризующие стекла он возвращается в 1929 году в Гарвард, где продолжает эксперименты и вскоре продает компании Kodak права на выпуск поляризующих линз для фотообъективов, а Американскому оптическому обществу — права на выпуск поляризационных солнцезащитных очков.
В 1937-м он основывает фирму Polaroid. Одна из легенд гласит, что профессор Кларенс Кеннеди в 34-м рассказывал о работах Лэнда и впервые использовал слово «поляроид»; но самому Лэнду это слово не нравилось: он хотел назвать свои изобретение словом «эпиболлипол». Коллеги убедили Эдвина, что простое и понятное слово Polaroid намного лучше.
Во время войны компания Polaroid работает на армию: изготавливает бинокли и перископы, разрабатывает системы ночного видения и наведения снарядов. С наступлением мира военные заказы прекращаются, и Эдвин ищет, на чем еще заработать.
Очередная легенда утверждает, что его трехлетняя дочка Дженнифер как-то спросила: почему фотографии нельзя получить сразу после того, как нажмешь кнопку? Лэнд начинает поиски, и через три года, в феврале 1947-го, на собрании Американского оптического общества представляет первый в мире фотоаппарат «мгновенной печати».
Он был похож на фотоаппараты других фирм: складной, с раздвижным мехом. Но в него надо было заряжать особую сдвоенную пленку. Во время съемки между ее слоями впрыскивался реагент, и негативное изображение на одном слое превращалось в позитивное на другом слое. Все «волшебство» происходило внутри аппарата; через минуту после съемки надо было достать пленку, вручную отделить негатив от позитива и дать ему просохнуть еще несколько минут.
Эдвин Лэнд показывает принцип работы своего изобретения
Первый фотоаппарат поступил в продажу в ноябре 1948-го под названием Polaroid Land Camera Model 95. Он стоил 90 долларов — с учетом инфляции сегодня это примерно 500 долларов.
Несмотря на то что с пленкой нужно было изрядно возиться, а свежие отпечатки оставляли на руках пятна краски, все же получение фотографий становилось значительно проще, чем с обычными пленочными камерами.
Пробную партию из 60 штук раскупили в первый же день, а в следующем году «поляроидов» и пленок к ним продали на 9 миллионов долларов. Первая модель фотоаппарата выпускалась до 1953 года; готовые фотографии имели размер примерно 8x11 см.
В 1963 появляется цветной фотоаппарат Polaroid Model 100, а через два года — Polaroid Model 20 Swinger, который стоил всего 19,95 $ и сделал «поляроиды» очень популярными.
А в 1972 в продаже появляется складная модель SX-70. Она помещалась в кармане пальто, а сменные картриджи позволяли сделать десять кадров подряд. Никакой больше возни с пленками, никаких запачканных рук, и нет нужды ждать, пока кадр проявится внутри аппарата — полная автоматика и «дозревание» снимка вне камеры позволяли делать фотографии быстро и легко.
Аппарат стоил 180 долларов, каждый картридж — еще 6,9 доллара (в пересчете на современные деньги с учетом инфляции — около тысячи и сорока долларов соответственно). Дорого, зато еще проще, чем раньше.
Модель SX-70 стала основой для последующих модификаций и поколений камер. Фирма экспериментировала с размерами карточек и формой фотоаппаратов, — всего вышло около 250 (!) разновидностей «поляроидов». В фотоальбомах многих людей по всему миру хранятся карточки с размером кадра 78x79 мм и черной «спинкой». А модели Polaroid Supercolor 635CL и Polaroid 636 Closeup с 1989 по 1999 годы выпускались по лицензии в Москве.
Читать полностью: https://42.tut.by/540550
