Вернер Сименс, впервые продемонстрировавший на Берлинской промышленной выставке 1879 г. действующую электрическую железную дорогу, реализовал идею применения на транспорте электродвигателя. Интенсивная инженерная мысль привела в последующие годы к созданию городского электрифицированного транспорта – трамвая. В 1885 г. Чарльз Джозеф Ван-Депуль построил в канадском городе Торонто трамвай с одним воздушным рабочим проводом, подвешенным на столбах с изоляторами. Эта система оказалась столь рациональной, что вскоре получила общее признание. В 1890 г. воздушный провод впервые появился в Европе на трамвайной линии в Галле (Пруссия). К 1890 г. в крупнейших городах США и Европы трамвай, который зарекомендовал себя одним из наиболее экономичных и массовых видов городского транспорта, полностью вытеснил конку.
Появление городов с миллионным и более населением превратило внутригородские перевозки в серьезную проблему. Во многом ее решил метрополитен – надземный (на эстакадах) и подземный. Первую подземную дорогу построили в Лондоне в 1863 г. Она была неглубокого залегания, длиной всего 3,6 км и обслуживалась паровозами. Переломным рубежом явился переход в 1890 г. лондонского метрополитена на электрическую тягу. Она быстро показала свои преимущества, и метростроение получило мощный стимул к широкому развитию. Метрополитены открываются в Будапеште (1896), Вене (1898), Париже (1900), Берлине (1902), Гамбурге (1912), ряде городов Американского континента.
Морской транспорт
Достижения науки и техники создали необходимую основу для удовлетворения возросших потребностей в морских перевозках. Этапным событием в кораблестроении стал спуск на воду в 1858 г. английского колесно-винтового парохода с дополнительным парусным оснащением «Грейт Истерн», который в 5 раз превышал водоизмещение наиболее крупных кораблей-предшественников. Он отразил черты уходившей эпохи парусного флота и технического прогресса XIX в., который воплотился в новейших по тем временам идеях: конструкция предусматривала двойное дно, поперечные переборки, продольную систему набора корпуса (через столетие так будут строиться все сверхбольшие корабли). Корабль был обшит железными листами – спор между деревом и железом был разрешен окончательно. «Грейт Истерн» имел три паровые машины: отдельно для поворота руля, вращения гребного винта и бортовых гребных колес. Судно было рассчитано на рейс без промежуточной загрузки топлива из Англии в Австралию вокруг Африки с 4 тыс. пассажиров или 10 тыс. солдат и 6 тыс. т груза в трюмах (фактически оно эксплуатировалось на трансатлантической линии, а затем использовалось как кабелеукладчик в Атлантическом и Индийском океанах.
С началом массового производства стали железо уступило ей место и в кораблестроении. Три первых стальных корабля построили в Англии в 1864 г., но преимущественно стальное кораблестроение начинается с конца 80-х гг. Только тогда был превзойден по размерам «Грейт Истерн». В Англии строятся лайнеры «Селтик» (1903), «Лузитания» и «Мавритания» (1907), однотипные «Олимпик» (1911) и «Титаник» (1912), совершивший единственный и трагически закончившийся рейс. На морские маршруты вышли и суда специального назначения: рефрижераторы для перевозки скоропортящихся грузов, нефтеналивные танкеры, ледоколы.
Создание и развитие автомобиля
Появление двигателя внутреннего сгорания стало решающей предпосылкой для создания автомобиля. На первенство в его изобретении претендовали 416 человек, но приоритет официально признан за Готлибом Даймлером и Карлом Бенцем. Не будучи даже знакомы, они спроектировали и построили в 1885–1886 гг. самодвижущиеся повозки, защищенные надлежащими патентами. Лишь в 1926 г. образованные ими автомобильные фирмы слились в компанию «Даймлер-Бенц».
Первая машина Даймлера была двухколесной, фактически прообразом современного мотоцикла. Для второго экземпляра был использован четырехколесный фаэтон. Бенц построил трехколесную машину. Автомобили Даймлера и Бенца не нашли спроса в Германии, и изобретатели продали свои патенты во Францию, что надолго сделало ее ведущей автомобильной державой. Здесь проявили себя и другие выдающиеся конструкторы. Эмиль Лавассор предложил новую компоновку автомобиля, при которой двигатель и радиатор охлаждения располагались впереди. В гонке 1895 г. приняла участие машина с пневматическими шинами. В 1898 г. Луи Рено заменил цепной привод карданным валом, а затем установил рулевое колесо. Автомобили начала XX в. отличались исключительно тщательной подгонкой деталей и отделкой, непрерывно и быстро совершенствовались, расширился диапазон их применения. В 1904–1905 гг. появились автобусы. К 1914 г. в Лондоне их было более двух тысяч. С повышением надежности машин уже в начале века развернулось производство грузовых автомобилей. В 1905 г. изобрели счетчик-таксометр, отсюда таксомоторы, такси, ставшие неотъемлемой частью городского транспорта. В дни сражения на Марне во время Первой мировой войны французское командование мобилизовало 1200 парижских таксомоторов, за одну ночь перебросивших пехотную бригаду на расстояние 50 км. Это было первым в истории использованием автомобильного транспорта для массовых военных перевозок.
Воздухоплавание
Задача создания самолета усилиями многих ученых и конструкторов в теоретическом плане оказалась близкой к решению уже к концу XIX в. Первые же успешные полеты на аэроплане связаны с именами братьев Вилбура и Орвилла Райт. Начав конструкторскую деятельность в 1899 г., они построили оснащенный бензиновым мотором самолет, названный ими «Флайер», т. е. летающий. 17 декабря 1903 г. Райт четырежды поднимался в воздух, продержавшись в полете от 12 до 59 с. На Европейском континенте впервые полет на самолете собственной конструкции совершил 23 октября 1906 г. Альберто Сантос-Дюмон, преодолевший расстояние в 60 м. Создаются новые, более совершенные модели, и 25 июля 1909 т. Луи Блерио перелетел через Ла-Манш. Повышение летных возможностей авиационной техники позволило выйти за рамки спортивного применения самолетов, использовать их для грузовых и почтовых перевозок, в военных целях.
В конце XIX – начале XX в. получило развитие дирижаблестроение, и здесь стимулирующим фактором стал компактный бензиновый двигатель. Наибольших успехов добился немецкий инженер и предприниматель Фердинанд Цеппелин. Он построил несколько гигантских дирижаблей. Наибольший из них имел длину 200 и диаметр 24 м, развивал скорость более 100 км в час, пролетал до 7400 км и поднимался в высоту на 4 км. Эксплуатация показала и недостатки дирижаблей: сложность наземного базирования, пожароопасность, уязвимость.
Создание автомобиля и воздухоплавательных аппаратов оказалось возможным на базе синтеза ряда отраслей промышленности, а потому не только революционизировало транспорт, но и стимулировало прогресс металлургии, машиностроения, химии и многих других видов производства.
Металлургия
К 70-м гг. XIX в. быстро развивавшиеся машиностроение, железнодорожный и морской транспорт потребовали значительного расширения производства черных металлов и повышения их качества. В связи с этим усовершенствовался процесс производства чугуна: увеличились размеры доменных печей, модернизировалась их конструкция, вводились новые вспомогательные устройства. К концу столетия сложилась конструкция доменной печи, принципиально не отличавшаяся от современной. Металлурги стали больше внимания уделять подготовке железной руды к плавке, применять ее дробление, обжиг, промывку. В начале XX в. внедрился процесс агломерации, заключавшийся в укрупнении мелких руд путем спекания в специальных устройствах. Почти повсеместно в качестве топлива для выплавки чугуна стали применять каменноугольный кокс[22], вытеснивший антрацит и древесный уголь. В результате резко повысилась производительность доменных печей, а мировая выплавка чугуна возросла с 4,5 млн т в 1850 г. до 78,4 млн т в 1913 г.
Сложной была и научно-техническая проблема переплавки чугуна в железо и сталь. Применявшийся вплоть до 70-х гг. XIX в. метод пудлингования чугуна[23] ввиду его медленности и трудоемкости уже не мог удовлетворить потребности тяжелой промышленности. Английский изобретатель Генри Бессемер в 1855–1860 гг. создал новый способ передела чугуна в ковкое железо и сталь. Он сконструировал специальную установку – конвертер, где через жидкий чугун продувается сжатый воздух. Превращение чугуна в сталь в конвертере происходит в результате окисления кислородом воздуха входящих в состав чугуна углерода, кремния и марганца, очищения металла от их избытка. Процесс бессемерования происходит без подвода тепла извне и без применения какого-либо горючего материала: необходимое тепло образуется благодаря химической реакции окисления железа и его примесей. Выплавка стали этим способом протекает чрезвычайно быстро. В конвертере 10–15 т чугуна превращаются в железо или сталь за 10 мин. Чтобы получить такое же количество стали, требовалось несколько дней работы пудлинговой печи.
