ΤΙΤΛΟΣ:Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΑΝΑΔΡΟΜΗ – ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Όλοι οι λαοί μπαίνοντας στην ιστορική περίοδο της εξέλιξης τους απέκτησαν με κάποιο τρόπο μηχανές. Από τον Αρχιμήδη που σηματοδοτεί την έναρξη της θεωρητικής μηχανικής μέχρι σήμερα, ο αριθμός των μηχανών που έχουν κατασκευαστεί είναι τεράστιος.
ΑΝΘΡΩΠΟΙ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΕΣ
Μηχανή είναι ένα σύστημα οργάνων τα όποια προορίζονται να υπερνικήσουν δυνάμεις που ονομάζονται δυνάμεις αντίστασης, με την βοήθεια άλλων δυνάμεων που ονομάζονται κινητήριες δυνάμεις. Μια μηχανή χρησιμεύει λοιπόν για να μετατρέψει έργο σε άλλο έργο όχι αναγκαστικά της ίδιας φύσης, αυτή δε η μεταβολή συνοδεύεται πάντα από απώλεια έργου. Ονομάζουμε μηχανές συστήματα τόσο διαφορετικά μεταξύ τους όπως είναι ένας μοχλός, μια γραφομηχανή ,μια ατμομηχανή ή ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής δηλαδή ορίζουμε έτσι μια συσκευή στην οποία διαπιστώνουμε την αρχή μιας ειδικής αντιστοιχίας μεταξύ μιας εισόδου και μιας εξόδου της. Με αυτόν τον τρόπο οι μηχανές μπορούν να καταταχτούν στις εξής κατηγορίες: Στις ενεργητικές μηχανές, στις οποίες τα μεγέθη εισόδου και εξόδου μεταβάλλονται με σύγχρονη παραγωγή ενέργειας δηλαδή η μηχανή χρησιμοποιείται για την παραγωγή ορισμένου έργου. Στις μηχανές σηματοδότησης, στις οποίες τα μεγέθη εισόδου και εξόδου θεωρούνται όχι από την άποψη της ενέργειας που μεταφέρουν αλλά από την άποψη των πληροφοριών που δρομολογούν. Αυτές πραγματοποιούν με βάση τα σήματα που διαβιβάζονται στην είσοδο τους διάφορους χειρισμούς επιτρέποντας όλες τις λογικές πράξεις (υπολογισμοί, συγκρίσεις ,αναγνωρίσεις). Αυτή η κατηγορία μηχανών οφείλεται στην ηλεκτρονική τεχνολογία. Στις μεικτές μηχανές, οι οποίες χειρίζονται ταυτόχρονα ενεργεία και σήματα.1
Πως θα ήταν σήμερα η ζωή του ανθρώπου χωρίς τις μηχανές; Σίγουρα δεν θα είχε καμία σχέση με αυτή που ξέρουμε. Οι μηχανές όμως δεν κατασκευαστήκαν μόνες τους . Αυτό και μόνο σαν σκέψη φαίνεται εφιαλτική και παραπέμπει σε ταινίες επιστημονικής φαντασίας . Κάποιοι άνθρωποι επινόησαν τις μηχανές και τις κατασκεύασαν . Οι άνθρωποι αυτοί ονομάζονται εφευρέτες.
ΕΦΕΥΡΕΤΗΣ ΚΑΙ ΕΦΕΥΡΕΣΗ
Εφεύρεση : Κάθε δημιουργία του ανθρώπινου πνεύματος που είτε λύνει κάποιο καινούργιο τεχνικό πρόβλημα ή βρίσκει κάποια άγνωστη τεχνική μέθοδο ,είτε διευκολύνει , βελτιώνει ή
επιταχύνει τη λύση παλιών τεχνικών προβλημάτων ή μεθόδων λυμένων μεν αλλά με άλλο τρόπο. Η εφεύρεση είναι διαφορετική από την ανακάλυψη με την οποία γίνονται αντιληπτά πράγματα που ήδη υπάρχουν (αντικείμενα, γεγονότα , μέθοδοι κ.λπ.) αλλά έχουν διαφύγει της ανθρώπινης παρατήρησης. Η εφεύρεση είναι πνευματική δημιουργία: Ο Γαλιλαίος ανακάλυψε τις κηλίδες του ηλίου, αλλά εφεύρε το τηλεσκόπιο.2
ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΣΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΜΗΧΑΝΩΝ ΣΤΗ ΝΕΟΤΕΡΗ ΚΑΙ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΕΠΟΧΗ
Οι πρώτες χρήσιμες ατμομηχανές εμφανίζονται με τη χρήση των καύσιμων απολιθωμάτων, οπότε ξεκινά η βιομηχανική επανάσταση (1780-1850 μ.Χ.). Το 1782 κατασκευάστηκε η πρώτη ατμομηχανή που μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ευρεία κλίμακα σε πολλές εφαρμογές, οδηγώντας έτσι στην έλευση της Βιομηχανικής Επανάστασης. Το 1800 η πρώτη ηλεκτρική μπαταρία κατασκευάστηκε από τον Ιταλό Alessandro Volta. Το 1821 ο Michael Faraday εφεύρε την αρχή της κίνησης του ηλεκτρομαγνήτη που στην συνέχεια χρησιμοποιήθηκε η βάση για τη κατασκευή του ηλεκτρικού μοτέρ. 1859 - Η πρώτη άντληση πετρελαίου από τον αμερικανό συνταγματάρχη Edwin Drake από βάθος 21 μέτρων στην Πενσυλβανία, ΗΠΑ . Η πρώτη μηχανή εσωτερικής καύσης κατασκευάζεται το 1860 από το Γάλλο εφευρέτη Ζαν-Ζοζέφ-Ετιέν Λενουάρ και τελειοποιείται το 1876 από το Γερμανό μηχανικό Νικολάους Όττο, ο οποίος κατασκευάζει την τετράχρονη μηχανή. Το πρώτο εύχρηστο αυτοκίνητο, με τρεις τροχούς και ανώτατη ταχύτητα 15 χιλιόμετρα την ώρα, κατασκευάστηκε το 1885 από το Γερμανό μηχανικό Karl Benz. 1879 - Η ανακάλυψη του ηλεκτρικού λαμπτήρα από τον Thomas Edison. Το 1901 γενικεύεται η πετρελαιοκινούμενη μεταφορά, ενώ στα τέλη του 19ου αιώνα ανακαλύπτεται ο ηλεκτρισμός που μεταμορφώνει τη ζωή και την εργασία του ανθρώπου και δημιουργεί μια παγκόσμια βιομηχανία με τεράστια οικονομικά μεγέθη. Στον εικοστό αιώνα κατασκευάζονται σε μερικές χώρες βιομηχανίες που στηρίζονται στην εντατική χρήση πετρελαίου και ηλεκτρισμού και δίνουν τεράστια ώθηση στην οικονομική ανάπτυξη. Ταυτόχρονα όμως δημιουργούνται νέες ανάγκες που απαιτούν κατανάλωση ενέργειας, ενώ συσσωρεύονται πολλά προβλήματα στο περιβάλλον, ιδιαίτερα με τη χρήση της πυρηνικής ενέργειας από τη δεκαετία του 1970 και μετά.3
1938 – Οι Otto Hahn και Fritz Strassmann, αξιοποιώντας την κβαντομηχανική και τη θεωρία της σχετικότητας των αρχών του 20ου αιώνα, πέτυχαν τη διάσπαση του ατόμου ουρανίου, η οποία εξηγήθηκε θεωρητικά από την Lise Meitner.
1954 - Τέθηκε σε λειτουργία ο πρώτος πυρηνικός σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο Obninsk (έξω από τη Μόσχα) δυναμικότητας 5MW. 1959 - Η πρώτη πρακτική εφαρμογή κελιών καυσίμου (Fuel Cells) υδρογόνου-οξυγόνου (5kW) αναπτύχθηκε από τον Francis Thomas Bacon.4
ΕΝΤΙΣΟΝ ΤΟΜΑΣ ΑΛΒΑ (1847- 1931 ) – ΜΙΑ ΜΕΓΑΛΟΦΥΙΑ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ
Γεννήθηκε στο Milan της πολιτείας Ohio.5 Είχε συμπληρώσει μόλις τρείς μήνες φοίτησης στο δημοτικό σχολείο όταν επέδειξε εξαιρετική κλίση στη μηχανική. Σε ηλικία 12 ετών προσελήφθη σαν εφημεριδοπώλης στους σιδηροδρομικούς συρμούς. Είχε την έμπνευση να εγκαταστήσει στο φορτηγό όχημα που είχε τεθεί στη διάθεση του, μια τυπογραφική μηχανή που είχε αποκτήσει σε τιμή ευκαιρίας και ίδρυσε εφημερίδα την ‘’Weekly Herald’’, την οποία αφού συνέτασσε και τύπωνε κατά τη διάρκεια της διαδρομής του τρένου, πουλούσε στους ταξιδιώτες. Μια μέρα κατά την διάρκεια πειραμάτων προκάλεσε πυρκαγιά στο βαγόνι του τρένου γεγονός που τον ανάγκασε να αναζητήσει άλλη εργασία. Το 1862 προσλήφθηκε στο τηλεγραφικό γραφείο του Port Huron, όπου κατά το 1864 εφεύρε το διπλό τηλέγραφο ο όποιος επέτρεπε να μεταδίδονται ταυτόχρονα, μέσα στο ίδιο σύρμα δυο τηλεφωνήματα κατ’ αντίστροφη διεύθυνση. Μετά απ’ αυτό προσλήφθηκε σαν μηχανικός σε πολλές εταιρίες τηλεγραφικών δικτύων. Πλούσιος πια και έχοντας αποκτήσει μεγάλη φήμη, ίδρυσε το 1876 το εργοστάσιο του Menlo Park στην Οράγγη του New Jersey. Σε αυτό επρόκειτο να πραγματοποιήσει τις περισσότερες εφευρέσεις του πολλές και διάφορες, αφού ο αριθμός των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας που κατέθεσε έφτασε τα 1200. Η πιο αξιοσημείωτη εφεύρεση είναι αναμφίβολα ο φωνογράφος το1877. Αξιόλογες επίσης υπήρξαν οι εφευρέσεις:
- του μικροτηλεφώνου (1877)
- του ηλεκτρικού λαμπτήρα με πυράκτωση (1878)
- των τηλεγραφικών συσκευών τετραπλής και εξαπλής χρήσης
- του κινησιοσκόπιου (Kinitoscope) (1894) που ήταν έξυπνη σύνθεση φωτογραφίας της κίνησης
Το 1914 βάζει σε εφαρμογή ένα αλκαλικό συσσωρευτή σιδηρονικελίου. Μεταξύ όλων αυτών των εφευρέσεων πραγματοποιήθηκε το 1887 μια ανακάλυψη "το φαινόμενο Έντισον" δηλαδή πρόκληση εκπομπής ηλεκτρόνιων από πυρακτωμένα μέταλλα, στην οποία ανακάλυψη βρίσκεται η ρίζα της διοδικής λυχνίας. 6
Η ΣΥΛΛΗΨΗ ΤΗΣ ΙΔΕΑΣ-Η ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ
Στον Τόμας ‘Εντισον οφείλεται η κατασκευή του πρώτου φωνογράφου . Το 1878 η συσκευή του Έντισον διέθετε δέκτη των ήχων εγγραφέα και αναπαραγωγό. Ο δέκτης των ηχητικών σημάτων είναι ένα είδος ακουστικού κέρατος αντεστραμμένου, του οποίου το μικρότερο άνοιγμα κλείνεται με ένα μεταλλικό διάφραγμα που πάλλεται καθώς μιλάμε μπροστά από την συσκευή . Όλες οι κινήσεις του διαφράγματος μεταδίδονται σε βελόνα από ελεφαντόδοντο που είναι στερεωμένη στο κέντρο του διαφράγματος . Το σύστημα εγγραφής αποτελείται από ένα κύλινδρο καλυμμένο από στρώμα κεριού. Πριν από τον κύλινδρο υπάρχει φορείο που φέρει το στόμιο του κέρατος , τη μεμβράνη και τη βελόνα .Το φορείο μετατοπίζεται με ομαλή κίνηση κατά μήκος του κυλίνδρου και με τέτοιο τρόπο ,ώστε η βελόνα ,από ελεφαντόδοντο να στηρίζεται σταθερά στο στρώμα από κερί. Η μετακίνηση αυτή γίνεται με την βοήθεια ωρολογιακού μηχανισμού . Ο αναπαραγωγός των ήχων αποτελείται από χωνί σε σχήμα κώνου του οποίου η μικρότερη πλευρά είναι κλειστή από ένα φύλλο χαρτί καλά τεντωμένο ή από ένα λεπτό έλασμα που δονείται .Στο κέντρο του διαφράγματος στερεώνεται βελόνα της οποίας η ακίδα παρακολουθεί τις αυλακώσεις που σχημάτισε το σύστημα εγγραφής και μεταδίδει δονήσεις στο φύλλο χαρτιού ή το έλασμα που σκεπάζει τη βάση του κωνικού χωνιού .Οι δονήσεις είναι ακριβώς όμοιες με εκείνες που δέχθηκε και μετέδωσε η πρώτη βελόνα . Με αυτό το τρόπο η συσκευή αναπαράγει με ακρίβεια τους ήχους που έχουν εγγραφεί.
Στην αρχική αυτή συσκευή του Έντισον άρχισαν με τη πάροδο των χρόνων να γίνονται σημαντικές βελτιώσεις και αντικαταστάσεις στα μηχανικά μέρη ώσπου ο Αιμίλιος Μπερλινερ εξέλιξε την συσκευή και την ονόμασε γραμμόφωνο (1888). Το γραμμόφωνο στη νεώτερη εποχή αντικαταστάθηκε από το Πικ-απ και το ηλεκτρόφωνο όπου η αναπαραγωγή των ήχων γίνεται με ηλεκτρομαγνητικές μεθόδους .7
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
Παρατηρώντας την ιστορική αναδρομή της κατασκευής των μηχανών και προσπαθώντας να απαντήσουμε στο ερευνητικό ερώτημα πως και γιατί κατασκευάστηκαν οι μηχανές ,φαίνεται ότι ο άνθρωπος σαν εφευρέτης βασίστηκε σε δυο “ όπλα” που τον διαφοροποιούν απ’ όλα τα άλλα όντα του πλανήτη : Στον ανθρώπινο εγκέφαλο με όλες τις ανώτερες πνευματικές λειτουργίες που τον χαρακτηρίζουν (ευφυΐα , μνήμη, μάθηση, αντίληψη , εξελιγμένη και κριτική σκέψη, ικανότητα υπολογισμών ) και στο ανθρώπινο χέρι που έχει την ικανότητα να κατασκευάζει αντικείμενα και κατ’ επέκταση μηχανές.
Αν και ελάχιστες πια μηχανές είναι χειροποίητες , η σύλληψη της ιδέας της κατασκευής τους εξακολουθεί να παραμένει αυστηρά ανθρωπινή πνευματική λειτουργία .
Παίρνοντας σαν τυπικό παράδειγμα τον Εντισον φαίνεται ότι ο εφευρέτης δεν είναι ένας κοινός άνθρωπος . Το όνομα του μένει στην ιστορία άρρηκτα συνδεδεμένο με τις εφευρέσεις του .Το έργο του, η μηχανή , τίθεται στη διάθεση της ανθρωπότητας και συμβάλλει στην εξέλιξη της ιστορίας και του πολιτισμού.
Φωτογραφικό υλικό σχετικό με Thomas Edison
