Wybrane Zagadnienia Z Historii Techniki

Home , Fenian Ram

Wybrane zagadnienia z historii techniki

Podręczniki – Politechnika Lubelska

Politechnika Lubelska Wydział Mechaniczny ul. Nadbystrzycka 36 20-618 LUBLIN

Zbigniew Pater

Wybrane zagadnienia z historii techniki

Politechnika Lubelska Lublin 2011

Recenzent: dr hab. inż. Krzysztof Łukasik, prof. Politechniki Lubelskiej

Publikacja wydana za zgodą Rektora Politechniki Lubelskiej

ISBN: 978-83-62596-58-4

Wydawca: Politechnika Lubelska ul. Nadbystrzycka 38D, 20-618 Lublin Realizacja: Biblioteka Politechniki Lubelskiej Ośrodek ds. Wydawnictw i Biblioteki Cyfrowej ul. Nadbystrzycka 36A, 20-618 Lublin tel. (81) 538-46-59, email: [email protected] www.biblioteka.pollub.pl Druk: ESUS Agencja Reklamowo-Wydawnicza Tomasz Przybylak www.esus.pl Elektroniczna wersja książki dostępna w Bibliotece Cyfrowej PL www.bc.pollub.pl Nakład: 100 egz. Spis treści

1. Wprowadzenie ...... 9 2. Pozyskiwanie energii ...... 11 2.1. Energia spalania (ogień) ...... 12 2.2. Energia sprężystości ...... 13 2.3. Energia odzwierzęca ...... 13 2.4. Energia wiatrowa...... 14 2.5. Energia wody ...... 16 2.6. Energia pary ...... 18 2.7. Energia elektryczna ...... 25 2.8. Silnik spalinowy ...... 27 2.9. Energia słoneczna ...... 34 2.10. Energia jądrowa ...... 34 2.11. Inne rodzaje energii ...... 38 2.11.1. Energia geotermalna ...... 38 2.11.2. Energia fal morskich ...... 39 2.11.3. Energia z biomasy ...... 39 2.11.4. Energia z biogazu ...... 40 2.11.5. Energia cieplna z oceanu ...... 40 3. Metalurgia ...... 41 3.1. Metalurgia żelaza ...... 42 3.2. Metalurgia metali nieżelaznych ...... 57 3.3. Metalurgia proszków ...... 60 3.4. Metalurgia w Polsce ...... 62 4. Techniki wytwarzania ...... 67 4.1. Odlewnictwo ...... 67 4.2. Obróbka plastyczna ...... 72 4.2.1. Kuźnictwo ...... 72 4.2.2. Walcownictwo ...... 79 4.3. Obróbka skrawaniem ...... 84 4.3.1. Toczenie ...... 84 4.3.2. Struganie i frezowanie ...... 87 4.3.3. Wiercenie ...... 88

5 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki 4.3.4. Szlifowanie ...... 89 4.4. Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych ...... 90 4.5. Połączenia mechaniczne ...... 93 4.5.1. Połączenia nitowe ...... 93 4.5.2. Połączenia zgrzewane i spawane ...... 94 4.5.3. Połączenia gwintowe ...... 97 5. Pojazdy parowe ...... 101 5.1. Samochody parowe ...... 102 5.2. Parowozy ...... 106 5.3. Lokomobila ...... 112 5.4. Linie kolejowe ...... 113 6. Pojazdy spalinowe ...... 117 6.1. Samochody ...... 117 6.1.1. Prekursorzy ...... 117 6.1.2. Pierwsze wyścigi ...... 119 6.1.3. Europejskie koncerny ...... 121 6.1.4. Początki przemysłu samochodowego w USA ...... 122 6.1.5. Kalendarium rozwoju motoryzacji ...... 123 6.1.6. Rozwój samochodów ciężarowych ...... 129 6.1.7. Samochody w Polsce ...... 131 6.2. Jednoślady ...... 134 6.2.1. Rower ...... 134 6.2.2. Motocykl ...... 137 7. Statki, łodzie i okręty ...... 141 7.1. Statki egipskie ...... 141 7.2. Statki Fenicjan ...... 143 7.3. Statki greckie ...... 144 7.4. Statki Rzymian ...... 145 7.5. Statki Wikingów ...... 147 7.6. Statki żaglowe ...... 149 7.6.1. Koga ...... 149 7.6.2. Holk ...... 149 7.6.3. Karawela ...... 149 7.6.4. Karaka ...... 150 7.6.5. Galeon ...... 151 7.6.6. Fregata wojenna ...... 152 7.6.7. Żaglowiec wielorybniczy ...... 153 7.6.8. Kliper ...... 154 7.6.9. Szkuner ...... 154 7.7. Parowce ...... 155 7.8. Pancerniki ...... 157

6 Spis treści 7.9. Lotniskowce ...... 159 7.10. Łodzie podwodne ...... 161 8. Lotnictwo i astronautyka ...... 167 8.1. Lotnictwo ...... 167 8.1.1. Balon ...... 167 8.1.2. Sterowiec ...... 169 8.1.3. Latawiec ...... 171 8.1.4. Lotnia ...... 172 8.1.5. Szybowiec ...... 172 8.1.6. Skrzydłowiec ...... 175 8.1.7. Samolot...... 177 8.1.8. Spadochron ...... 195 8.1.9. Śmigłowiec ...... 197 8.2. Astronautyka ...... 207 8.2.1. Rakieta ...... 208 8.2.2. Pierwsze sztuczne satelity ...... 211 8.2.3. Człowiek na orbicie ...... 211 8.2.4. Program Apollo ...... 213 8.2.5. Wahadłowiec ...... 213 8.2.6. Samolot kosmiczny ...... 214 8.2.7. Sonda kosmiczna ...... 215 9. Ludzie techniki ...... 217 Źródła ilustracji ...... 239 Bibliografia ...... 247 Adresy stron internetowych ...... 249

1. Wprowadzenie

Przez technikę rozumiemy całokształt Zakres wiedzy dotyczący poszczegól- środków i czynności wchodzących w zakres nych dyscyplin został wypracowany przez działalności ludzkiej, które związane są z ludzkość na przestrzeni wieków. O tym jak wytwarzaniem dóbr materialnych oraz umie- się to stało mówi nam historia, czyli dzie- jętnością posługiwania się nimi. Technika dzina nauki zajmująca się dochodzeniem do jest zatem nierozerwalnie związana z produk- wiedzy o zdarzeniach minionych na podsta- cją, a wiedza która jej dotyczy kryje się pod wie świadków bezpośrednich, źródeł pisa- pojęciem inżynierii. nych oraz wyników badań nauk pomocni- Działalnością badawczą w zakresie tech- czych historii. Wynikiem badań historycz- niki zajmują się nauki techniczne, na które nych jest opis dziejów, czyli historiografia. składa się szereg dyscyplin naukowych. Są W ramach bieżącego opracowania sta- to: rano się przedstawić wybrane zagadnienia z architektura i urbanistyka, historii techniki w zakresie: metalurgii, inży- automatyka i robotyka, nierii materiałowej, budowy i eksploatacji biocybernetyka i inżynieria biome- maszyn i transportu. Dobór zakresu materiału dyczna, wynikał z faktu, iż był on przygotowany na potrzeby wykładu z przedmiotu „Historia biotechnologia, techniki”, adresowanego dla studentów kie- budowa i eksploatacja maszyn, runku „Mechanika i budowa maszyn”, kształ- budownictwo, cących się w Politechnice Lubelskiej oraz w elektronika, Państwowej Wyższej Szkole Zawodowej w elektrotechnika, Chełmie. geodezja i kartografia, Ze względu na obszerność poruszanych tematów, w opracowaniu ograniczono się górnictwo i geologia inżynierska, tylko do podania wybranych zagadnień informatyka, (każdy z rozdziałów książki można bowiem inżynieria chemiczna, bez problemów rozwinąć do rozmiaru od- inżynieria materiałowa, dzielnego opracowania), które powinny być inżynieria środowiska, interesujące dla Czytelnika, a jednocześnie mechanika, skłaniać Go do rozszerzenia wiedzy we wła- snym zakresie. Pomocne może być tutaj się- metalurgia, gnięcie do literatury specjalistycznej, za- technologia chemiczna, mieszczonej w bibliografii opracowania. telekomunikacja, W tym miejscu należy zauważyć, że transport, Autor opracowania jest profesorem nauk włókiennictwo. technicznych, a nie historykiem. Historia sta-

9 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki nowi tylko jego hobby. Z tego względu pod- miejscu należy wyrazić uznanie dla wszyst- czas przygotowywania materiału do druku kich, na ogół anonimowych, Autorów rozwi- stosowano metodykę właściwą dla opraco- jających ideę wspólnej wolnej wiedzy, którzy wań technicznych, a nie historycznych. godzą sie na swobodną redystrybucje i po- W konsekwencji wiele z przytaczanych fak- nowne wykorzystanie ich twórczości. tów nie zostało zweryfikowanych w sposób Na zakończenie Autor kieruje słowa po- właściwy historykom. Dlatego też, zdaniem dziękowania do tych wszystkich, którzy Autora, prezentowane opracowanie powinno przyczynili się do powstania opracowania. być traktowane raczej jako pozycja Szczególny wkład w tym zakresie wnieśli popularnonaukowa niż rzetelne źródło histo- studenci Politechniki Lubelskiej i Państwo- riograficzne. wej Wyższej Szkoły Zawodowej w Chełmie, Przy opracowywaniu podręcznika sze- którzy w ramach prowadzonych zajęć dy- roko korzystano z informacji zamieszczonych daktycznych przygotowali setki prezentacji w Internecie. Wykaz wziętych pod uwagę adna temat historii konkretnych wynalazków. resów stron internetowych zamieszczono na Szereg z nich zostało wykorzystanych przy końcu opracowania. W przypadku korzysta- pisaniu opracowania. Oddzielne podzięko- nia z wiadomości podawanych w Wikime- wania skierowane są do recenzenta dra hab. diach przytaczano je kierując sie wytycznymi inż. Krzysztofa Łukasika, którego cenne podanymi na stronie http://wikimediafoun uwagi miały znaczący wpływ na ostateczną, dation.org/wiki/Warunki_korzystania. W tym prezentowaną Państwu formę opracowania.

10 2. Pozyskiwanie energii

Energia to podstawowa wielkość fi-   zyczna, opisująca potencjalną zdolność da-     nego ciała do wykonania określonej pracy. = 2 1 − K mcE  ,1 (2.1) W efekcie wykonanej pracy energia układu  2  −  v  ż  1    fizycznego ulega obni eniu i jest zawsze   c   ograniczona od dołu. Brak takiego ograniczenia mógłby oznaczać możliwość czerpa- gdzie: c – prędkość światła w próżni. nia energii i wykonywania pracy bez końca W przypadkach, gdy prędkość v jest dużo (perpetum mobile). Jednostką energii w ukła- mniejsza od prędkości światła< (v< c) energię dzie SI jest dżul (J). Inne spotykane jednostki kinetyczną oblicza się z zależności: energii to: kGm, kWh, cal, eV. = 1 2 . K mvE (2.2) W zależności od rodzaju energii można 2 wyróżnić: Energia potencjalna to energia ele- energię mechaniczną, mentu umieszczonego w polu potencjalnym − kinetyczną, (np. ciężkości). Energię tę zawsze definiuje − potencjalną, się względem jakiegoś poziomu zerowego. energię cieplną, Energia termiczna (czasami nazy- energię elektryczną, wana energią cieplną) jest to część energii energię chemiczną, wewnętrznej układu, która może być przeka- energię jądrową. zana innemu układowi w formie ciepła. Energia mechaniczna to suma Wszystkie ciała mają określoną energię energii kinetycznej i potencjalnej. Jest to wewnętrzną, związaną z ruchem chaotycz- energia związana z ruchem i położeniem nym i drganiami cząstek tworzących to ciało. obiektu fizycznego (układ punktów material- Energia wewnętrzna jest wprost proporcjo- nych, ośrodek ciągły itp.) względem pew- nalna do temperatury ciała. Część energii nego układu odniesienia. W sensie technicz- wewnętrznej, która może być bezpośrednio w nym termin energia mechaniczna oznacza sposób spontaniczny wymieniona między ciałami nazywana jest energią termiczną. W zdolność do wytworzenia oraz przekazania przypadku odpowiedniego kontaktu między napędu (np. moment na wale, siła na cięgnie) ciałami o różnej temperaturze część energii przez maszynę. wewnętrznej ciała o temperaturze wyższej Energia kinetyczna to energia ciała przepływa do ciała o temperaturze niższej, aż wynikająca z jego ruchu. Dla ciała o masie m do wyrównania się temperatur obu ciał. Ilość poruszającego się z prędkością v energię ki- energii, która przepływa w ramach procesu netyczną Ek w ruchu postępowym można równoważna jest ilości ciepła jaką oba ciała obliczyć z równania: wymieniły między sobą.

11 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Energia elektryczna to energia energia wody (I w. p.n.e), prądu elektrycznego przekazywana odbiorni- energia pary (XVII w.), kowi wykonującemu pracę lub zmieniają- energia elektryczna (XIX w.), cemu ją na inną formę energii. Energię elek- energia słoneczna (XX w.), tryczną W przepływającą lub pobieraną przez urządzenie określa iloczyn natężenia prądu I energia jądrowa (XX w.). przepływającego przez odbiornik, napięcia U Poniżej w sposób bardziej szczegółowy na odbiorniku i czasu t przepływu prądu opisano historie pozyskiwania przez czło- przez odbiornik: wieka wymienionych rodzajów energii. W = U I t . (2.3) Zużycie energii elektrycznej w technice mie- 2.1. Energia spalania (ogień) rzone jest w kilowatogodzinach (kWh). Energia chemiczna (energia wiąza- Początkowo człowiek posługiwał się nia chemicznego) to najmniejsza energia po- ogniem pochodzenia naturalnego (prawdopo- trzebna do rozerwania wiązania chemicz- dobnie od wybuchu wulkanu lub uderzenia nego. Ten rodzaj energii najczęściej wyraża pioruna). Przekonawszy się o jego licznych się w jednostkach kJ/mol. zaletach (światło, ciepło, przyrządzanie po- traw itd.) nauczył się go podtrzymywać. To Energia ją drowa to energia uzyski- istotne z punktu cywilizacji odkrycie (zda- wana w drodze kontrolowanych przemian ją- niem niektórych badaczy najważniejsze na drowych. Otrzymywana jest głównie w wy- drodze „uczłowiecznienia się” małpoluda) niku rozszczepiania ciężkich jąder atomo- datowane jest w sposób rozmaity, nawet na wych oraz w niewielkim stopniu w wyniku 600.000 lat temu. Całkowicie pewnych do- rozpadów promieniotwórczych (trwają prace wodów posługiwania się ogniem dostarczają nad przeprowadzeniem kontrolowanej fuzji jednakże znaleziska a Czoukoutien (Chiny) lekkich jąder atomowych). pochodzące sprzed 300 tysięcy lat. Reakcje rozszczepiania ciężkich jąder W okresie późniejszym człowiek nabył atomowych (głównie uranu-235) przeprowa- umiejętność niecenia ognia (prawdopodobnie dza się w reaktorach atomowych, gdzie ener- około 100 tysięcy lat temu). Przypuszcza się, gia jądrowa zamieniana jest na energię we- że ogień po raz pierwszy skrzesano przypad- wnętrzną (cieplną). Energia ta jest następnie kowo w trakcie obróbki kamienia. Nieliczne wykorzystywana do napędzania turbin gene- społeczności będące na etapie epoki kamien- ratorów energii elektrycznej, jak również do nej, które przetrwały po dziś dzień rozniecają napędu lotniskowców i okrętów podwod- ogień różnymi metodami. Sprowadzają się nych. Obecnie około 7% energii zużywanej one na ogół do szybkiego pocierania o siebie przez ludzkość (w tym 15,7% energii elek- kawałków twardego i miękkiego wysuszo- trycznej) jest produkowana z energii z jąder nego drewna. Z czasem zastosowano do nie- atomowych. cenia ognia ruch obrotowy. W tym celu Wraz z rozwojem cywilizacji ludzie na- „wiercono” w miękkim kawałku drewna bywali umiejętności pozyskiwania kolejnych twardym kijem (rys. 2.1) obracanym przez rodzajów energii. Uogólniając można podać pocieranie między złożonymi dłońmi. Ta następujący porządek źródeł energii pozyska- metoda została udoskonalona w epoce neo- nych przez człowieka: litu, gdy kijek zaczęto napędzać odpowiednio energia spalania (ogień) (600.000 p.n.e), założoną nań cięciwą łuku przesuwaną tam i energia sprężystości (60.000 p.n.e), z powrotem (tzw. świder smyczkowy). energia odzwierzęca (4.000 p.n.e), W starożytnym Egipcie do rozpalania energia wiatrowa (3.500 p.n.e), ognia stosowano także soczewki szklane sku- piające promienie słoneczne, które w postaci 12 2. Pozyskiwanie energii

1836 – w USA w stanie Massachusetts uruchomiono pierwszą fabrykę zapałek z łebkami fosforowymi; 1845 – austriacki chemik Anton von Schrotter (1802-1875) uzyskał czerwony fosfor; 1855 – Szwed Johan Edvard Lundström (1815-1888) uruchamia fabryczną pro- dukcję zapałek bezpiecznych tzw. zapa- łek szwedzkich. W późniejszych latach energię spalania Rys. 2.1. Oprzyrządowanie do niecenia ognia wykorzystano, w opracowywanych począw- przez pocieranie o siebie miękkiego i twardego szy od XIX wieku, silnikach spalinowych. kawałka drewna Jednakże ze względu na powszechność stosowania napędów tego rodzaju, zagadnieniu silnej wiązki światła wywoływały ogień w temu poświęcono jeden z kolejnych rozdzia- materiale łatwopalnym. Ta metoda niecenia łów opracowania. ognia wykorzystywana była jeszcze w XVII i XVIII wieku. W okresie późniejszym ogień zaczęto 2.2. Energia sprężystości niecić stosując rozmaite krzesiwa, od których był już tylko jeden krok do obecnie wykorzy- W oparciu o znajomość tego rodzaju stywanych zapałek. Ważniejsze wydarzenia energii powstała ponad 60.000 lata temu związane z produkcją zapałek podano poniżej pierwsza maszyna – łuk, która uwolniła nie- w formie kalendarium: wielkie gromady koczowników od widma śmierci głodowej. W starożytności budowano 507 – w Chinach wynaleziono pierwsze rozmaite machiny do miotania pocisków, zapałki. Zwano je „ognistym calowym wykorzystujące energię sprężystości (patrz patykiem” i składały się one z patyka rozdział 10). Wykorzystywano w tym celu sosnowego z główką z siarki; energię skręcanych lin oraz sprężystość be- 1805 – w Paryżu Chancel, asystent lek. W wieku XVI zastosowano sprężynę do francuskiego chemika Louis Jacques napędu zegarków. Thenharda (1777-1857), wyprodukował pierwsze europejskie zapałki. Ich zapa- lenie następowało przez zanurzenie 2.3. Energia odzwierzęca końca specjalnie spreparowanej drewnianej drzazgi w stężonym kwasie siar- Zwierzęta (poza psem, którego znali już kowym; myśliwi koczujący) zaczęto oswajać i hodo- wać w okresie przechodzenia przez czło- 1826 – angielski aptekarz John Walker wieka w osiadły tryb życia, co miało miejsce (1781-1859) wynalazł zapałki składające około 6.000 lat p.n.e. Kolejno oswojono się z chloranu potasowego, siarczku an- krowę, konia, świnię i kurę. Co najmniej od tymonu i krochmalu. Zapalały się przez 4.000 lat p.n.e używano zwierząt jucznych ś potarcie o papier cierny (o powierzchni (osioł), a od 3.500 lat p.n.e. zwierząt pocią- ściernej z mielonego szkła); gowych (wół) – rys. 2.2. Natomiast począw- 1833 – Anglik Samuel Jones (1801- szy od V wieku p.n.e. zaczęto wykorzysty- 1859) zaczął produkować w Londynie wać także siłę zwierząt do celów produkcyj- zapałki fosforowe; nych (kierat).

13 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 2.2. Orka radłem drewnianym (Grecja, VI w. p.n.e.) Rys. 2.4. Wiatraki typu: kozłowego (po prawej) Kierat to zespół przekładni zębatych, oraz holenderskiego (po lewej) najczęściej składających się z dwóch par kół przymocowanych do ramy. Największe z kół zagadnienie wykorzystania energii wiatrowej jest połączone z dyszlem służącym do zado napędu statków opisano w rozdziale 7. przęgania zwierząt pociągowych. Zwierzęta obracają przekładnię chodząc po okręgu o Energia wiatrowa wykorzystywana była średnicy około 10 m. także do napędu maszyn lokalizowanych na lądzie. Pierwsze wiatraki stosowane były Pierwsze kieraty budowane były całko- przez ludzi do mielenia ziarna oraz pompo- wicie z drewna, łącznie z kołami zębatymi. wania wody. Pierwszy opis wiatraków po- W wieku XIX w Polsce zaczęto budować kie- wstał w Indiach i pochodzi z około 400 roku raty ze stali i z żeliwa (rys. 2.3). Elektryfika- p.n.e. W Chinach oraz w krajach basenu Mo- cja wsi oraz upowszechnienie silników elek- rza Śródziemnego wiatraki pojawiły się na trycznych (począwszy od lat 60-tych XX początku naszej ery. Stosowane były one wieku) spowodowały, iż kieraty praktycznie głównie do przepompowywania wody (na- znikły z życia wsi polskiej. wadnianie i osuszanie pól) oraz do mielenia zboża. W VIII wieku w Europie pojawiły się wiatraki napędzane czterema skrzydłami. Specjalistami w budowie urządzeń tego typu byli Holendrzy. Najstarszym typem wiatraka występują- cego na ziemiach polskich jest wiatrak ko- złowy, czyli tzw. koźlak (rys. 2.4). Konstruk- cje tego typu powstawały już w pierwszej połowie XIV wieku (głównie na Kujawach i w Wielkopolsce) i dotrwały bez większych Rys. 2.3. Młockarnia z roku 1881, napędzana kie- ratem zmian aż do wieku XX. Ich cechą charaktery- styczną jest to, iż cały budynek wiatraka wraz ze skrzydłami obracany jest wokół piono- 2.4. Energia wiatrowa wego drewnianego słupa tzw. sztembra. Słup ten podparty jest najczęściej czterema za- Około 3.500 lat p.n.e. ludy wschodniej strzałami, a jego dolna część tkwi w dwóch części Morza Śródziemnego rozpoczęły wy- krzyżujących się podwalinach. Z tylnej (prze- posażanie swych statków w żagle. Dowodem ciwnej do skrzydeł) ściany wiatraka wystawał tego jest prymitywny model z gliny wyko- specjalny dyszel współpracujący z kołowro- pany w Eridu w Mezopotamii, który ma tem, który ustawiał budynek skrzydłami do gniazdo na maszt i otwory na liny. Szerzej kierunku wiatru.

14 2. Pozyskiwanie energii W wieku XVII w Europie wprowa- jednym z pionierów amerykańskiego przemy- dzono nowy typ wiatraka o bryle zasadniczo słu elektrotechnicznego. Jego firma Brush nieruchomej z dachem na podstawie kołowej, Electric połaczyła się w 1892 roku z Edison obracającym się na łożysku posadowionym General Eletric Company tworząc General na oczepie wieńczącym ściany u góry. Zdol- Eletric, będący dzisiaj jednym z najwięk- ność obrotu „czapy” dachu o 360° pozwalała szych w świecie koncernów. Jak na owe na ustawienie powierzchni skrzydeł prosto- czasy turbina Brush’a (rys. 2.5) była impo- padle do kierunku wiatru. Pozostała część nująca: wirnik miał średnicę 17 metrów i budynku założona na rzucie ośmioboku (ho- składał się ze 144 łopat zrobionych z drewna lendry drewniane) – rys. 2.4 – lub koła (ho- cedrowego. Siłownia pracowała przez 20 lat lendry murowane) nie zmieniała nigdy swego ładując akumulatory znajdujące się w piw- położenia. Ojczyzną wiatraków holender- nicy posiadłości Brush’a. Moc jak na roz- skich jak sama nazwa wskazuje jest Holan- miary urządzenia nie była imponująca i wy- dia. Wiatraki tego typu przyjęły się głównie nosiła 12 kW. na zachodnich i północnych rubieżach Polski Zasadniczy rozwój siłowni wiatrowych (począwszy od XVIII wieku), ale nigdy nie nastąpił w okresie po II wojnie światowej. wyparły wiatraków typu starszego, czyli W 1950 roku inżynier Johannes Juul (1887- koźlaków. 1969) skonstruował pierwszą siłownię wia- Pod koniec wieku XIX rozwój maszyny trową z generatorem prądu przemiennego. parowej spowodował wyparcie napędu wia- Siedem lat później na wybrzeżu Gedser w trowego z wielu dziedzin życia. Równocze- Danii zbudował on elektrownię wiatrową do śnie zaczęto stosować wiatraki do wytwarza- dzisiaj uważaną za nowoczesną (rys. 2.6). nia energii elektrycznej. Siłownia o mocy 200 kW napędzana była Podczas zimy 1887/88 Charles F. Brush trójpłatowym wirnikiem zwróconym przo- (1849-1929) zbudował pierwszą samoczyn- dem do wiatru, miała generator asynchro- nie działającą siłownię wiatrową, produku- niczny, mechanizm ustawiania kierunku, ha- jącą energię elektryczną. Człowiek ten był mulce aerodynamiczne oraz regulację masy przez zmianę kąta natarcia łopat. Siłownie wiatrowe ulegały w latach późniejszych stopniowej rozbudowie (zgodnie z tab. 2.1), w wyniku której sukcesywnie zwiększano moc produkcyjną prądu elektrycznego.

Rys. 2.5. Pierwsza siłownia wiatrowa zbudowana Rys. 2.6. Nowoczesna siłownia wiatrowa skon- przez Charlesa F. Brusha, 1887/88 r. struowana przez Johannesa Juul’a, 1957 r.

15 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Tab. 2.1. Umowne etapy rozwoju współczesnych siłowni (elektrowni) wiatrowych

1955 – 1985 1985 – 1989 1989 – 1994 po 1994 − Średnica wirnika do − Średnica wirnika do − Średnica wirnika od − Średnica wirnika 15 m; 30 m; 30 do 50 m; ponad 50 m; − małe siłownie − pierwsze seryjne − produkcja masowa − przyspieszenie domowe, siłownie wiatrowe; siłowni o mocy 600 rozwoju − poszukiwanie − początki tworzenia kW. technologicznego; rozwiązań standardów − powstają siłownie o problemów przemysłowych. mocy 850 kW, 1 teoretycznych; MW, 1,5 MW, 2 − brak standardów MW i więcej. międzynarodowych.

nasiębierne (wykorzystuje głównie energię potencjalną wody) o największej 2.5. Energia wody wydajności; Energia wytwarzana przez nurt płynącej śródsiębierne (wykorzystuje energię rzeki została po raz pierwszy wykorzystana potencjalną i kinetyczną wody); do napędu koła wodnego już w I wieku p.n.e. podsiębierne (wykorzystuje głównie Koło wodne (będące zapewne najstar- energię kinetyczną wody). szą maszyną poruszaną siłą wody) składa się Pierwsza informacja o kole wodnym za- z dużego koła o średnicy do 20 m, do którego stosowanym w Polsce do napędu młyna w przymocowane są drewniane lub gliniane Łęczycy pochodzi z 1145 roku. W następ- czerpaki (podnoszące wodę w górę). Koła ta- nych latach za przykładem Zachodu urządze- kie do tej pory czerpią wodę z rzeki Asi w nie to rozpowszechnia się w naszym kraju. Syrii, przelewając ją do akweduktów, któ- W XIII wieku stosowane jest już nie tylko do rymi jest ona rozprowadzana na pola. Stosuje przemiału zboża, ale także do napędu folu- się je również w innych krajach Bliskiego szy, kuźnic (rys. 2.8) i tartaków. W XVI Wschodu oraz używa się w Hercegowinie, wieku na terenach etnicznych ziem Rzeczy- gdzie wprowadzili je jeszcze Turcy. W Wiet- pospolitej znajduje się już około 3000 kół namie stosowane są koła wodne, o średnicach wodnych o łącznej mocy 6000 KM. Służą 10÷15 m, zbudowane całkowicie z bambusa. one do napędu około 1000 młynów zbożo- wych, 200 kuźnic i zakładów metalowych, W zależności od sposobu oddziaływania 100 tartaków, 30 papierni oraz licznych ole- wody na koło wodne wyróżnia się następu- jarni i innych zakładów. Znaczną część tych jące jego rodzaje (rys. 2.7):

Rys. 2.7. Rodzaje kół wodnych (kolejno od lewej): nasiębierne, śródsiębierne i podsiębierne

16 2. Pozyskiwanie energii W roku 1848 James B. Francis (1815- 1892) udoskonala konstrukcję turbiny reakcyjnej, dzięki czemu osiąga ona już spraw- ność rzędu 90%. Ten inżynier amerykański przeprowadza wiele eksperymentów oraz opracowuje szereg technik obliczeniowych, umożliwiających następcom lepiej zrozumieć zjawiska związane z przepływem wody na łopatkach. Kolejny rodzaj turbiny reakcyjnej Rys. 2.8. Koło wodne w kuźnicy w Oliwie opracowuje w roku 1913 Viktor Kaplan (1876-1934) – jest to turbina śmigłowa, w której łopatki mają kształt podobny do śrub kół stanowią koła nasiębierne. W roku 1752 okrętowych. rotmistrz Walenty Hendell z Wrocławia sto- Inny rodzaj turbiny, zwany akcyjnym suje koło wodne do podnoszenia wody w (natryskowym), w którym woda zostaje do- wodociągu miejskim we Fromborku. Była to prowadzona do wirnika pod ciśnieniem at- jedna z pierwszych tego typu konstrukcji mosferycznym, konstruuje w 1879 roku Le- zbudowanych w dobie odrodzenia. ster Pelton (1829-1908). W turbinie tej dla Na bazie koła wodnego opracowano tur- zwiększenia sprawności, dochodzącej w roz- binę wodną, czyli silnik wodny przetwarza- wiązaniach współczesnych do 92%, stosuje jący energię mechaniczną wody na ruch ob- się specjalnie wyprofilowane łopatki w rotowy za pomocą wirnika z łopatkami. kształcie dwóch połączonych czarek (rys. Obecnie stosowana jest ona głównie do na- 2.9), na których strumień wody dużo łagod- pędu prądnic w elektrowniach wodnych. niej zmienia kierunek. Prymitywna turbina wodna, będąca ko- Turbiny wodne wykorzystane zostały do łem wodnym wyposażonym w krzywoli- napędu generatorów prądu w elektrowniach niowe łopatki, na które kierowano osiowo wodnych (hydroelektrowniach). Pierwsza wodę używana była początkowo do napędu młynów wodnych. Pierwszy opis takiego urządzenia pochodzi już z IX wieku. W połowie wieku XVIII Słowak, matematyk, Ján Andrej Segner (1704-1777) buduje turbinę reakcyjną, czyli taką w której woda doprowadzana jest do wirnika pod ci- śnieniem większym od atmosferycznego. Na- stępnie wspólnie z Leonhardem Eulerem (1707-1783) opracowuje elementy teorii projektowania turbin. W roku 1827 Benoit Fourneyron (1802-1867), w wieku 25 lat, buduje turbinę z wirnikiem ułożonym poziomo (w odróżnieniu od pionowo ustawianego koła wodnego) o mocy 6 KM. Następnie intensywnie rozwija swoje urządzenie, które w roku 1837 ma już moc 60 KM i pracuje z prędkością obrotową 2300 obr./min. Przy tym ma małe rozmiary (średnica wirnika 30 cm, masa 16 kg) i bardzo dużą sprawność (ok. 80%). Rys. 2.9. Turbina Peltona - rysunek z patentu, z roku 1880 17 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki elektrownia tego typu została zbudowana w roku 1882 w Appleton (Wisconsin, USA) na rzece Fox. Dostarczała ona energię do produkcji papieru. Na przełomie wieku XIX i XX zaczęto budować wiele elektrowni tego typu, między innymi w Szwajcarii przy wielkim udziale przyszłego polskiego prezydenta Gabriela Narutowicza (1865-1922). Obecnie hydroelektrownie są bardzo rozpowszechnione i odpowiadają za produkcje około 20% energii elektrycznej.

Rys. 2.11. Ilustracja Gaspara Schotta przedsta- 2.6. Energia pary wiająca doświadczenie z półkulami magdeburskimi, 1654 r. Opanowanie energii pary było już marzeniem starożytnych. Grecki wynalazca dzono, że ciśnienie atmosferyczne może wy- Heron (ok. 10 – ok. 70) zaprojektował około konać pracę. Warto tutaj wspomnieć o do- 60 roku prymitywną turbinę parową, mającą świadczeniach wykonanych przez Otto von kształt kuli z dołączona parą dysz (rys. 2.10). Guericke (1602-1686). W jednym z nich, Doprowadzenie pary (ze znajdującego się na które miało miejsce w roku 1654 w Magde- dole paleniska) do wnętrza kuli powodowało burgu wykorzystano dwie półkule metalowe jej obrót w momencie gdy wydostawała się o średnicy 42 cm każda o skrajnie zeszlifo- ona przez dysze. Heron uważał swój wynala- wanych krawędziach. Półkule te zostały połą- zek raczej za nowinkę techniczną (zabawkę) czone ze sobą i uszczelnione, a następnie wy- niż użyteczne źródło energii. Na skuteczne pompowano z nich powietrze. Okazało się, że wykorzystanie pary do napędu maszyn trzeba do rozerwania półkul potrzeba było zastoso- było poczekać jeszcze ponad 1,5 tysiąca lat. wać dwa zaprzęgi po osiem koni każdy – rys. W wieku XVII dokonano szeregu 2.11. eksperymentów, w wyniku których stwier- Odkrycie Guericke skłoniło wielu ludzi do poszukiwania silnika wykorzystującego ciśnienie atmosferyczne. Wspomnimy o kilku z nich. W roku 1682 Cristiaan Huygens (1629-1695), bazując na pomyśle księdza Je- ana de Hautefeuille (1647-1724), przeprowa- dził próby z prochową maszyną atmosfe- ryczną – pokazaną na rys. 2.12. W cylindrze H umieszczano nieco prochu armatniego, który w trakcie nagłego spalania usuwał powietrze przez skórzane węże D. Te z kolei pod wpływem ciśnienia atmosferycznego ulegały zaciśnięciu i w ten sposób w cylindrze powstawało podciśnienie. Następnie tłok B pod wpływem ciśnienia atmosferycznego ulegał przesunięciu w dół i mógł wykonać pracę. Na genialny pomysł ulepszenia maszyny prochowej przez zastąpienie płomienia prochu parą wodną wpadł Denis Papin (1647- Rys. 2.10. Replika bani Herona z 60 roku

18 2. Pozyskiwanie energii

Rys. 2.14. Pompa Papina – rysunek z 1704 r.

mosferycznego). Pomimo entuzjazmu odkrywcy jego wynalazek nie znalazł zastoso- Rys. 2.12. Maszyna prochowa Huygensa wania ze względu na liczne wady: powol- ność (zaledwie 1 skok tłoka na minutę), kło- ok. 1712), który w roku 1690 ogłosił swój potliwe manipulowanie paleniskiem oraz wynalazek w rozprawie „Nowa metoda otrzy- działanie ognia na cylinder powodujące jego mywania znacznych sił napędowych małym szybkie niszczenie. Niezrażony Papin pracuje kosztem”. Rok ten przyjmuje się obecnie za nad ulepszeniem swojej maszyny i po kilku rok narodzin maszyny parowej. latach czyni wielki krok naprzód przechodząc Maszyna Papina (rys. 2.13) była cylin- od maszyny atmosferycznej do właściwej drem z tłokiem zawierającym na dnie nie- maszyny parowej. W nowej wersji (rys. 2.14) wielką ilość wody. Podgrzanie dna naczynia kocioł jest odseparowany od cylindra, a roz- powodowało, że woda zamieniała się w parę i prężająca się para nadaje tłokowi ruch (skok) tłok unosił się do góry. Po usunięciu źródła roboczy. Jednakże Papin nie potrafił zaintere- ciepła (koszyk z żarzącymi się węglami) na- sować swoim wynalazkiem przedstawicieli stępowało skroplenie pary i w konsekwencji przemysłu i zmarł w nędzy w roku 1712. ruch tłoka w dół (pod wpływem ciśnienia at- Prace Papina pobudziły inwencję innych wynalazców, m.in. Thomasa Savery’ego (1650-1715), kapitana żeglugi i inżyniera górnika. Wynalazł on pompę parowo-atmos- feryczną, która wreszcie znalazła zastosowanie praktyczne. Po poddaniu maszyny odpo- wiednim próbom Savery opatentował ją w roku 1698, a w roku 1702 założył fabrykę pomp parowych. Praca pompy (rys. 2.15), zwanej też „przyjacielem górników”, prze- biegała w sposób następujący. Parę z kotła 2 doprowadzano rurą, zaopatrzoną w zawór 3, do owalnego zbiornika 1. Zbierająca się w zbiorniku para wypierała z niego wodę do góry. Gdy zbiornik wypełniony był parą po- lewano go z zewnątrz wodą, co doprowa- Rys. 2.13. Maszyna atmosferyczna Papina: 1 – dzało do skroplenia pary. W wyniku tego w woda, 2 - żar zbiorniku powstawało podciśnienie, które 19 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki drze pod tłokiem. Wzrost ciśnienia pary po- wodował ruch tłoka do góry. Kiedy osiągał on położenie najwyższe w cylindrze rozpy- lano wodę, doprowadzaną ze zbiornika znaj- dującego się w górnej części urządzenia. Rozpylona woda powodowała gwałtowne obniżenia ciśnienia w cylindrze i w następ- stwie ruch tłoka do pozycji wyjściowej. Ilość cykli roboczych maszyny wynosiła do 15 na minutę. Początkowo Newcoman nie mógł zna- leźć chętnych do zastosowania swej maszyny. Sytuacja zmieniła się po zawiązaniu przez niego spółki z Saverym. Wspólnicy uruchomili w roku 1712 pierwszą maszynę w kopalni węgla w Dudley Castle. Miała ona moc około 5,5 KM i pompowała w jednym ruchu roboczym 10 galonów (45,5 l) wody na Rys. 2.15. Pompa Savery’ego, tzw. „Miners wysokość 153 stóp (46,7 m). Po kilku latach friend”: 1 – zbiornik wody, 2 – kocioł, 3 – kurek, maszyna rozpowszechniła się w całej Anglii, 4 – rura ssąca, 5 – rura tłocząca a w roku 1722 miało miejsce jej pierwsze uruchomienie poza Anglią, tj. w kopalni sre- umożliwiało zassanie rurą 4 wody ze zbior- bra w Bańskiej Bystrzycy na terenie dzisiej- nika dolnego. Przeciętnie można było wyko- szej Słowacji. W roku śmierci Thomasa nać około 5 cykli pracy pompy na minutę. Newcomena (1729) na terenie Europy pra- Jak na owe czasy maszyna Savery’ego miała cowało już ponad 100 silników parowych wiele zalet. Za wyjątkiem zaworów i kurków tego typu, a rozwiązanie to przetrwało aż do nie było w niej części ruchomych co uła- twiało budowę i upraszczało obsługę. Nie- mniej jednak nie czyniła zadość potrzebom górnictwa. Głębokość ssania tej pompy nie przekraczała 10 m, zaś wysokość słupa wody wypieranego do góry zależała od ciśnienia pary. Savery ze względu na ograniczenia techniczne nie był w stanie osiągnąć w kotle ciśnienia większego niż trzykrotne ciśnienie atmosferyczne (3 at.), dzięki czemu można było tłoczyć wodę tylko do wysokości 30 m, a i przy tym ciśnieniu dochodziło do rozsa- dzania zbiorników. Dalszy rozwój maszyny parowej zwią- zany jest z osobą angielskiego kowala Tho- masa Newcomena (1664-1729). Opracował on nowy typ maszyny parowej do odwadnia- nia kopalń, na którą uzyskał patent w 1705 r. Zasada pracy tej maszyny była następująca (rys. 2.16). Palenisko podgrzewało wodę w kotle a powstająca para zbierała się w cylin- Rys. 2.16. Maszyna atmosferyczna Newcomena

20 2. Pozyskiwanie energii czego tłoka, jej rolę spełniała teraz para wodna; gdy u dołu pojawiało się podciśnie- nie, od góry naciskała para wodna. Zastoso- wanie tych ulepszeń zwiększyło sprawność urządzenia do 4% i pozwoliło zaoszczędzić do 75% paliwa używanego w silnikach New- comena. Maszyna ta nadal była jednostronnego działania, tylko co drugi ruch tłoka (w dół) był ruchem roboczym i można ją było stosować tylko do pompowania wody. Przy- toczone rozwiązania (ulepszenia) zostały opatentowane przez Watta w roku 1769. W roku 1774 lub 1775 Watt zakłada, Rys. 2.17. Maszyna Watta jednostronnego wspólnie z przemysłowcem Matthew Boulto- działania: 1 – koszulka parowa, 2 – kocioł, 3 – nem (1728-1809), w Soho pod Birmingham pompa powietrzna, 4 - kondensator pierwszą w świecie wytwórnię maszyn parowych. Do roku 1800 zbudowano w niej około 250 maszyn. Równocześnie Watt cały czas XX wieku. Ostatni pracujący silnik parowy udoskonala maszynę parową. W efekcie tych tego typu wyłączono w Barnsley dopiero w prac w roku 1782 patentuje maszynę dwu- roku 1934. stronnego działania (rys. 2.18), w której para Maszyna Newcomena zużywała mnó- wodna działa na tłok raz z jednej raz z drugiej stwo paliwa, a jej sprawność wynosiła zaled- strony. wie 0,5÷1%. Mimo tego wszędzie przyjmo- Maszyna dwustronnego działania nada- wana była z entuzjazmem, gdyż dawała wiel- wała się do wszelkich prac m.in. dzięki moż- kie oszczędności w stosunku do pracy ludzi i liwości zamiany ruchu postępowego tłoka na zwierząt. Przykładowo w jednej z kopalń ruch obrotowy. Jej działanie wyjaśnić można francuskich (1739 r.), pracując tylko przez 48 na schemacie pokazanym na rys. 2.19. Para godzin w tygodniu, zastąpiła pracę aż 50 lu- wytwarzana w kotle doprowadzana jest do dzi i 20 koni. cylindra. Tłok wprawiany jest w ruch poprzez Największym mankamentem maszyny naprzemienne wpuszczanie pary pod ciśnie- był system chłodzenia pary, gdyż grube niem do przedniej i tylnej części cylindra. ścianki cylindra (wykonywanego początkowo Następnie za pomocą korbowodu wytwo- z mosiądzu a później z żeliwa) na przemian (co 4 sekundy) nagrzewano i chłodzono, co prowadziło do ogromnych strat cieplnych. Rozwiązanie tego problemu znalazł dopiero wybitny szkocki wynalazca James Watt (1736-1819). Wpadł on na pomysł (1765 r.) by zastosować osobny stale chłodzony zbiornik (kondensator), specjalnie przeznaczony do skraplania pary. W efekcie cylinder, w którym poruszał się tłok był cały czas gorący (rys. 2.17). Ponadto, zastosował on małą pompę powietrzną do utrzymywania w kon- densatorze właściwego podciśnienia przez wypompowywanie resztek wody, powietrza i skroplonej pary. Drugą innowacją była rezy- gnacja z usług atmosfery do napędu robo- Rys. 2.18. Maszyna Watta dwustronnego działania 21 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 2.19. Przekrój przez silnik parowy dwustronnego działania: 1 – tłok, 2 – tłoczysko, 3 – krzyżulec, 4 – korbowód, 5 – wykorbienie wału korbowego, 6 – wał korbowy, 7 – koło zamachowe, 8 – suwak, 9 – regulator odśrodkowy rzona energia przekazywana jest na wał kor- obrażenie na ten temat można sobie wyrobić bowy i koło zamachowe. Dla stabilizowania studiując kalendarium (podane poniżej) uj- prędkości obrotowej w maszynach parowych mujące jej ważniejsze zastosowania: stosowano regulator odśrodkowy. 1712 - maszyna parowa zastosowana do Regulator odśrodkowy obrotów (rys. napędu maszyn o ruchu posuwisto- 2.20), zastosowany po raz pierwszy przez zwrotnym (pompy odwadniające kopal- Watta w roku 1788, wykorzystywał siłę od- nie); środkową do dławienia (za pomocą przepust- 1732 - maszyna parowa użyta do napędu nicy) dopływu pary do cylindra. Wraz ze maszyn o ruchu jałowym; zwiększaniem obrotów silnika (mogącym 1766 - maszyna parowa użyta do napędu doprowadzić do jego przegrzania) następo- miechów hutniczych; wało automatyczne zmniejszanie dopływu 1770 - pierwszy pojazd parowy – ciągnik pary. dział – Nicolas-Joseph Cugnot (1725- Początkowo maszyny parowe pracowały 1804), Paryż; przy niewielkich ciśnieniach (do 1,3 at.). Po- wodowało to, że w silnikach o większej mocy cylindry musiały mieć olbrzymie rozmiary. Podwyższanie ciśnienia następowało stopniowo wraz z rozwojem techniki, osiągając pod koniec XIX wieku wartość 15 at. Silnik parowy stał się symbolem rewolucji przemysłowej, zapoczątkowanej w Anglii na przełomie XVIII i XIX wieku, związanej z przejściem od produkcji manu- fakturowej bądź rzemieślniczej towarów do produkcji fabrycznej na dużą skalę. Niemoż- liwe jest podanie wszystkich sposobów Rys. 2.20. Regulator odśrodkowy obrotów wykorzystania maszyny parowej, pewne wy- stosowany w maszynach parowych

22 2. Pozyskiwanie energii

1783 - pierwsza walcownia z walcarkami mes Nasmyth (1808-1890), Anglia; i innymi maszynami napędzanymi parą – 1845 - przemysłowa produkcja ciągni- John Wilkinson (1728-1808), Anglia; ków parowych, Anglia; 1802 - parowy holownik rzeczny „Char- 1850 - orka za pomocą dwóch lokomo- lotte Dundas” – William Symington bili parowych, Anglia; (1784-1831), Wielka Brytania; 1852 - prototyp sterowca – balon ze śmi- 1805 - koparka z silnikiem parowym – głem napędzanym silnikiem parowym – Oliver Evans (1755-1819), USA; Henri Jules Giffard (1825–1882), Fran- 1807 - pierwszy udany parostatek; cja; 1811 - szybkobieżna maszyna drukarska 1857 - pierwsza winda osobowa z napę- – Friedrich Gottlob Koenig (1774-1833), dem parowym – Elisha Graves Otis Londyn; (1811-1861), Nowy Jork. 1814 - druk gazet przy użyciu maszyny Innym rodzajem silnika cieplnego jest parowej Koeniga; turbina parowa. W urządzeniu tym po- 1819 - pierwszy rejs przez Atlantyk dobnie jak w tłokowym silniku parowym od- parostatku „Savannah” na trasie Nowy bywa się przetwarzanie energii pary wodnej Jork – Liverpool; dopływającej z kotła na pracę mechaniczną. 1828 - pierwszy eksploatowany dyliżans Zasada działania obu tych urządzeń jest jed- parowy – Goldsworthy Gurney (1793– nak zupełnie inna. Odmiennie niż w silniku 1875), Anglia; tłokowym w turbinie parowej zachodzi po- dwójna przemiana energii: 1) przez rozpręże- 1829 - lokomotywa „Rocket” – George nie pary następuje zamiana energii cieplnej Stephenson (1781-1848), Anglia; pary na energię kinetyczną strumienia pary; 1830 - pierwsza linia kolei żelaznej – 2) przetwarzanie energii kinetycznej na pracę Stephenson, Anglia; mechaniczną w kanałach międzyłopatkowych 1839 - pierwsza maszyna parowa w Kró- wirnika. lestwie Polskim – została uruchomiona Pierwszą turbiną parową była opisana na terenia zakładów tekstylnych Lu- we wstępie niniejszego rozdziału bania He- dwika Geyera (1805-1869). Urządzenie rona. O budowie takiego urządzenia myślał to miało moc 60 KM, a uzyskana moc także James Watt, który jednak uznał, że była przenoszona do urządzeń tkackich trudności natury konstrukcyjnej uniemożli- za pomocą systemu pasów transmisyj- wiają budowę turbiny w warunkach przełomu nych (rys. 2.21); wieków XVIII i XIX. Na początku wieku 1842 - młot parowy do kucia metali – Ja- XVII w książce (1629 r.) architekta Giovanni Branca (1571-1645) pokazano urządzenie do rozcierania prochu moździerzowego, napę- dzane czymś co przypominało koło wodne, ale zasilane było parą (rys. 2.22). Obecnie przypuszcza się, iż była to tylko idea, która nie została zrealizowana praktycznie. Z po- mysłu tego skorzystał szwedzki inżynier Karl Gustaf Patrik de Laval (1845-1913), który w roku 1883 opracował projekt turbiny małej mocy, ze specjalnym kształtem dyszy gwa- rantującym dużą prędkość wylotową pary (rys. 2.23). Wirnik turbiny miał tylko jeden Rys. 2.21. Maszyna parowa Ludwika Geyera wieniec łopatek umieszczonych gęsto jedna (1839 r.) za drugą. Po zbudowaniu tej turbiny (1889 r.) 23 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki obrotową turbiny. Po 10 latach Lavalowi udało się zwiększyć moc turbiny do 500 KM, przy jednoczesnym zmniejszeniu pręd- kości obrotowej (do 10.000 obr./min.). Jed- nak i przy tych parametrach występowała tak duża siła odśrodkowa, że w dalszym ciągu stosowano przekładnie zębate do redukcji ob- rotów. Około roku 1900 inni wynalazcy za- częli osadzać szereg kół Lavala jedno za drugim na wspólnym wale. Pomiędzy koła te wstawili koła nieruchome zwane kierowni- cami. Rozwiązanie takie sprawiło, że rozprę- żenie pary zachodziło wiele razy w sposób stopniowy, a nie jednorazowo (w dyszach). W efekcie zmniejszona została prędkość ob- rotowa turbiny i można ją było sprząc bezpo- średnio z generatorem prądu. Niezależnie od Lavala w tym samym czasie (1884 r.) swoją pierwszą turbinę buduje brytyjski inżynier Charles Algernon Par- sons (1854-1931). Ma ona moc 6 KM, a na Rys. 2.22. Turbina wg pomysłu Giovanni Branca, jej wale od razu umieszczonych jest kilka kół 1629 r. roboczych. Strumienie pary w tej turbinie uderzały bezpośrednio w łopatki, a wycho- okazało się, że przy małej mocy (ok. 5,5 KM) dząc z nich odpychały je wstecz. Stąd też na- miała ona ogromną liczbę obrotów (do zwa urządzenia, która przyjęła się w prak- 40.000 obr./min.) co wymuszało stosowanie tyce: „turbina akcyjno – reakcyjna Parsonsa” wirników o małych średnicach (ze względu – rys. 2.24. Ten właśnie typ turbiny wywołał na siły odśrodkowe). Zastosowanie tej tur- rewolucję w energetyce (był on powszechnie biny do napędu generatorów prądu elektrycz- stosowany w elektrowniach). Parsons konse- nego wymagało opracowania przez Lavala kwentnie udoskonalał urządzenie i ciągle skomplikowanej przekładni (o uzębieniu zwiększał jego moc, która wynosiła: w roku daszkowym – rys. 2.23) redukującej prędkość 1900 – 1.000 kW, w roku 1912 – 25.000 kW, a pod koniec życia wynalazcy nawet 200.000 kW.

Rys. 2.23. Turbina Lavala: schemat (obok), obudowa (poniżej)

Rys. 2.24. Turbina Parsonsa, ok. 1887 r.

24 2. Pozyskiwanie energii było to naczynie ze szkła wypełnione wodą i 2.7. Energia elektryczna zatkane korkiem, który był przebity na wylot Tales z Miletu (ok. 625 p.n.e.-ok. 545 miedzianym drutem. Butelkę można było p.n.e) około 550 roku p.n.e. jako pierwszy naładować elektrycznie stykając pręt z nała- zaobserwował zjawiska elektrostatyczne. Za- dowanym ciałem. Poprzez drut i wodę prąd uważył on, że potarty bursztyn nabiera zdol- dostawał się do środka naczynia i ładował ności przyciągania skrawków pewnych mate- dodatnio lub ujemnie jego wewnętrzne riałów. Jego odkrycia wykorzystał William ścianki. Pojemność elektryczną można było Gilbert (1540-1603) dopiero w drugiej poło- znacznie zwiększyć, pokrywając szkło od wie XVI wieku, wykazując, że nie tylko zewnątrz i wewnątrz folią przewodzącą prąd. bursztyn (po grecku nazywa się elektron), ale Po połączeniu obu folii przewodnikiem wiele innych substancji można naelektryzo- można było uzyskać wyraźne efekty rozła- wać przez tarcie. Jego badania kontynuował dowania butelki lejdejskiej. Otto von Guericke (1602-1686), który około Wkrótce po wynalezieniu tego przy- 1663 roku wynalazł prostą maszynę elektro- rządu, francuski ksiądz Jean-Antoine Nollet statyczną, dzięki której zauważył, że stan na- (1700-1770), zapalony eksperymentator, na elektryzowania można przenosić na inne dziedzińcu królewskiego pałacu w Wersalu, przedmioty. w obecności króla i całego dworu, rozładował W roku 1729 Anglik Stephen Gray butelkę lejdejską, używszy zamiast przewod- (1666-1736) stwierdził, że fluid elektryczny nika łańcucha trzymających się za ręce 240 umie przenieść się ze szklanej rury na jej za- królewskich gwardzistów. Zgromadzona w tyczkę, oraz zauważył, że istnieją dobre i złe butelce elektryczność pokazała, jak potężną przewodniki prądu elektrycznego. Używając jest siłą. Ku wielkiemu podziwowi, ale i metalowych przewodów odkrył, że osoba wielkiej uciesze widzów, porażeni wyłado- połączona drutem z ciałem silnie naelektry- waniem gwardziści równocześnie podsko- zowanym doznawała silnego wstrząsu. Od czyli do góry. Innym razem ten sam ekspe- tego momentu elektryczność stała się rymentator rozładował butelkę łańcuchem „modna”. Nieco później dokonano odkrycia, niemal trzykilometrowej długości utworzo- że istnieją dwa rodzaje naelektryzowania ciał nym z zakonników opactwa w Chartreux, w efekcie czego wprowadzono nazwy: elek- tryczność żywiczna i elektryczność szklana. W 1734 r. Francuz Charles-François de Ci- sternay Du Fay (1698-1739) stwierdził istnienie dwóch rodzajów ładunków elektrycznych: dodatnich (powstają w pocieranym szkle) i ujemnych (powstają w pocieranym ebonicie). Znaczny postęp w badaniach doświad- czalnych spowodowało wynalezienie butelki lejdejskiej (rys. 2.25) czyli najstarszej postaci kondensatora elektrycznego - urządzenia do przechowywania elektryczności. Właściwości butelki odkrył przypadkowo w 1745 roku w Lejdzie (stąd nazwa), Pieter van Musschen- broek (1692-1761), profesor tamtejszego uniwersytetu oraz niezależnie od niego Ewald Jürgen von Kleist (1700-1748). Obaj ogłosili swój wynalazek w roku 1740. Pierwotnie Rys. 2.25. Butelka lejdejska, muzeum w Lejdzie

25 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki połączonych ze sobą odcinkami drutu. I w tym doświadczeniu jego uczestnicy wyraźnie odczuli wstrząs. Wielkie znaczenie dla rozwoju elektrostatyki miały prace doświadczalne Benjamina Franklina, który w roku 1752 złapał prąd z błyskawicy do butelki lejdejskiej i dowiódł, że w piorunach jest elektryczność. W 1752 r. Benjamin Franklin (1706-1790) zbudował pierwszy piorunochron, wypuszczając swojego latawca na metalowej lince podczas bu- rzy. W 1785 r. Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) sformułował prawo opisujące oddziaływanie spoczywających ła- dunków elektrycznych. Duże znaczenie praktyczne miały wynalazki Alessandro Volty (1745-1827): kondensator (1782 r.) i ogniwo elektryczne (1800 r.). Gwałtowny rozwój badań zjawisk elektrycznych nastąpił w pierwszej połowie XIX w.: w 1820 r. Hans Rys. 2.26. Generator Pixii’ego, 1832 r. Christian Ørsted (1777-1851) odkrył wza- jemny wpływ zjawisk elektrycznych i ma- Pierwszy w dziejach generator prądu gnetycznych, w 1821 Andre Marie Ampere elektrycznego, pracujący na stałych magne- (1775-1836) odkrył wzajemne oddziaływanie sach, (rys. 2.26) zbudował w roku 1832 Fran- magnetyczne obwodów elektrycznych, przez cuz Hippolyte Pixii (1808-1835). Maszynę które płynie prąd, w 1826 r. Georg Simon tego typu nazwano magnetoelektryczną (w Ohm (1787-1854) określił związek pomiędzy skrócie magneto). Dawała ona stosunkowo natężeniem prądu a napięciem w obwodzie słaby prąd, gdyż pole magnetyczne wytwa- elektrycznym. W 1831 roku Michael Faraday rzane przez magnesy stałe nie jest zbyt silne. (1791-1867) odkrył indukcję elektromagne- Przełomem w produkcji energii elektrycznej tyczną i samoindukcję. Gustav Robert Kir- było wynalezienie w 1866 roku przez Ernsta chhoff (1824-1887) sformułował podstawowe Wernera von Simensa (1816-1892) genera- prawa dotyczące prądów elektrycznych w tora dynamoelektrycznego (w skrócie dy- obwodach (prawa Kirchhoffa). Ścisłe sfor- namo). W urządzeniu tym pole magnetyczne mułowanie fundamentalnych praw elektrody- wytwarzają elektromagnesy zasilane prądem namiki klasycznej podał w 1864 r. James produkowanym przez nie same. Generator Clerk Maxwell (1831-1879), a w 1888 r. He- tego typu pozwala wytwarzać prąd elek- irich Rudolf Hertz (1857-1894) odkrył tryczny w dowolnych ilościach pod warun- przewidziane przez Maxwella fale elektro- kiem, że jest dostateczna ilość energii do jego magnetyczne. W 1897 r. Joseph John Thom- napędu. son (1856-1940) odkrył elektron, w 1909 r. Robert Andrews Millikan (1868-1953) wy- Po pokonaniu problemów związanych z znaczył wielkość ładunku elementarnego. przesyłaniem energii elektrycznej na duże W 1905 roku Albert Einstein (1879-1955) odległości, przy znaczącym udziale Polaka wyjaśnił zjawiska magnetyczne jako efekty Michała Doliwo - Dobrowolskiego (1862- relatywistyczne wywołane ruchem ładunków 1919), który wynalazł prąd trójfazowy rozpo- elektrycznych (teoria względności). częto elektryfikację świata. Pierwszą elek- trownią mógł się poszczycić Nowy Jork

26 2. Pozyskiwanie energii

Rys. 2.27. Pierwsza elektrownia w świecie - Nowy Jork, 1882 r. Rys. 2.28. Dysk Faradaya, 1831 r.

(1882 r.). W zakładzie tym (rys. 2.27) prąd gał prędkość 450 obr./min. Dwa lata później stały wytwarzało 6 dynamomaszyn systemu Davenport zbudował większy silnik, napę- Thomasa Edisona (1847-1931). Każda z nich dzający rotacyjną prasę drukarską. Drukował zasilana była silnikiem parowym o mocy 125 na niej czasopismo poświęcone elektryczno- KM. W rok później powstały elektrownie w ści. Jako pierwsze zastosowanie silnika elek- Petersburgu i Mediolanie, a w roku 1884 w trycznego do napędzania dużego obiektu Berlinie. Od tego czasu energia elektryczna można przyjąć elektrowóz zasilany prądem o zaczęła sukcesywnie zdobywać świat. W Pol- napięciu 150 V, zbudowany w roku 1879 sce pierwsze siłownie cieplne (parowe) poprzez von Siemensa. W roku 1881 zbudował wstały jeszcze w XIX wieku. Dostarczały one on w Berlinie pierwszy elektryczny tramwaj. energii poszczególnym zakładom przemysłu Warto jeszcze dodać, że dwufazowy silnik mechanicznego, włókienniczego, hutom, ko- indukcyjny wynalazł w roku 1887 Nikola Te- palniom itp. Natomiast pierwszą elektrownię sla (1856-1943), elektryk amerykański po- miejską w Królestwie Polskim oddano do chodzenia chorwackiego. W dwa lata później użycia w 1900 r. w Radomiu, kolejną dwa Doliwo-Dobrowolski, zbudował trójfazowy lata później w Warszawie. Po pierwszej woj- silnik indukcyjny z wirnikiem klatkowym. nie światowej planowano w Polsce budowę Wkrótce potem, bo w roku 1902, niemiecki wielu elektrowni, ale zadania tego nie zreali- inżynier Ernst Danielson (1866-1907) zbu- zowano. Dopiero po II wojnie światowej miał dował silnik synchroniczny. miejsce gwałtowny rozwój elektroenergetyki w oparciu o rodzime zasoby surowców – wę- gla kamiennego i brunatnego. 2.8. Silnik spalinowy Odnośnie dziejów silnika elektrycznego Początków silnika spalinowego można należy podać, że pierwszym z nich był tak dopatrywać się w maszynie prochowej Huy- zwany „dysk Faradaya”, wynaleziony w roku gensa – rys. 2.12. Pomimo tego, że maszyna 1831 – rys. 2.28. Trzy lata później Moritz ta nie była wykorzystana praktycznie to urze- Hermann von Jacobi (1801-1874), fizyk i czywistniała zasadniczą cechę silnika spali- elektrotechnik pochodzenia niemieckiego, nowego tłokowego, jaką jest spalenie paliwa zbudował komutatorowy silnik elektryczny i w powietrzu wewnątrz zamkniętego cylindra zastosował go w praktyce do napędzania mieszczącego tłok. Wywołuje to powstanie w łódki. Pierwszy silnik elektryczny zastoso- cylindrze dużego ciśnienia działającego na wany w obrabiarce zbudował w roku 1837 tłok i wprawiającego silnik w ruch. Jednakże amerykański konstruktor Thomas Davenport proch nie nadaje się do skutecznego napędu (1802-1851). Użył go następnie do napędu silnika. wiertarki i tokarki do drewna. Silnik ten osią-

27 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki trzy razy mniej gazu. W ciągu 10 lat sprzedano 5.000 tych silników, których moc za- wierała się w przedziale 0,25÷3 KM (więk- szych mocy nie udało się uzyskać). Jednakże i ten silnik był powolny, hałaśliwy, pracował nieregularnie i dlatego też zniknął momental- nie, gdy tylko ukazał się nowy (opatentowany w 1876 r.) czterotaktowy silnik Otta – rys. 2.30. Tego rodzaju maszyn, tzw. cichych sil- ników Otto wyprodukowano ok. 30.000. Cykl pracy silnika czterosuwowego Rys. 2.29. Dwusuwowy, gazowy silnik Lenoira, składa się z czterech suwów – rys. 2.31. Na ok. 1860 r. początku, w suwie ssania tłok porusza się ku dołowi zasysając mieszankę poprzez jeden W roku 1783 rozpoczęto produkcję gazu lub kilka otwartych zaworów wlotowych świetlnego, w następstwie czego wielu ludzi bezpośrednio do górnej części cylindra. Prze- zaczęło się zastanawiać, czy nie można wy- strzeń pod tłokiem nie jest tu wykorzysty- korzystać tego paliwa do napędu maszyn. W wana, w przeciwieństwie do silnika dwusu- ciągu pierwszych 60 lat XIX wieku wyko- wowego. Następnie, po zamknięciu zaworów nano wiele prac w tym zakresie. Warto tutaj wlotowych, tłok porusza się do góry spręża- wymienić następujące osoby, działające na jąc mieszankę w suwie sprężania. Sprężona tym polu: Philippe Lebon (1801 r.), Samuel mieszanka jest zapalana przez iskrę elek- Brown (1825 r.), L. W. Wright (1833 r.), Ni- tryczną, a tłok popychany przez rozprężające colo Barsanti i Felice Mateucci (1857 r.), się gazy wędruje w dół w suwie pracy. Christian Reithman (1858 r.) i William Sie- W ostatniej fazie, w suwie wydechu, tłok po- mens (1860 r.). Silniki wymienionych twór- ruszając się ku górze wypycha spaliny przez ców (patentowane lub wykonane w latach otwarte w tym czasie zawory wydechowe. podanych w nawiasach) nie znalazły zasto- Potem cały cykl pracy powtarza się. Pomimo sowania praktycznego ze względu na liczne tego, że silnik czterosuwowy jest znacznie usterki, ale pozwoliły na skrystalizowanie za- sprawniejszy od dwusuwowego, to zaledwie sad określających dość jednoznacznie, jak jedna trzecia energii spalonego paliwa prze- powinien być zbudowany silnik spalinowy. kształcana jest w efektywną energię mecha- Osobą, która wykorzystała rezultaty do- niczną. Reszta, ponad 60%, jest tracona po- tychczasowych prób budowy silników spali- nieważ rozpędzone tłoki zatrzymywane są w nowych był Etienne Lenoir (1822-1900). skrajnych położeniach, po czym rozpędzane W roku 1859 konstruuje on swój pierwszy, są w stronę przeciwną. ciężki, wolnobieżny, gazowy silnik (uznany Otto wraz z Langenem założyli (1864 r.) za pierwszy silnik dwusuwowy) – będący pierwszą w świecie fabrykę silników spali- właściwie imitacją maszyny parowej (rys. nowych „N. A. Otto & Cie”, przekształconą 2.29). Silnik ten miał niewielką moc 0,5 KM w 1869 r. w „Gasmotorenfabrik Deutz” (dzi- przy prędkości 50 obr./min., był prymitywny siejsze Deutz AG). W roku 1872 członkiem i niskosprawny oraz stale gasł (rzadko kiedy dyrekcji tej fabryki został Gottlieb Daimler pracował ponad 10 min.). Z powodu tych (1834-1900), który sprowadził do firmy wy- wad bardzo szybko został zastąpiony przez bitnego konstruktora Wilhelma Maybacha silnik dwusuwowy, opracowany przez Niko- (1846-1929). Daimler w sposób znaczący lausa Otto (1832-1891) i Eugena Langena unowocześnił silnik Otto – obniżył jego cię- (1833-1895), zaprezentowany na wystawie żar z 1000 kg do 100 kg na 1 KM mocy. światowej w Paryżu w 1867 r., który zużywał Udało mu się również zwiększyć moc silni-

28 2. Pozyskiwanie energii

Rys. 2.30. Czterosuwowy, gazowy silnik Otta - ok. 1876 r. ków jednocylindrowych do 8 KM (z wartości założył własny warsztat doświadczalny w początkowej 3 KM). W roku 1882 zakłady Cannstatt celem opracowania projektu ma- opuścił pierwszy silnik dwucylindrowy o łego silnika benzynowego dużej mocy, który mocy 80 KM. by zastąpił powszechnie stosowane silniki na Po 10 latach współpracy Daimler rozstał gaz miejski, o dużych gabarytach i odpo- się z Otto i postanowił zbudować własny sil- wiednio znacznym ciężarze. Po roku prac nik na paliwo ciekłe. Daimler w 1882 roku rozwojowych prowadzonych wspólnie z

Rys. 2.31. Schematyczne przedstawienie cyklu pracy silnika czterosuwowego

29 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Daimler postanowił sprawdzić swój silnik w dwukołowym, drewnianym wehikule, przypominającym z wyglądu motocykl, któremu po bokach dodano 2 małe kółka (zabezpieczenie przed wywrotką). Ten pierwszy motocykl świata poruszał się z prędkością 12 km/h – rys. 2.33. Rozwój silników spalinowych związany jest nieoderwalnie z osobą Rudolfa Diesla (1858-1913), który skonstruował silnik o nieco zmienionej konstrukcji i zasadzie dzia- łania, niż silniki spalinowe znane dotychczas. Przyświecającym mu celem było stworzenie maszyny jeszcze wydajniejszej, a opierającej się na ogólnej koncepcji silnika spalinowego. W roku 1893 zdobył patent na swą kon- strukcję „silnika o zapłonie samoczynnym” – 2.34. W roku 1897 Diesel zbudował pierwszy dwucylindrowy silnik o zapłonie samoczynnym, który otrzymał nagrodę Grand Prix na wystawie w Paryżu. Silnik ten bezpośrednio z wystawy został przewieziony do Warszawy, gdzie był zastosowany do napędu prądnicy w Rys. 2.32. Pierwszy szybkobieżny silnik benzynowy Daimlera z 1885 roku. Wyposażony elektrowni hotelu ,,BRISTOL’’. on był w gaźnik oraz regulator obrotów. Zasada pracy czterosuwowego silnika Diesla jest następująca (rys. 2.35). W suwie ssania tłok porusza się w dół, zasysając do Maybachem mieli gotowy czterosuwowy sil- cylindra powietrze przez zawór wlotowy. nik jednocylindrowy (rys. 2.32), jako paliwo zastosowali benzynę, co wówczas nie było oczywiste (mieli do wyboru różne frakcje ropy naftowej oraz olej z oliwek, ten ostatni zapewne był wówczas łatwiej dostępny niż benzyna). Najważniejszą zasługą Daimlera było to, że stworzył silnik o znacznej mocy przy stosunkowo niewielkich wymiarach (dzięki dużej liczbie obrotów, wynoszącej 800÷900 obr./min.). Małe wymiary silnika umożli- wiały jego łatwe zabudowanie w pojazdach mechanicznych. Uruchomienie silnika trwało kilka minut, gdyż mieszanka paliwowa zapalana była za pomocą rurki żarowej, którą należało rozpalić do czerwoności. Wówczas nie stosowano zapłonu elektrycznego, który został upowszechniony przez Karla Benza (1844-1929), dopiero pod koniec wieku XIX. Rys. 2.33. Pierwszy motocykl Daimlera z 1885 roku, nazywany „wstrząsaczem kości”

30 2. Pozyskiwanie energii paliwa. W suwie pracy eksplodująca mieszanka przesuwa tłok ku dołowi. Tłok wę- druje następnie ku górze podczas suwu wydechu. Konstrukcja silnika, którą opracował Diesel była bardzo zawodną i trudną w eksploatacji poprzez zastosowanie wtrysku paliwa do cylindra za pomocą sprężonego powietrza. Układ wtryskowy wymagał wielo- stopniowej sprężarki, aby uzyskać wystar- czająco wysokie ciśnienie powietrza za po- mocą którego wtryskiwana i rozpylana była dawka paliwa. Przy ówczesnej technologii materiałowej zapewnienie odpowiedniej trwałości i niezawodności sprężarki było trudne, powiększało to gabaryty i ciężar nie- małego silnika, oraz zwiększało ilość części ruchomych wymagających okresowego ser- wisowania. Dopiero opracowanie hydraulicznego wtrysku paliwa (1908 r.) pozwoliło na szeroki rozwój silników wysokoprężnych pracujących na oleju napędowym. Pierwszy pojazd dieslowski produkcji firmy MAN był jednocylindrowym gigantem Rys. 2.34. Świadectwo patentowe Rudolfa Diesla o pojemności niemal 20 litrów, który przy z dnia 23.02.1893 r. prędkości 172 obrotów na minutę rozwijał moc 15 kW. W 1936 roku Mercedes zasto- W suwie sprężania tłok porusza się ku górze sował diesla po raz pierwszy w seryjnym au- przy zamkniętych zaworach, przez co wzrasta cie osobowym. Nieco więcej światła na temat ciśnienie i temperatura powietrza w cylin- zastosowania silnika wysokoprężnego daje drze. Pod koniec tego suwu następuje wtrysk przedstawione poniżej kalendarium, zawie-

Rys. 2.35. Schematyczne przedstawienie cyklu pracz silnika wysokoprężnego Diesla 31 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki rające najważniejsze wydarzenia związane z jego rozwojem: 1897 – prace rozwojowe silnika doprowadzają do uzyskania konstrukcji o stosunkowo dobrych własnościach eks- ploatacyjnych; 1902 – 1910 firma MAN wyproduko- wała 82 stacjonarne silniki wysoko- prężne DM12; 1908 – uzyskanie wystarczająco precyzyjnej pompy wtryskowej oraz zastosowanie komory wstępnej; 1910 – zastosowanie pierwszego silnika wysokoprężnego do napędu statków, i rozpoczęcie powolnego wypierania na- pędu parowego; 1923 – pierwszy ciągnik i ciężarówka napędzana silnikiem wysokoprężnym; 1936 – pierwsze zastosowania w samochodach osobowych; Rys. 2.36. Schematyczne przedstawienie cyklu pracy silnika Wankla 1937 – pierwsze zastosowania do napędu samolotów (Junkers); zmianę objętości mieszanki paliwowej uzy- 1968 – zastosowanie silnika wyso- skuje się przez: 1) mimośrodowe umieszcze- koprężnego ustawionego poprzecznie nie najczęściej mimośrodowego tłoka w cy- przez Peugeota w modelu 204; lindrze eliptycznym; 2) zastosowanie kilku 1978 – uruchomienie produkcji VW Golf tłoków o nierównej prędkości lub zazębiają- Diesel; cych się wzajemnie. 1985 – FIAT jako pierwszy prezentuje W silniku Wankla (rys. 2.36) wirnik ob- samochód z doładowanym silnikiem wy- raca się na mimośrodzie wewnątrz komory sokoprężnym z bezpośrednim wtryskiem spalania. W sytuacji, gdy któraś z trzech (Croma TDI), i tym samym narzuca kie- ścian wirnika przechodzi naprzeciw zaworu runek rozwoju silników wysokopręż- wlotowego następuje zassanie mieszanki pa- nych; liwowo – powietrznej. Mieszanka ta jest na- 1993 – FIAT patentuje i wprowadza na stępnie sprężana i zapalana iskrą elektryczną. rynek technologię common rail (nowo- Gazy spalinowe rozprężając się pchają wir- czesna wersja systemu bezpośredniego nik, a następnie uchodzą przez zawór wlo- wtrysku paliwa); towy. 2004 – w krajach Europy zachodniej Silnik Wankla, mimo swych zalet ja- udział nowo rejestrowanych samocho- kimi są zwarta i prosta konstrukcja, wysoka dów z silnikiem wysokoprężnym prze- moc jednostkowa oraz równomierność pracy, kracza 50 %. napotkał przeszkody dla szerokiego zastoso- Stosunkowo nowym rozwiązaniem jest wania. Stanowiły je problemy konstrukcyjne silnik spalinowy, w którym tłok obraca się oraz technologiczne. Do produkcji rotorów wewnątrz cylindra. Konstrukcje takiego sil- oraz bloku silnika używano stopów na tyle nika wynalazł i opatentował w roku 1960 Fe- słabych że silniki zużywały się dosyć szybko. lix Wankel (1902-1988). W maszynie tej Były nawet sytuacje gdy bloki nie wytrzy-

32 2. Pozyskiwanie energii mywały i pękały. W dodatku konstrukcja sil- sierpnia 1939 odbył swój pierwszy lot Hein- nika była bardzo trudna do uszczelnienia a kel He 178, był to pierwszy samolot napę- silnik zużywał dużo paliwa. dzany silnikiem turboodrzutowym. Wraz z rozwojem techniki firma Mazda Omawiając silniki spalinowe nie sposób pokonała te problemy i zastosowała silnik nie wspomnieć o silniku cieplnym Stirlinga, Wankla w samochodzie Mazda RX-7 (pro- który przetwarza energię cieplną w energię dukcja 1978 r.). Obecnie już nie produkuje mechaniczną, jednak bez procesu wewnętrz- się tego modelu. Zastąpił go nowszy Mazda nego spalania paliwa, a na skutek dostarcza- RX-8. Zastosowany w tym modelu silnik nia ciepła z zewnątrz. Dzięki temu możliwe Wankla nazwano Renesis. Kilkakrotnie zdo- jest zasilanie silnika z dowolnego źródła cie- był nagrody za najlepszy silnik roku. Kon- pła, którym może być spalanie jakiegoś pa- strukcja silnika jest na tyle uniwersalna że liwa, ale nie koniecznie. W małych modelach firma Mazda testuje silnik Wankla – Renesis (zabawkach) wykorzystuje się np. ciepło używający jako paliwa wodoru (RX-8 Hy- ludzkiego ciała (najczęściej dłoni). drogen RE concept car). Silnik ten wynalazł szkocki duchowny Kolejną odmianę silnika spalinowego Robert Stirling (1790-1878) i opatentował go stanowi silnik odrzutowy, działający na zasa- w 1816 roku (patent angielski nr 4081). dzie wyrzucania z dużą prędkością strumienia W XIX i XX wieku używano go do napędu gazów, co zapewnia ciąg do przodu na pod- niewielkich maszyn. Silnik emituje bardzo stawie trzeciego prawa dynamiki Newtona. mało zanieczyszczeń i jest bardzo wydajny. Silniki odrzutowe podzielić można na prze- Zbudowane dotychczas prototypy silnika lotowe, w których utleniaczem niezbędnym osiągały moc do 500 KM i dobre współczyn- do procesu spalania jest zasysane z otoczenia niki wydajności 35-40% (klasyczne silniki powietrze, oraz rakietowe, używające do tego spalinowe mają ten współczynnik na pozio- celu różnego rodzaju utleniaczy przewożo- mie ok. 20-25%). Silnik Stirlinga nie ma roz- nych wraz z paliwem. Potocznie przez silnik rządu, nie korzysta ze spalania wybuchowego odrzutowy rozumie się najczęściej silniki tur- i nie ma wydechu, czyli nie ma źródeł hałasu boodrzutowe i turbowentylatorowe. - dzięki temu jest niemal bezgłośny. Podsta- Silniki rakietowe (używane do XX wową zaletą silnika jest to, że cykl Stirlinga wieku jedynie do zastosowań militarnych jest bardzo zbliżony do cyklu Carnota co za- oraz napędu fajerwerków) stosowano przy- pewnia mu dużą sprawność. Wadą są nato- najmniej od wieku XII. Wynaleziono je w miast niskie obroty kompensowane w dużym Chinach. Pierwszy odrzutowy silnik lotniczy, stopniu możliwością dokładnej kontroli pro- tzw. motojet powstał w 1910. Jego konstruk- cesu spalania paliwa, znacznie lepszej, niż w torem był Henri Coanada (1886-1972). Silnik przypadku silnika tłokowego, co umożliwia ten bazował na zainstalowanym w jego utrzymanie niskiej toksyczności spalin. przedniej części silniku tłokowym, który W cyklu pracy silnika Stirlinga (rys. sprężał powietrze jednocześnie je tłocząc do 2.37) czynnik roboczy (jest nim zazwyczaj komory spalania, gdzie pod ciśnieniem mie- gaz np. tlen lub wodór) sprężany jest i ozię- szało się ono z olejem napędowym i wybu- biany w zimnej komorze. Następnie przeno- chało. Wysoka temperatura powodowała roz- szony jest do komory gorącej, gdzie ulega szerzenie gazu, który wydostając się z silnika rozprężeniu, a powstająca w ten sposób ener- napędzał samolot na zasadzie odrzutu. Silniki gia napędza tłok. Ponieważ rozszerzanie gazu tego typu były znacznie mniej wydajne od w wysokiej temperaturze daje więcej energii, silników turboodrzutowych. niż wymaga sprężenie gazu w niskiej tempe- Pierwszy nowoczesny silnik turbood- raturze, silnik wykorzystuje różnicę i zamie- rzutowy opatentował w 1930 roku Anglik nia energię cieplną na mechaniczną. Nie- Frank Whittle (1907-1996). Natomiast 27 zbędne w pracy silnika ciepło pochodzi ze

33 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 2.37. Schematyczne przedstawianie pracy poszczególnych etapów silnika cieplnego Stirlinga spalania dowolnej nadającej się do tego celu soczewek osiągnął temperaturę pozwalającą substancji. Może to być np. benzyna, olej nana szybkie topienie żelaza. W XIX wieku ba- pędowy, gaz ziemny itp. dania te zaniedbano Silnik Stirlinga jest wykorzystywany Obecnie zastosowanie energii słonecz- np. do napędzania szwedzkich okrętów pod- nej przeżywa swój renesans. Poniżej podaje wodnych typu Gottland, jako ciche źródło na- się niektóre, ważniejsze zastosowania (ma- pędu do „pełzania” w zanurzeniu. Rozważa jące miejsce w drugiej połowie XX w.) tego się także stosowanie tego silnika do wytwa- rodzaju źródła energii: rzania energii elektrycznej przy wykorzysta- baterie słoneczne – używane na szeroką niu geotermalnych źródeł ciepła. skalę w kalkulatorach, lampach słonecz- nych, zegarkach, automatach telefonicz- nych, kolektorach do ogrzewania wody 2.9. Energia słoneczna (rys. 2.38), itp.; Początki wykorzystania energii słonecz- lotnictwo i kosmonautyka – w roku 1981 nej do celów produkcyjnych są bardzo wcze- samolot Solar Challenger przeleciał nad sne. Pierwsze eksperymenty w tej dziedzinie kanałem La Manche wykorzystując jako przeprowadził chemik francuski Antoine źródło zasilania tylko energię słoneczną Lavoisier (1743-1794) budując specjalny piec (skrzydła tego samolotu były bateriami słoneczny, w którym przy użyciu wielkich słonecznymi zasilającymi jego silnik elektryczny); karawaning – baterie na dachu wozu kempingowego są używane do zasilania różnych, przenośnych odbiorników energii wykorzystywanych przez turystów; żeglarstwo - ogólnie stosowane do doła- dowania akumulatora jachtu, co jest szczególnie istotne w związku z wymo- giem posiadania radia (krótkofalówki) na pokładzie jednostek pełnomorskich.

2.10. Energia jądrowa

Rys. 2.38. Kolektory słoneczne do podgrzewania Jeszcze w XIX wieku uczeni byli prze- wody (Grecja, czasy obecne) konani, że cały wszechświat zbudowany jest

34 2. Pozyskiwanie energii z niepodzielnych i niezniszczalnych atomów. dane zostały w roku 1932 przez Jamesa Pogląd ten został podważony dopiero w 1896 Chadwicka (1891-1974), który nazwał je roku przez Henri Becquerela (1852-1908), neutronami. który odkrył zjawisko promieniotwórczości W roku 1932 John Cockroft (1897- badając fluorescencję rud uranu. W roku 1967) z Anglii i Ernst Walton (1903-1995) z 1895 Phillip Lenard (1862-1947) stwierdził, Irlandii zbudowali pierwszy akcelerator czą- że z pierwiastka promieniotwórczego wyrzu- stek, który został wykorzystany do bombar- cane są jakieś naładowane cząstki ujemne. dowania protonami atomów litu. Wywołali w Cząstki te zostały dokładnie określone dwa ten sposób po raz pierwszy rozbicie jądra lata później przez Anglika Johna Josepha przy użyciu sztucznie przyspieszonych czą- Thomsona (1856-1940) i od tej pory nazy- stek. Kilka lat później to samo zrobiono z wane są elektronami. uranem: Otto Hahn (1879-1968) i Fritz Maria Curie Skłodowska (1867-1934) - Strassmann (1902-1980) w Niemczech – rys. 2.39 - i Piotr Curie (1859-1906) od- 1938 r., Enrico Fermi (1901-1954) we Wło- krywcy radu (1898 r.) ogłosili na początku szech – 1939 r. oraz Frederick Joliot-Curie wieku XX (1903 r.), że 1 gram tego pier- (1900-1958) we Francji – 1939 r. Stwier- wiastka w ciągu godziny wydziela ok. 100 dzono wówczas, że podczas rozszczepiania kalorii ciepła. Ustalono zatem, iż całkowita jąder uranu tworzą się swobodne neutrony, ilość ciepła wytworzona przez rozpadający które mają prędkość wystarczającą do rozbi- się pierwiastek jest 20.000 do 1.000.000 razy cia kolejnych jąder uranu. W ten sposób od- większa niż przy reakcjach chemicznych. kryto reakcję łańcuchową. Około roku 1911 odkryto, iż atom składa się W czasie II wojny światowej skoncen- z jądra zawierającego protony i elektrony trowano się na pracach związanych z budową (przy czym stwierdzono, iż jądra tych samych bomby atomowej. Wyścig zbrojeń w tym za- pierwiastków mogą mieć różne ciężary ato- kresie wygrali Amerykanie realizując tzw. mowe, co potwierdzało istnienie różnych projekt Manhattan. Został on opracowany na odmian tego samego pierwiastka – zwanych polecenie prezydenta Franklina Delano Ro- izotopami). Około roku 1930 w różnych labo- osevelta (1882-1945) i był realizowany od ratoriach prowadzono próby polegające na 1942 roku. Start Projektu Manhattan był bombardowaniu jąder atomowych sztucznie możliwy dzięki dostarczeniu w 1940 r. z rozpędzonymi jądrami wodoru, oraz cząst- Kongo do USA 1250 ton bogatej rudy uranu. kami nowego typu, o których nie miano jesz- Badania prowadzono w 3 ośrodkach: w Co- cze dokładnych wiadomości. Cząstki te zba- lumbia University w Nowym Jorku, uniwersytecie w Chicago i uniwersytecie stanu Kali- fornia. Konstrukcję bomby opracowano w Los Alamos; w 1945 roku w ramach Projektu Manhattan wyprodukowano pierwszą amery- kańską bombę atomową, a 16 lipca przeprowadzono jej próbny wybuch na poligonie wojskowym w stanie Nowy Meksyk, 340 ki- lometrów od Los Alamos, około 100 kilome- trów od Alamogordo. Eksperyment którego podstawą była detonacja ładunku otrzymał kryptonim Trinity, bombę zaś nazwano Gad- get. Według szacunków siła wybuchu ła- Rys. 2.39. Maria Skłodowska - Curie wśród naj- dunku plutonu wykorzystanego w bombie nie większych uczonych początku XX wieku (m.in. miała przekroczyć 500 ton trotylu (inaczej Wien, Einstein, Maurice de Brogile, Nernst, TNT). W trakcie eksplozji odnotowano siłę Planck, Poincare, Rutherford)

35 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 2.42. Uproszczony schemat reaktora jądro- wego; 1 – kanały paliwowe, 2 – moderator, 3 – system chłodzenia, 4 – pręty sterujące i pręty bez- pieczeństwa, 5 – reflektor neutronów, 6 – osłona biologiczna i bezpieczeństwa Rys. 2.40. Skutki wybuchu bomby atomowej w Nagasaki 9.08.1945 r. (odległości od epicentrum (ang. Chicago Pile no. 1 – rys. 2.41), zbudo- podane są w stopach) wany został na Uniwersytecie w Chicago pod kierunkiem Fermiego. Pierwsza kontrolo- odpowiadającą wybuchowi 18.600 TNT. wana reakcja łańcuchowa została w nim za- W sierpniu tego samego roku podobna kon- początkowana 2 grudnia 1942. strukcja została wykorzystana przeciwko Ja- Uproszczony schemat reaktora jądro- ponii (6 sierpnia Hiroshima, 9 sierpnia Naga- wego pokazany został na rys. 2.42. Typowy saki – rys. 2.40). reaktor zbudowany jest z następujących ele- Dla pokojowego wykorzystania energii mentów: należało spowolnić reakcję łańcuchową, tak Rdzenia, który tworzą: by przebiegała w sposób kontrolowany. Do- konano tego budując reaktor jądrowy. Pierw- o pręty paliwowe (zwykle granulo- szy reaktor (uranowo-grafitowy) zwany CP-1 wany tlenek uranu); o pręty sterujące i pręty bezpieczeń- stwa - zbudowane z substancji po- chłaniających neutrony (np. bor, kadm), przy czym pręty sterujące służą do precyzyjnej zmiany strumienia neutronów, natomiast pręty bezpieczeństwa mają za zadanie cał- kowite przerwanie reakcji łańcu- chowej w sytuacji awaryjnej - oba te rodzaje prętów wsuwa się i wysuwa z rdzenia w miarę potrzeby; o chłodziwa - reaktory trzeba chło- dzić, by odbierać produkowaną w nich energię. Chłodziwo w wymien- nikach ciepła grzeje wodę w drugim Rys. 2.41. Pierwszy reaktor jądrowy CP-1, uru- obiegu, nie stykając się bezpośred- chomiony 2 grudnia 1942 r. nio z reaktorem. Chłodziwem może 36 2. Pozyskiwanie energii być zarówno zwykła jak i ciężka pierwotnym). Czynnik przepływa do wy- woda. Niekiedy buduje się reaktory, twornicy pary, gdzie oddaje ciepło wrzącej w których ciśnienie wody chłodzą- wodzie z obiegu wtórnego o niższym ciśnie- cej dobrano w ten sposób, że wrze niu, a następnie powraca do reaktora. Para ona, gdy przechodzi przez rdzeń re- wodna (mokra) napędza następnie turbinę pa- aktora. W innych woda pod ciśnie- rową połączoną z generatorem. Separacja niem 100-140 atmosfer ogrzewa się obiegów zapewnia większe bezpieczeństwo nawet do 3000°C, co pozwala na w przypadku wycieku pary z turbiny. znaczne podniesienie sprawności Pierwsza elektrownia jądrowa, o mocy 5 urządzenia. Chłodziwem może być MW powstała w 1954 r. w Obnińsku (były również powietrze, gazy (wodór, ZSRR). Produkcja prądu nie była jednak w hel), lub ciekły metal - sód, potas latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych bądź bizmut; głównym zadaniem elektrowni jądrowych. o kanały badawcze służące do kontro- Pierwszoplanowym celem ich budowy była lowania poziomu strumienia neutro- produkcja wzbogaconego materiału rozsz- nów, wykonywania naświetlań, itp.; czepialnego do produkcji broni atomowej. o moderator (grafit, woda, ciężka W latach siedemdziesiątych XX wieku za- woda), którego zadaniem jest spo- częło gwałtownie przybywać bloków ener- wolnianie neutronów. Jeżeli szybkie getycznych z reaktorami atomowymi. Na neutrony zderzą się z jądrami lek- świecie uruchamiano kilkanaście reaktorów kich pierwiastków, następuje ich rocznie (dla porównania w latach 1980-1989 spowolnienie. Reaktory w których średnio 22, a 1990-2004 tylko 5). Te gwał- rolę moderatora pełni ciężka woda, towne zmiany były spowodowane prawie charakteryzują się najmniejszymi bezawaryjną pracą pierwszych elektrowni w stratami neutronów. tamtym czasie, co doprowadziło do zwięk- Reflektora neutronów, którego zadaniem szenia zainteresowania tym rozwiązaniem. jest zwiększenie strumienia neutronów w Natomiast spadek zainteresowania tym ro- zewnętrznych częściach rdzenia lub ła- dzajem energii wynikał z dwóch poważnych dunku jądrowego dzięki rozpraszaniu awarii (w Three Mile Island w 1979 r. i w neutronów wstecz, do obszaru zachodze- Czarnobylu w 1986 r.) oraz ze zwiększenia nia reakcji łańcuchowej. wymagań dotyczących bezpieczeństwa blo- ków jądrowych. Cykl projektowania i bu- Osłon biologicznych, które zabezpie- dowy elektrowni atomowej trwa około 10 lat, czają by promieniowanie nie wydostało na liczbę reaktorów uruchamianych w latach się na zewnątrz. 80 ubiegłego wieku wpływ miały decyzje Reaktory jądrowe można podzielić ze podjęte 10 lat wcześniej, a więc jeszcze przed względu na ich zastosowanie na: energe- awarią w elektrowni Three Mile Island. tyczne, napędowe (do napędu statków i łodzi W latach 80 i 90 XX wieku, wiele kra- podwodnych), militarne (wytwarzające mate- jów wstrzymało się z podejmowaniem decy- riał do produkcji broni jądrowej) oraz badaw- zji o budowie kolejnych bloków jądrowych. cze. Pod koniec 2004 roku w świecie funk- W Stanach Zjednoczonych nie rozpoczęto cjonowały 442 reaktory jądrowe. budowy żadnego nowego bloku od 1977. Na kolejnym rysunku 2.43 przedsta- Obywatele Szwecji w referendum w 1979 wiono schemat elektrowni jądrowej. W re- roku zdecydowali o zupełnym wycofaniu się aktorze jądrowym w wyniku reakcji rozsz- z energetyki jądrowej. Buduje się natomiast czepienia jąder atomowych wydzielają się dużo reaktorów w Azji (Chiny, Indie, Japo- duże ilości ciepła, które jest odbierane przez nia, Korea Południowa i Korea Północna, czynnik roboczy (najczęściej wodę pod wy- Iran, Pakistan). Jednak po roku 2000 wiele sokim ciśnieniem w tak zwanym obiegu 37 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 2.43. Schemat cieplny elektrowni jądrowej z reaktorem wodnym ciśnieniowym: 1 - blok reaktora, 2 - komin chłodzący, 3 – reaktor, 4 - pręty kontrolne, 5 - zbiornik wyrównawczy ciśnienia, 6 - generator pary, 7 - zbiornik paliwa, 8 – turbina, 9 – prądnica, 10 – transformator, 11 – skraplacz, 12 - stan gazowy, 13 - stan ciekły, 14 – powietrze, 15 - wilgotne powietrze, 16 – rzeka, 17 - układ chłodzenia, 18 - I obieg, 19 - II obieg, 20 - para wodna, 21 - pompa krajów zaczęło ponownie rozpatrywać moż- liwość budowy elektrowni jądrowych. Jest to 2.11. Inne rodzaje energii spowodowane, głównie zobowiązaniami do- tyczącymi ograniczenia emisji dwutlenku Przedstawione w niniejszym rozdziale węgla, prognozami wzrostu cen paliw kopal- źródła energii, z których korzystał człowiek nych, ciągłego wzrostu zużycia energii elek- na przestrzeni dziejów nie wyczerpują zagad- trycznej oraz chęcią dywersyfikacji jej źró- nienia. W ostatnich latach szczególny nacisk deł. Energia jądrowa jest najbardziej skon- kładzie się na stosowanie odnawialnych źró- densowanym źródłem energii z jakiego obec- deł energii, to znaczy takich których używa- nie korzysta człowiek. Uważa się, że przy nie nie wiąże się z ich długim deficytem. Do rozsądnym gospodarowaniu jest to także źródeł takich (oprócz omówionej wcześniej jedna z najczystszych obecnie znanych form energii wiatrowej, słonecznej) zalicza się produkcji energii, znacząco pod tym wzglę- także energię geotermalną, biomasę i inne. dem przewyższająca np. technologie oparte o Poniżej przytacza się trochę informacji na paliwa kopalne. Szacuje się, że występujące temat historii ich stosowania. na Ziemi zasoby uranu wystarczą na pokrycie zapotrzebowania energetycznego ludzkości 2.11.1. Energia geotermalna na wiele tysięcy lat. Dla porównania, przy obecnym poziomie wykorzystania, paliwa Energia geotermalna (energia wnętrza kopalne wyczerpią się prawdopodobnie już Ziemi) jest to naturalne ciepło wnętrza naszej za lat kilkadziesiąt. planety zgromadzone w skałach i wypełniają-

38 2. Pozyskiwanie energii cych je wodach. Jest to stosunkowo młoda metoda pozyskiwania energii gdyż, po raz pierwszy energię geotermalną zastosowano do produkcji elektryczności dopiero w 1904 r. w Larderello (Włochy). Eksploatacje tzw. wodno-dominujących studni geotermalnych rozpoczęto uruchomieniem (w 1958 r.) si- łowni o mocy 50 MW w Nowej Zelandii. Większość obecnie pracujących studni geotermalnych pochodzi z lat 70 i 80 ubiegłego Rys. 2.44. Instalacje geotermalne w Kalifornii, stulecia. Najbardziej znanym miejscem wy- USA korzystania jest sztuczny geologiczny zbiornik ciepła w Los Alamos (Kalifornia, USA), r. na norweskiej wyspie Toftestallen koło utworzony w skałach o temperaturze 200°C, Bergen dając moc 350 kW. W drugim roz- na głębokości 2000 m – rys. 2.44. Obecnie wiązaniu zbiornik jest zbudowany na plat- coraz powszechniej stosowane są pompy formach na brzegu morza. Fale wlewają się cieplne umożliwiające korzystanie z energii na podstawę platformy i wypychają powie- geotermalnej niskotemperaturowej. Energia trze do górnej części zbiornika. Sprężone geotermalna niskotemperaturowa występuje przez fale powietrze wprawia w ruch turbinę, poniżej głębokości l do 1,5 m w skałach i która napędza generator. wodach je wypełniających. Pompy cieplne uruchamiane energią elektryczną lub gazową 2.11.3. Energia z biomasy pozwalają na zamianę niskich temperatur uzyskiwanych z ziemi (10°C - 30°C) na tem- Biomasa to masa materii organicznej, peratury przydatne w ciepłownictwie (45°C - zawartej w organizmach zwierzęcych lub ro- 80°C). Powszechność występowania energii ślinnych. Wyrażana jest w jednostkach tzw. geotermalnej pozwala żywić nadzieje, że w świeżej masy (naturalna masa organizmów) przyszłości stanie się ona głównym źródłem oraz masy suchej (masa bezwodna). Termin ogrzewania budynków wolnostojących, odle- biomasa dotyczy całego szeregu odnawial- głych od scentralizowanych systemów cie- nych technologii energetycznych, obejmują- płowniczych, tak jak to jest obecnie w USA, cych: Szwajcarii, Szwecji i w wielu innych rozwi- spalanie biomasy roślinnej (np. drewno niętych krajach świata. opałowe z lasów, odpady drzewne z tar- taków, zakładów meblarskich i in.); 2.11.2. Energia fal morskich spalanie śmieci komunalnych (wstępna gazyfikacja lub metoda bezpośrednia); Istnieją dwa rozwiązania wykorzystania wytwarzanie oleju opałowego z roślin energii fal morskich napędzających turbinę oleistych (np. rzepak), specjalnie upra- wodną lub powietrzną. W pierwszym rozwią- wianych dla celów energetycznych; zaniu woda morska pchana kolejnymi falami fermentację alkoholową trzciny cukro- wpływa zwężającą się sztolnią do położonego wej, ziemniaków lub dowolnego mate- na górze zbiornika. Gdy w zbiorniku tym jest riału organicznego poddającego się takiej wystarczająca ilość wody, wówczas przelewa fermentacji, celem wytworzenia alkoholu się ona przez upust i napędza turbinę rurową etylowego do paliw silnikowych; Kaplana, sprzężoną z generatorem. Po prze- płynięciu przez turbinę woda wraca do mo- beztlenową fermentację metanową odpa- rza. Wykorzystana jest więc przemiana ener- dowej masy organicznej (np. odpady z gii kinetycznej fal morskich w energię poten- produkcji rolnej lub przemysłu spo- cjalną spadu. Instalacja taka pracuje od 1986 żywczego) w celu wytworzenia biogazu, 39 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki a następnie spalanie biogazu w paleni- Metan powstaje również samoczynnie skach kotłowych lub zasilanie nim silni- podczas gnicia szczątków organicznych (na- ków spalinowych, napędzających np. ge- wozu naturalnego, kompostu). Nazywamy go neratory prądu elektrycznego; gazem szklarniowym, gdyż wraz z dwutlen- energetyczne wykorzystanie gazu wysy- kiem węgla jest odpowiedzialny za efekt cie- piskowego (stosowana jest technologia plarniany. Wobec tego zużywanie wyżej odmienna niż w poprzedniej kategorii). wymienionych odpadów w celu otrzymania Obecnie w Polsce biomasa wykorzy- biogazu jest dodatkowo korzystne, gdyż stywana w przemyśle energetycznym pocho- przynajmniej w minimalnym stopniu zmniej- dzi z dwóch gałęzi gospodarki: z rolnictwa i sza się możliwość powstawania efektu cie- leśnictwa. W roku 1984 biomasa roślinna po- plarnianego. krywała 13% światowej produkcji energii, w W Indiach wykorzystuje się wysuszone tym Kanada pokrywała biomasą 7% potrzeb odchody zwierzęce, które służą zamiast energetycznych, a USA 4% potrzeb. W roku drewna za opał w piecach kuchennych i do 1990 udział biomasy w światowej produkcji ogrzewania domów. Spalając je w odpowied- energii wynosił 12%. Ogólnie z 1 ha użytków nich warunkach, uzyskuje się biogaz celem rolnych zbiera się rocznie 10-20 t biomasy, wytworzenia energii elektrycznej. Również czyli równowartość 5 - 10 ton węgla. Rol- rośliny stanowią źródło energii, nie tylko słu- nictwo i leśnictwo zbierają w Polsce biomasę żąc za pożywienie dla ludzi i zwierząt, ale równoważną pod względem kalorycznym także jako źródła biogazu. Hodowla wodoro- 150 mln ton węgla. Szczególnie cenne ener- stów (alg morskich, morszczynów) daje getycznie są słomy rzepakowa, bobikowa i możliwości wykorzystania ogromnych po- słonecznikowa, zupełnie nieprzydatne rol- wierzchni wód. Na przykład na nadmorskich nictwie. Jeśli zaś chodzi o całkowitą biomasę farmach u wybrzeży Kalifornii uprawia się drzew, to jest ona dwukrotnie większa niż pewien gatunek morszczynu, który przyrasta produkcja drewna użytkowego. Można zatem 0,5 metra dziennie. Z roślin tych po ich wy- stwierdzić, że najpoważniejszym źródłem suszeniu i poddaniu procesowi fermentacji, biomasy jako źródła energii odnawialnej w uzyskuje się biogaz. Nadaje się on do wyko- Polsce są słoma i odpady drzewne. rzystania w elektrowniach.

2.11.4. Energia z biogazu 2.11.5. Energia cieplna oceanu Bardzo korzystna dla środowiska natu- Przemiana energii cieplej oceanu to wy- ralnego jest energia uzyskiwana z biogazu korzystanie różnicy temperatury wody na (głównie metanu), wytwarzanego głównie z powierzchni i w głębi morza lub oceanu. Jest roślin i odchodów zwierzęcych. Gaz ten po- to możliwe na obszarach równikowych. wstaje podczas rozkładu substancji organicz- Woda morska ma tam na powierzchni tempe- nych (roślinnych i zwierzęcych), gdy proces raturę ok. 30 °C, a na głębokości 300 – 500 m ten przebiega bez dostępu powietrza. temperaturę ok. 7 °C. Wykorzystanie tej róż- Gospodarstwa rolne mogą wykorzystać nicy polega na zastosowaniu czynnika robo- odpady (np. nawóz naturalny, kompost, czego, który paruje w temperaturze wody słomę), by wytwarzać w specjalnych urzą- powierzchniowej i jest skraplany za pomocą dzeniach metan, a następnie spalając go, wody czerpanej z głębokości 300 – 500 m. ogrzewać pomieszczenia i napędzać, odpo- Czynnikiem takim jest amoniak, freon lub wiednio w tym celu przebudowane, maszyny propan. Cała instalacja wraz z generatorem gospodarcze. Tego typu urządzenia nie za- znajduje się na platformie pływającej. grażają środowisku, a ich eksploatacja jest stosunkowo tania.

40 3. Metalurgia

Metalurgia jest nauką, która bada i ści), których nazwy uzależnione były od ma- opisuje sposoby otrzymywania metali oraz teriału dominującego. Powszechnie znane i metody przeróbki otrzymanych metali w celu stosowane są takie nazwy jak epoka brązu i otrzymania odpowiednich własności. Dzieli epoka żelaza. się ją na metalurgię: Epoka brązu zastąpiła epokę kamie- żelaza, nia i poprzedzała epokę żelaza. Jej okres metali nieżelaznych. przypada na różne lata, w zależności od te- Metalurgia wykorzystywana do otrzy- renu występowania. I tak najwcześniej (w III mywania przedmiotów z metali o wymaga- tysiącleciu p.n.e) występuje ona na Kaukazie nym kształcie i wymiarach znana jest czło- i w okolicach Morza Egejskiego, gdzie wy- wiekowi już od tysiącleci. Z danych literatu- kształciły się wczesne ośrodki metalurgiczne. rowych wynika, że początki stosowania me- Na terenie Egiptu i Bliskiego Wschodu za tali nieżelaznych do wytwarzania przedmio- początek epoki brązu przyjmuje się (umow- tów użytkowych sięgają następujących lat: nie) rok 2.500 p.n.e., natomiast w Europie Południowej rok 2.000 p.n.e. (dla porównania ok. 7.000 p.n.e. – przetapianie samorod- na terenach odpowiadających naszemu kra- ków złota, odlewanie, kucie; jowi dopiero rok 1.800 p.n.e.). Koniec epoki ok. 7.000 p.n.e. – przetapianie samorod- brązu przypada na lata 1.000÷700 p.n.e. ków miedzi, odlewanie, kucie; Nazwa epoki pochodzi od używanych ok. 6.000 p.n.e. – wytapianie ołowiu z wówczas powszechnie narzędzi z nowo rudy, odlewanie; wprowadzonego surowca - brązu (czyli stopu ok. 5.000 p.n.e. – wytapianie miedzi z miedzi z cyną, w stosunku 9:1). Przykładem rudy, odlewanie, kucie; przedmiotów z brązów są: siekiery, dłuta, ok. 4.000 p.n.e. – wytapianie miedzi sto- młoty, motyki, sierpy, noże, ozdoby, broń powej z rud mieszanych, zawierających (miecze, topory, ostrza do włóczni, groty, As, Pb, odlewanie, kucie; części pancerzy) – rys. 3.1. Czasem zamiast ok. 3.000 p.n.e. – wytapianie cyny z cyny do produkcji stopu stosowano ołów lub rudy, odlewanie; antymon (tereny dzisiejszych Węgier). Brąz ok. 2.500 p.n.e. – otrzymywanie brązu antyczny był stopem miedzi z cynkiem (mo- przez stapianie miedzi z cyną, odlewa- siądz). Brąz jest znacznie twardszy od mie- nie, kucie; dzi, dlatego zastąpił ją w okresie eneolitu. Jednakże nadal jest materiałem na tyle mięk- ok. 1.000 p.n.e. – otrzymywanie mosią- kim, że jeszcze w ciągu jednej bitwy wykuta dzu przez stapianie miedzi z rudą cynku. z niego broń wyginała się, przez co była nie- Rozpowszechnienie metali i ich stopów zdatna do dalszego użytku. Potrzebną do jego na tyle zdominowało życie człowieka, że za- produkcji miedź i cynę uzyskiwano w kopal- częto wyróżniać epoki (w dziejach ludzko- niach odkrywkowych. 41 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki gają okresu około 4000 lat p.n.e. Wykorzy- stywano wówczas drobne wyroby, głównie w celach rytualnych, wykonywane z żelaza od- zyskiwanego z meteorytów (rys. 3.2). Ogól- nie można stwierdzić, że około 6% meteory- tów zbudowanych jest z żelaza i z niklu. Cena żelaza była wówczas większa od ceny złota. Najstarsze zachowane do dzisiaj zabytki z żelaza (wytworzonego z rudy) pochodzą z lat 3.000÷2.700 p.n.e (n.p. ostrze sztyletu znalezionego koło Bagdadu). Były one prawdopodobnie wytworzone w Anatolii, należą- cej do państwa Hetytów, gdzie produkowano żelazo w znikomej ilości. Po upadku państwa Hetytów (ok. 1200 r. p.n.e.) część jego ludno- ści wyemigrowała w różnych kierunkach i rozniosła po świecie wiedzę dotyczącą metalurgii żelaza. Prawdopodobnie tą drogą po- wstały najdawniejsze ośrodki metalurgii że- laza w Mezopotamii i Armenii. W kolejnych wiekach (między 1200÷800 r. p.n.e.) umie-

Rys. 3.1. Broń i ozdoby z okresu epoki brązu jętność ta przeniknęła na cały Bliski Wschód, do Indii, Chin, Grecji, Italii oraz na tereny Epoka żelaza to okres dziejów ludz- kości następujący po epoce brązu (ok. 1.000÷700 p.n.e.), w którym żelazo stało się głównym surowcem w wytwarzaniu narzędzi. Ramy czasowe epoki żelaza są różne i uza- leżnione od stref geograficznych, zróżnico- wania kulturowego i rozwoju społeczno - go- spodarczego. Najstarsze wyroby z kutego żelaza (głównie przetwarzanego z meteorytów), po- chodzą z XV i XIV wieku p.n.e. z terenów państwa Hetytów (obszary dzisiejszej Turcji). Stąd żelazo przez Palestynę dociera do Egiptu, i dalej do Mezopotamii i Iranu. Na- stępnie na Kaukaz, w XII w p.n.e. do Grecji oraz w XI-X w. p.n.e. do Italii. Do Europy centralnej żelazo dotarło przez tereny półwy- spu Bałkańskiego oraz Kaukaz.

3.1. Metalurgia żelaza Pierwsze sygnały o wykorzystaniu że- Rys. 3.2. Meteoryt Willamette (masa 14 t), laza pochodzą ze starożytnego Egiptu i się- zbudowany głównie z żelaza i z niklu 42 3. Metalurgia

Rys. 3.3. Ilustracja przedstawiająca zastosowanie koła wodnego do napędu miechów, co po raz pierwszy miało miejsce w Chinach, około roku 31

Europy Środkowej. drzewnego otrzymywano żelazo w postaci Obecnie za kolebkę światowej metalur- gąbczastej, zawierającej żużel. Żelazo nada- gii i odlewnictwa stopów żelaza uważa się jące się do wyrobu narzędzi, broni itp. uzy- Chiny, gdzie już w X w. p.n.e. znany był spo- skiwano przez usunięcie z łupki żużla na dro- sób otrzymywania z rud żelaza ciekłej su- rówki o dużej zawartości fosforu (ok. 7% P). Było to możliwe dzięki zastosowaniu w piecach hutniczych bardzo wydajnych miechów tłokowych, dzięki którym można było wpro- wadzić większe ilości powietrza do spalania paliwa, uzyskiwać wyższe temperatury, zwiększać stopień nawęglania i w ten sposób zwiększać lejność surówki. Chińczycy także jako pierwsi zastosowali do wzmocnienia dmuchu w piecu do wytapiania surówki na- pęd hydrauliczny (koło wodne) – rys. 3.3. Miało to miejsce w roku 31. W czasach najdawniejszych do otrzymywania żelaza służ yły piece dymarskie, zwane też dymarkami (rys. 3.4), pracu- jące na węglu drzewnym. Dymarka to dawny piec hutniczy, w którym przez reduk- cję tlenkowych rud żelaza za pomocą węgla Rys. 3.4. Rekonstrukcja dymarki, Biskupin

43 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki cesu część nadziemna była niszczona, część zagłębioną wraz z żużlem pozostawiano - po- zostałości te stanowią dzisiaj cenne źródło informacji o ówczesnej metalurgii żelaza. Na przełomie XII i XIII w. dymarka przekształ- ciła się w stały piec hutniczy z otworem spu- stowym dla żużla i sztucznym ciągiem powietrza. Bardzo ciekawym zabytkiem z tego okresu jest słup w Qutub (Indie) – rys. 3.6, o Rys. 3.5. Schemat dymarki na zboczu pagórka: a) wysokości 7,25 m. Został on zbudowany przekrój pionowy, b) widok z góry; 1 - nachylenie prawdopodobnie około 415 r. i jest nie- pagórka, 2 - otwór doprowadzenia powietrza, 3 - rdzewny. miejsce robocze W ciągu lat następnych, aż do wieku XIV w hutnictwie miały miejsce tylko po- dze wielokrotnego przekuwania. Tak zwany wolne zmiany ilościowe, polegające na po- proces dymarkowy znany był od bardzo lepszeniu siły dmuchu i zwiększeniu wymia- dawna (w Egipcie ok. 3.000 r. p.n.e., w Euro- rów pieca do wysokości 3 m – rys. 3.7. pie od ok. 1.000 r. p.n.e., na ziemiach polskich od ok. IV w. p.n.e.). W początkowym okresie dymarki były wyłożonymi gliną zagłębieniami w ziemi (tzw. ogniska dymarskie), później piecami jednorazowego użytku, częściowo zagłębio- nymi w ziemi (rys. 3.5). Po zakończeniu pro-

Rys. 3.7. Piec sztukowy z XVI wieku (wg Agri- coli), przednia dolna cześć pieca zrobiona jest z Rys. 3.6. Kolumna w Qutub (Indie), wykonana gliny, by można było ją rozbić w celu wyjęcia prawdopodobnie ok. 415 r., która nie rdzewieje bochna (stąd też nazwa piec sztukowy) 44 3. Metalurgia

Rys. 3.8. Wielki piec na węgiel drzewny z połowy XVIII wieku (pokazano dwa wzajemnie prostopadłe do siebie przekroje pieca)

Dzięki tym rozwiązaniom hutnicy uzyski- Główną bolączką ówczesnych zakładów wali w piecach co raz to wyższe temperatury metalurgicznych był notoryczny brak węgla robocze. W momencie, gdy osiągnięto tempe- drzewnego. Zaczęto więc stosować węgiel raturę rzędu 1400°C proces metalurgiczny kamienny, który był znany od dawna. Jed- został zmieniony w sposób radykalny. Za- nakże materiał ten zawiera w stanie natural- miast stali w stanie stałym otrzymywano nym różne pierwiastki szkodliwe, takie jak płynną surówkę. W ten sposób narodziły się siarka (przy czym wiadome jest, że w drodze wielkie piece. prażenia można usunąć siarkę z rud metali). Na podstawie danych historycznych Przyjmuje się, że zamianę węgla na można wnioskować, że początek metalurgii i koks wprowadził hutnik angielski Dudd Du- odlewnictwa żeliwa sięga w Europie zaled- dley (1600-1684), około 1630 roku. Jednakże wie XIV w. (ok. 1380), kiedy to w dorzeczu ze względu na fakt, iż poszczególne gatunki Renu oraz w okolicy Leodium w Belgii po- węgla należy prażyć różnymi metodami wstał pierwszy „wielki piec”, w którym przyjmuje się, że koks o jakości zadowalają- można było otrzymywać ciekłą surówkę, na- cej został uzyskany (1709 r.) dopiero przez dającą się do odlewania. Nazwa pieca wyni- Abrahama Darby’ego I (1678-1717). W tym kała z jego rozmiarów, które ciągle ulegały czasie panowało powszechne przekonanie, iż zwiększeniu (presja na coraz większą wydaj- surówka wytopiona na koksie jest znacznie ność). Na rys. 3.8 pokazano rysunek pieca z gorsza od uzyskanej na węglu drzewnym. połowy XVIII wieku, którego szerokość u Obawy te są oczywiście bezpodstawne. Na podstawy wynosiła około 7,5 m, a wysokość Śląsku zaczęto używać koksu do wytapiania od punktu L do F ok. 7 m. surówki już w 1777 r.

45 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Koks, to paliwo uzyskiwane poprzez przemysłowe wygrzewanie węgla kamiennego w temperaturze 600-1200 °C w specjalnie w tym celu skonstruowanym piecu kok- sowniczym, za pomocą gazów spalinowych (bez dostępu tlenu). Jest to paliwo o wyższej kaloryczności od zwykłego węgla kopalnego, gdyż zawiera co najmniej 90-95% czystego pierwiastka węgla, zaś specjalne gatunki wę- gla przy odpowiedniej technologii mogą da- wać nawet czystość rzędu 98%. W procesie koksowania z surowego węgla usuwane są gazy, ciecze, substancje łatwotopliwe (np. siarka) oraz inne substancje (głównie orga- niczne) ulegające rozkładowi w tych tempe- Rys. 3.9. Przekrój wsadu węglowego podczas raturach. Materiał ten można uzyskać w wy- koksowania niku suchej destylacji węgla kamiennego. Na rys. 3.9 pokazano przekrój wsadu Wracając do historii, dalsze udoskona- węglowego podczas koksowania. Można tutaj lenie procesu wielkopiecowego związane wydzielić 5 stref. W strefie 1 zachodzi odpa- było z wynalezieniem maszyny parowej, co rowanie wody, temperatura węgla wynosi tu uniezależniło huty od lokalizacji przy rzekach tylko 100°C. W strefie 2 węgiel nie zawiera zapewniających potrzebną energię (na tere- już wody, ale także nie jest jeszcze w stanie nach obecnej Polski pierwszą taką hutę zbu- plastycznym. Temperatura w tej strefie wy- dowano w 1802 r.). W tym samym okresie nosi 100÷350°C i następuje w niej częściowe rozpowszechniły się dmuchawy tłokowe, wydzielenie składników lotnych węgla. Przy wynalezione w 1760 r. przez Johna Sme- temperaturze 350÷500°C węgiel przechodzi aton’a (1724-1792). Jednakże największy w stan plastyczny (strefa 3) i wydziela się efekt przyniosło wykorzystanie do wytwa- znaczna ilość części lotnych. W strefie tej za- rzania surówki dmuchu gorącego. Pierwsze chodzi podstawowy proces koksowania. W pomyślne próby w tym zakresie wykonał w strefie 4 ciastowata masa węgla zestala się, a roku 1828 Szkot James Beaumont Nelson zawarte w niej pęcherzyki gazowe nadają jej (1792-1865). Pomimo, że to podgrzanie charakter porowaty. Jest to tzw. strefa pół- dmuchu było stosunkowo słabe, to dało ono koksu, który zawiera jeszcze pewną ilość bardzo duże oszczędności na koksie spala- części lotnych, a temperatura jego waha się w nym w procesie metalurgicznym. Wkrótce zakresie 500 ÷ 730 °C. W zakresie tempera- potem w hucie Wasseralfingen zbudowano tur 730 ÷1000 °C (strefa 5) półkoks przecho- urządzenie, w którym płomień wydobywa- dzi w koks, a zawartość części lotnych w nim jący się z pieca podgrzewał w wężownicy zmniejsza się do około 1 ÷ 2%. Na granicy powietrze dmuchu. W ten sposób potwier- stref 3 i 4 półkoks kurczy się i w bryle węgla dzono, iż gaz wielkopiecowy (jeden z powstają szczeliny. Proces koksowania koń- głównych produktów wielkiego pieca oprócz czy się, gdy temperatura w środku wsadu surówki, żużla i pyłu wielkopiecowego) osiągnie 900÷950 °C. Koks wypycha się z można wykorzystać do podgrzania dmuchu. komór specjalnym drągiem. Dostaje się on na Przyjętą powszechnie metodę podgrze- wóz przelotowy, z którego spada do wozu wania dmuchu, opracowaną w 1857 r., za- gaśniczego – służącego do przewozu koksu wdzięczamy Edwardowi Cowper’owi (1819- pod wieżę gaśniczą, a po jego zgaszeniu do 1893). Urządzenie (rys. 3.10) opracowane przewozu nad zrzutnię koksu. przez niego pracuje w sposób okresowy. Gaz

46 3. Metalurgia obecnie. Ma on kształt gruszkowaty, w postaci dwóch ściętych stożków połączonych podstawami. Wsad (ruda żelaza, topniki, koks) zasypywany jest od góry przez otwór zamykany, zwany gardzielą. Następna część pieca (szyb) jest zasobnikiem surowca. Koks pełni rolę paliwa oraz reduktora tlenków że- laza. Proces spalania koksu podtrzymywany jest powietrzem (podgrzanym wcześniej w nagrzewnicach), które wtłaczane jest przez szereg dysz usytuowanych na poziomie złą- czenia podstaw stożków. Topniki dostarczane do pieca ułatwiają oddzielenie od żelaza za- wartych w rudzie zanieczyszczeń i tzw. skały płonnej. Główny produkt, tzw. surówka, wytwarzany w procesie wielkopiecowym zbiera się w dolnej części walcowej, zwanej garem. Natomiast składniki niepożądane (po- wstające w wyniku reakcji z tlenem i topni- kami) tworzą żużel, który (jako lżejszy) utrzymuje się na powierzchni surówki. Co pewien czas żużel i surówka odprowadzane Rys. 3.10. Nagrzewnica dmuchu: 1 - fundament, 2 są z wielkiego pieca przez oddzielne otwory - kolumny podtrzymujące kratę, 3 – doprowadze- spustowe. Produktami wielkiego pieca oprócz nie dmuchu zimnego, 4 - komora spalania, 5 - surówki i żużla są: gaz wielkopiecowy i pył kratownica, 6 - wykładzina, 7 - pancerz stalowy wielkopiecowy. Wydajność obecnie stosowanych wielkich pieców jest duża i wynosi wielkopiecowy wprowadzany jest do dolnej od 2 do 10 tysięcy ton. części szybu, gdzie spala się wytwarzając Surówka wytwarzana w wielkim piecu spaliny o temperaturze do 1300 °C. Spaliny zawiera przeważnie 3÷4,5 % węgla oraz inne te wznoszą się do góry, a następnie przepły- pierwiastki takie jak krzem, mangan, fosfor i wają przez kratownice (które z upływem siarka. Z uwagi na dużą zawartość węgla jest czasu nagrzewane są do temperatury docho- to stop kruchy, nie nadaje się do bezpośred- ° dzącej do 1000 C), a następnie wchodzą do niego zastosowania (stąd nazwa) i jest prze- komina. Czas nagrzewania kratownicy wyrabiana na stal, staliwo lub żeliwo. nosi 2÷4 godzin. Po nagrzaniu tego Stal jest to stop żelaza z węglem pla- urządzenia wprowadza się do niego powie- stycznie obrobiony i plastycznie obrabialny o trze zimne, które przepływając przez kratow- zawartości węgla nieprzekraczającej 2,11%, nice ulega nagrzewaniu. Czas odbierania co odpowiada granicznej rozpuszczalności ciepła w nagrzewnicy jest około dwóch razy ę ż krótszy od czasu jej nagrzania. Zatem zapew- w gla w elazie (dla stali stopowych zawar- nienie ciągłości dostawy powietrza gorącego tość węgla może być dużo wyższa). Stal obok do wielkiego pieca wymaga zastosowania żelaza i węgla zawiera zwykle również inne przynajmniej trzech nagrzewnic, z których składniki. Do pożądanych – składników sto- jedna dostarcza powietrze do wielkiego pieca powych – zalicza się głównie metale (chrom, a dwie są nagrzewane. nikiel, mangan, wolfram, miedź, molibden, Na rys. 3.11 pokazano schemat techno- tytan). Pierwiastki takie jak tlen, azot, siarka logiczny wielkiego pieca, wykorzystywanego oraz wtrącenia niemetaliczne, głównie tlen-

47 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 3.11. Schemat technologiczny wielkiego pieca ków siarki, fosforu, zwane są zanieczyszcze- czone były dysze, którymi doprowadzano niami. powietrze. Jako paliwo używany był wyłącz- Stal produkowana była początkowo nie węgiel drzewny, którym częściowo na- przez wielokrotne przekuwanie produktów pełniano skrzynię przed rozpoczęciem pro- dymarek (zwanych bochnami, lupami, wil- cesu. Po rozpaleniu ognia, do skrzyni dostar- kami). Jednakże ze względu na niewielki jed- norazowy rozmiar wytopu (z dymarki uzyskiwano zaledwie kilka kilogramów stali) stop ten był bardzo drogi. Wytworzenie wy- robów o większych gabarytach wymagało łą- czenia wytopów z kilku lub więcej dymarek (w drodze zgrzewania). Zwiększenie wydajności produkcji stali nastąpiło w wieku XII w efekcie wprowadzenia ogniska fryszerskiego (fryszerka), będącego następstwem mechanizacji dmuchu. Proces fryszerski polegał na świeżeniu surówki, czyli oczyszczaniu jej z domieszek poprzez ich utlenienie. W ognisku fryszer- skim (rys. 3.12) następowało utlenienie za- wartego w surówce węgla, krzemu oraz manganu. Pierwsze fryszerki z wyglądu przypo- Rys. 3.12. Fryszerka: 1 - sztaba roztopionej su- minały dymarki. W późniejszym okresie rówki, 2 - dysza powietrza, 3 - położenie bryły miały kształt skrzyni, która wyłożona była żelaza zgrzewnego wsadzonej do rozżarzonego węgla drzewnego, w celu powtórnego nagrzania płytami z lanego żelaza. Po bokach umiesz- do przekucia wielkiego pieca 48 3. Metalurgia strukcyjnym) – rys. 3.14. Jednakże tylko niewielki procent produkowanej wówczas su- rówki żelaza mógł być przetworzony na stal, w drodze czasochłonnego procesu pudlar- skiego (stosowanego do połowy XIX w.). Rozwiązaniem tego problemu stał się nowy konwertorowy proces świeżenia su- rówki w stanie ciekłym, opracowany (1856 r.) przez brytyjskiego wynalazcę Henry’ego Bessemera (1813-1898). Ten wybitny wynalazca o rozlicznych zainteresowaniach w czasie wojny krymskiej (1853-1856) skupił swą uwagę na broni. Wy- nalazł on pocisk cylindryczny, który po wy- strzeleniu wprawiany był w ruch obrotowy, przez co był znacznie celniejszy od stosowa- Rys. 3.13. Piec pudlarski nych do tej pory pocisków w kształcie kul. Skutecznie zainteresował swym wynalazkiem czano powietrze. Proces trwał około 2 go- samego cesarza Francuzów Napoleona III dzin. Wydajność jednej fryszerki wynosiła (1808-1873), ale okazało się, że stosowane zwykle ok. 500 kg żelaza zgrzewnego na wówczas armaty żeliwne są zbyt słabe do dobę. miotania pocisków nowego typu. W związku Wydajność fryszerki była nadal nieza- z tym Bessemer podjął się próby wytworze- dowalająca, a ponadto pracowała ona na wę- nia żeliwa o większej wytrzymałości (mimo glu drzewnym, o który było coraz trudniej. Z tego, że miał niewiele wiadomości w zakresie tego też powodu ciągle pracowano nad po- metalurgii). Kierując się niezwykłą intuicją prawą stosowanego rozwiązania. Jednak do- już po trzech tygodniach odkrył, że przedmu- piero w roku 1783, wprowadzono nowy ro- chiwana powietrzem surówka (świeżenie) nie dzaj produkcji żelaza kujnego (stali), wytwa- stygnie, a wręcz przeciwnie ulega podgrza- rzanego w tzw. piecu pudlarskim (rys. niu, w trakcie którego dochodzi do usunięcia 3.13), opracowanym przez Henry’ego Cort’a nadmiaru węgla (podobnie jak w procesie (1740-1800). W piecu tym surówka w stanie pudlarskim). Występujący wzrost tempera- stałym była ogrzewana spalinami, a do wy- tury stopu umożliwiał jego swobodne odle- twarzania atmosfery utleniającej dodawano wanie do form (na wyroby gotowe – staliwo, do niej rudy. Produkt świeżenia (utleniania lub półwyroby poddawane dalszej obróbce węgla i innych pierwiastków) w piecu pu- plastycznej – stal). Dzięki tej technice stało dlarskim podobnie jak we fryszerce znajdo- wał się w stanie stałym. Zastosowanie tego rodzaju urządzeń pozwoliło jednak znacząco zwiększyć ilość wytwarzanej stali, która do- chodziła do 2÷4 ton stopu na dobę w jednym piecu. Rewolucja przemysłowa zapoczątko- wana w Anglii (na przełomie wieków XVIII i XIX) pochłaniała coraz to większe ilości węgla (stosowanego głównie w metalurgii oraz do napędu maszyn parowych) oraz że- Rys. 3.14. Wydobycie węgla i wytop surówki laza (stającego się głównym materiałem kon- żelaza w Wielkiej Brytanii 49 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Proces besemerowski zaczyna się od wlania surówki do konwertora w jego ułoże- niu poziomym (rys. 3.17), następnie uruchamia się dmuch i konwertor ustawia się w po- łożeniu pionowym. Wskutek energicznego mieszania się powietrza, metalu i żużla, proces przebiega bardzo szybko. Czas trwania jednego wytopu wynosi 12-18 min. W procesie Bessemera wyróżnia się trzy następujące okresy: pierwszy (iskrowy), w którym utleniają Rys. 3.15. Konwertor Bessemera, 1856 r. się przede wszystkim Fe, Si i Mn (ma- jące duże powinowactwo z tlenem) oraz się możliwe wytwarzanie w stosunkowo rozpoczyna się nieznaczne utlenianie krótkim czasie dużych ilości stali (co spowo- węgla. Temperatura kąpieli systematycz- dowało spadek ceny tego materiału). Cały nie wzrasta. Nad gardzielą konwertora proces świeżenia odbywał się bez udziału unoszą się krótki płomień oraz snop dodatkowego paliwa w specjalnym konwer- iskier, wywołane spalaniem się krzemu i torze pokazanym na rys. 3.15 – 3.16. odpryskami metalu w powietrzu. Okres Ogłoszenie technologii przez Bessemera pierwszy trwa od 3 do 5 minut nastąpiło 24 sierpnia 1856 r. w Cheltenham. drugi (płomienny), w którym następuje Spotkała się ona z dużym zainteresowaniem intensywne utlenianie węgla. Nad gar- przemysłu, który chętnie wykupywał licencje dzielą, w wyniku spalania się CO tlenem na wdrożenie procesu konwerterowego. Jed- otaczającego powietrza na CO2, tworzy nak wynalazek Bessemera miał poważną się coraz większy płomień, którego dłu- wadę, mianowicie stop otrzymywany jego gość może przekroczyć 10 m. W tym metodą zawierał duże ilości siarki i fosforu, okresie kończy się utlenianie Si i Mn. powodujące kruchość stali. Bessemer podczas swoich doświadczeń nieświadomie używał rudy pozbawionej fosforu (do 0,1%), takiego surowca natomiast nie mieli hutnicy, którzy zakupili u niego licencje. Ich ruda świetnie nadawała się do procesu pudlowa- nia, w którym to procesie fosfor jest usuwany ze względu na niewysoką temperaturę natomiast do technologii Bessemera ruda taka była nieprzydatna. Dlatego też został zmuszony do odkupienia swoich licencji. Wtedy też zdecydował się na wejście na rynek stali na własną rękę, co umożliwiło mu zdobycie zaopatrzenia w rudę bezfosoforową z pół- nocno-zachodniej Anglii. Ze stali produkowanej metodą Besse- mera wybudowano pierwszy stalowy most w 1874 roku w St. Louis na Missisipi, a w 1889 roku pierwszy wysokościowiec o szkielecie stalowym, 10-piętrowy Tower Building - Rys. 3.16. Konwertor Bessemera, Kelham Island zwiastun drapaczy chmur. Museum, Sheffield, UK

50 3. Metalurgia

przy tej samej wydajności konwertor tomasowski musi mieć większe wymiary, gdyż wytwarza się w nim duża ilość żużla; proces besemerowski przebiega bez zastosowania topników, natomiast w procesie tomasowskim jako topnik sto- Rys. 3.17. Położenie konwertora podczas: a) wle- suje się wapno, które załadowuje się do wania surówki, b) przedmuchiwania, c) spustu konwertora przed wlaniem surówki; głównym źródłem ciepła w procesie Pod koniec tego okresu spada zawartość tomasowskim jest fosfor i dlatego jego węgla w kąpieli, a więc i ilość powstają- zawartość w surówce powinna wynosić cego tlenku węgla, co powoduje skróce- 1,8-2,2%; zasadowy wapienny żużel nie płomienia. Czas drugiego okresu wy- umożliwia odfosforowywanie i odsiar- nosi 10-12 minut. czanie kąpieli, co nie jest możliwe w trzeci (dymny), w którym zaczyna się in- konwertorze besemerowskim. tensywne utlenianie żelaza na tlenek że- Obecnie procesy konwertorowe, w któ- lazowy Fe2O3, będący oznaką zakończe- rych surówka świeżona jest powietrzem nie nia procesu. Z chwilą jego ukazania się są stosowane. Powodem jest niska jakość przechyla się konwertor do spustu i prze- stali, wynikająca ze zwiększonej zawartości rywa dmuch. Okres ten powinien trwać azotu (podstawowy składnik powietrza). jak najkrócej. Z tego też względu zaczęto stosować różne W roku 1877 Sidney Gilchrist Thomas metody zmniejszenia zawartości azotu w (1850-1885) opatentował sposób świeżenia dmuchu, które polegały na wzbogacaniu go w surówki zawierającej duże ilości siarki i fos- tlen lub dodawaniu pary wodnej, względnie foru, których nie można było usunąć w pro- dwutlenku węgla. Powyższe tendencje polep- cesie besemerowskim. szania procesów konwertorowych doprowa- Proces konwertorowy tomasowski po- dziły w roku 1949 do wprowadzenia kon- lega na wytapianiu stali w konwertorze o wertora tlenowego LD. Litery LD są pierw- wyłożeniu zasadowym (dolomitowym) z do- szymi literami nazwy miast Linz i Donawitz prowadzeniem powietrza dmuchu od dołu. w Austrii, gdzie przeprowadzano pierwsze Proces przebiega pod zasadowym żużlem, a doświadczenia w konwertorach tlenowych. do konwertora dodaje się do 150 kg CaO/t W procesie LD (rys. 3.18) do świeżenia surówki. Głównym źródłem ciepła jest reak- surówki używa się tlenu o zawartości mini- cja wypalania fosforu P, dlatego surówka mum 99,5% O2, który jest wdmuchiwany powinna zawierać 1,8-2,2% P. Większe niż ok. 0,8% Si zawartości w surówce są niepo- żądane. Żużel z tego procesu, zawierający 16-24% P2O5 na specjalne zamówienie po zakrzepnięciu i zmieleniu jest przerabiany na nawóz sztuczny zwany tomasyną. Porównanie procesów tomasowskiego i besemerowskiego wykazuje następujące zasadnicze różnice: konwertor (tomasowski) ma wyłożenie zasadowe (prażony dolomit zmieszany ze smołą węglową); Rys. 3.18. Pozycje konwertora w procesie LD, w zależności od wykonywanych czynności

51 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki przez lancę pod ciśnieniem 0,6÷1,5 MPa. W zależności od potrzeb wylot lancy usta- wiany jest w odległości 300÷1800 mm nad kąpielą metalową. Przebieg wytapiania jest następujący. Do ukośnie ustawionego konwertora ładuje się rudę lub złom, a następnie wlewa się ciekłą surówkę. Potem konwertor ustawia się pionowo, dodaje się wapno (topnik), ustawia się lancę i rozpoczyna się dmuch. Strumień tlenu, po przebiciu warstwy żużla, wpada do kąpieli i wchodzi w reakcję z żelazem i z innymi składnikami metalu. Wę- giel zaczyna utleniać się bardzo szybko, tworzy się tlenek węgla, który uchodząc do at- Rys. 3.19. Piec martenowski z roku 1895 mosfery utlenia się do dwutlenku węgla (powstaje płomień). Koniec okresu wdmuchiwa- nowski. W procesie tym w specjalnym piecu nia tlenu poznaje się po zanikaniu płomienia. (rys. 3.19) spalano gaz węglowy nad ładun- Wówczas przerywa się dmuch, wyciąga kiem surówki i wapienia. Martin zauważył, lancę, a po pochyleniu konwertora ściąga się że w procesie besemerowskim tracone są żużel i zlewa ciekły stop. wielkie ilości energii, gdy przedmuchuje się Stal z konwertora tlenowego ma dobre chłodne powietrze przez roztopione żelazo. właściwości mechaniczne dobrze się spawa, By temu zapobiec, zastosował gorące gazy odznacza się znaczną udarnością i może być powstałe po spaleniu gazu węglowego do stosowana do głębokiego tłoczenia. Proces ogrzewania tego gazu i wdmuchiwanego do tlenowy nadaje się do wytapiania stali do pieca powietrza, w którym gaz się spalał. Po- ulepszania cieplnego, stali prądnicowej i zwoliło to osiągnąć na tyle wysoką tempera- transformatorowej oraz niskostopowej. Zna- turę w piecu, że z łatwością topił się w niej lazł on zastosowanie na całym świecie. złom stalowy dodawany do surówki. W re- Wprowadzenie w połowie XIX wieku zultacie koszty produkcyjne znacznie spadły. procesu Bessemera nie rozwiązało problemu Proces martenowski wymaga dużo staranniej- produkcji stali jakościowych w dużych ilo- szej kontroli niż besemerowski, jest też ściach. Była ona wówczas (począwszy od ok. znacznie wolniejszy. Jednak metodą Besse- 1740 r.) wyrabiana przez stapianie zwykłej mera daje się wytworzyć tylko kilka gatun- stali w niedużych tyglach, wykonanych z ków stali, a metoda Martina jest bardziej glinki ogniotrwałej z dodatkiem do 50% gra- uniwersalna i pozwala na produkcję szerszej fitu. W tyglach tych możliwe było również gamy stali (w tym jakościowych). stapianie stali z innymi metalami i otrzymy- Piece martenowskie posiadają najczę- wanie w ten sposób stali stopowej. Dopiero ściej zasadowe, a rzadko kwaśne wyłożenie. wprowadzenie procesu martenowskie- Piec martenowski należy do najbardziej go (1865 r.) pozwoliło produkować stale ja- skomplikowanych urządzeń cieplnych, sto- kościowe w większych ilościach oraz rozwią- sowanych w stalownictwie. Dzieli on się na zało problem gromadzących się odpadów dwie części: dolną i górną (rys. 3.20). Część produkcyjnych i złomu stalowego, które górna pieca jest umieszczona nad pomostem można było wykorzystać tylko w niewielkim roboczym, który służy do obsługi pieca i stopniu w procesach konwertorowych. znajduje się na wysokości 5-7 m nad pozio- Nowa metoda wytwarzania stali została mem zerowym huty. Górna część pieca opracowana przez Francuza Pierre Martin’a składa się z przestrzeni roboczej oraz głowic (1824-1915); stąd też nazwa proces marte- z pionowymi kanałami: gazowym i powietrz-

52 3. Metalurgia

Rys. 3.20. Przekrój poprzeczny stalowni martenowskiej: 1 - hala czadnic, 2 - wagon z węglem, 3 - czad- nica, 4 - przewód gazowy, 5 - hala pieców, 6 - piec martenowski, 7 - wsadzarka, 8 - urządzenie rozrząd- cze, 9 - składowisko złomu, 10 - suwnica do transportu koryt, 11 - koryto wsadowe, 12 - wagon ze zło- mem, 13 - hala odlewnicza, 14 - kadź odlewnicza, 15 - suwnica odlewnicza, 16 - dół odlewniczy, 17 - wlewnica na wózku, 18 - komin nym. Część dolna pieca znajduje się pod po- czas następuje zmiana kierunku doprowadza- mostem roboczym i składa się z komór żuż- nia paliwa i powietrza oraz odprowadzania lowych, komór regeneratorowych i kanałów z spalin. Piece martenowskie buduje się o po- urządzeniem rozrządowym. Przestrzeń robo- jemności 20 ÷ 350 t. W odlewniach stosuje cza pieca jest ograniczona z przodu i z tyłu się (do wytapiania staliwa) piece martenow- ścianami: od dołu - trzonem (topiskiem), od skie zasadowe o pojemności do 50 t, a naj- góry - sklepieniem, z boku - głowicami. częściej 10÷30 t (typowy polski piec to piec o W ścianie przedniej znajdują się okna wsa- pojemności 12 t). Na kolejnym rysunku 3.20 dowe, w ścianie tylnej otwór do spustu stali z pokazano przekrój obecnie stosowanej sta- pieca. W przestrzeni roboczej zachodzą pro- lowni martenowskiej. cesy spalania paliwa i wytapiania stali. Trzon Stale wysokojakościowe produkowane ma kształt wydłużonej misy. Na trzon pieca są w piecach elektrycznych, wynalezionych ładuje się materiały wsadowe. Paliwo spala pod koniec wieku XIX (elektrometalur- się bezpośrednio w przestrzeni roboczej i gia stali). Najbardziej rozpowszechnione z dlatego w tej części pieca uzyskuje się naj- nich to piece łukowe (rys. 3.21), w których wyższą temperaturę. Spaliny opuszczając ciepło wytwarzane jest przez łuk elektryczny przestrzeń roboczą mają temperaturę co naj- tworzący się między elektrodami a wsadem. mniej 1700°C. Do doprowadzenia paliwa i Wysoka temperatura łuku topi wsad i umoż- powietrza, odprowadzania spalin oraz nada- liwia zajście potrzebnych reakcji chemicz- wania płomieniowi określonego kierunku nych (podobnych do przebiegających w piecu służą głowice. Doprowadzanie paliwa i po- martenowskim). Praca pieca elektrycznego wietrza oraz odprowadzenie spalin zmienia jest dokładna (można ją w prosty sposób się periodycznie, to znaczy w każdym mo- kontrolować i regulować) oraz nie ma w nim mencie jedna głowica jest doprowadzająca, a zanieczyszczenia metalu przez paliwo. Za druga odprowadzająca i co pewien, określony

53 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 3.21. Przebieg procesu wytapiania stali w piecach łukowych typu Heroulta podstawowe zalety elektrometalurgii stali uznaje się: wydzielanie ciepła, które dokonuje się w samym metalu lub w bezpośredniej jego bliskości; możliwość stworzenia dowolnej atmosfery i pracy z żużlami utleniającymi i re- dukującymi. W zakończeniu wiadomości na temat stalownictwa należy wspomnieć o sposobach odlewania stali. Po zakończeniu procesów metalurgicznych w piecu stal przelewa się do kadzi (rys. 3.22). Kadź z blachy stalowej, wymurowana wewnątrz cegłą szamotową, posiada w dnie otwór, w którym znajduje się wylew kadziowy zamykany korkiem. Korek umocowany jest na końcu żerdzi stalowej, zabezpieczonej szamotowymi rurkami żer- Rys. 3.22. Kadź zatyczkowa: 1 – żerdź, 2 – rurki dziowymi przed zetknięciem się z ciekłą stalą żerdziowe, 3 – korek, 4 – dźwignia, 5 – prowad- i żużlem. Za pomocą mechanizmu dźwi- nica, 6 – ramię

54 3. Metalurgia gniowego żerdź z korkiem można podnieść i ciekłym. W związku z tym poniżej zwiercia- opuszczać, otwierając i zamykając otwór dła metalu tworzy się strefa krzepnięcia, któ- wylewu. Korek i wylew wykonane są z sza- rej długość wynosi kilka do kilkunastu me- motu najwyższego gatunku lub mieszaniny trów i jest proporcjonalna do szybkości prze- grafitu z gliną ogniotrwałą. Kadź posiada na suwania się wlewka ciągłego w dół. Po wyj- zewnątrz czopy dla zawieszenia jej na hakach ściu z krystalizatora wlewek ciągły, mający suwnicy. Napełnianie wlewnic stalą może cienką skrzepniętą skorupę zewnętrzną, pod- odbywać się z góry lub z dołu (sposoby sto- dany jest chłodzeniu wtórnemu 6. Wlewek sowane już w wieku XIX). W pierwszym ciągły, prawie w całości skrzepnięty, prze- przypadku z kadzi zawieszonej na suwnicy suwa się między walcami ciągnącymi 7 usta- napełnia się wlewnicę bezpośrednio. W dru- wionymi na pomoście 8. Walce ciągnące re- gim - szereg wlewnic ustawionych na płycie gulują szybkość wyciągania wlewka z kry- napełnia się za pomocą syfonu (rury staliwnej stalizatora. Stosownie do szybkości wyciąga- wyłożonej rurami szamotowymi) i kanałów nia wlewka ciągłego dopełnia się krystaliza- szamotowych mieszczących się w wycięciach tor nieprzerwanie stalą ciekłą. Poniżej wal- płyty. Sposób ten pozwala na lepszą regulację ców ciągnących wlewek ciągły przecina się szybkości napełniania wlewnic i daje lepszą na potrzebne długości za pomocą urządzenia powierzchnię wlewków, ponieważ stal nie do cięcia 9. Odcięte części 11 układa się na rozpryskuje się po ściankach wlewnic w po- samotoku 10 i odtransportowuje. czątkowym momencie zalewania. Nowoczesną metodą odlewania stali (opracowaną przez Niemców w czasie II wojny światowej) jest metoda odlewania cią głego. Charakteryzuje ją mechanizacja całego procesu odlewania, duża wydajność oraz dobra jakość otrzymywanych wlewków ciągłych. W porównaniu z tradycyjnymi metodami odlewania wlewków zastosowanie urządzenia do odlewania ciągłego daje rów- nież tę korzyść, że pozwala na odlewanie wlewków o dość małym przekroju, które nie wymagają wstępnego przerobu plastycznego. Na rys. 3.23 przedstawiono schematycznie pracę urządzenia do odlewania cią- głego stali z krystalizatorem stacjonarnym. Na pomoście roboczym 1 ustawione są otwarte z obu stron i chłodzone wodą wlew- nice miedziane, tzw. krystalizatory 2. Stalą znajdującą się w kadzi odlewniczej 3 napeł- nia się dozator 4, a następnie krystalizatory. Stal ciekła zaczyna krzepnąć na ściankach krystalizatora tuż poniżej zwierciadła metalu. Aby przezwyciężyć siły tarcia między wycią- ganym wlewkiem ciągłym 5 a krystalizato- Rys. 3.23. Schemat urządzenia do odlewania cią- rem, na jego ścianki doprowadza się nieprze- głego: 1 - pomost roboczy, 2 - krystalizator, 3 - rwanie małe ilości smaru. Z powodu małej kadź odlewnicza, 4 - dozator, 5 - wlewek ciągły, 6 szybkości krzepnięcia środek wlewka cią- - chłodnica, 7 - walce ciągnące, 8 - pomost, 9 - głego pozostaje przez dłuższy czas w stanie urządzenie do cięcia, 10 - samotok, 11 - część odcięta 55 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 3.24. Porównanie metod odlewania stali: a) metoda tradycyjna, b) metoda odlewania ciągłego

Porównanie metody tradycyjnej (odle- fitu. Także i dodatki stopowe odgrywają tu wanie do wlewnic) z nowoczesną metodą pewną rolę. Krzem powoduje skłonność do odlewania stali przedstawiono obrazowo na wydzielania się grafitu, a mangan przeciwnie, rys. 3.24. Jak wynika z rysunku, przy zasto- stabilizuje cementyt. Żeliwo otrzymuje się sowaniu odlewania ciągłego odpadają nastę- przez przetapianie surówki z dodatkami pujące operacje: transport wlewnic i wlew- złomu stalowego lub żeliwnego w piecach ków do oddziału ściągania wlewnic, transport zwanych żeliwniakami. Tak powstały mate- wlewków do pieców wgłębnych, nagrzewa- riał stosuje się do wykonywania odlewów. nie wlewków w piecach wgłębnych, transport Żeliwo charakteryzuje się niewielkim (1,0% wlewków do zgniatacza i walcowanie w do 2,0%) skurczem odlewniczym, łatwością zgniataczu. wypełniania form, a po zastygnięciu obra- Początkowo surówkę z wielkich pieców bialnością. wykorzystywano do wytwarzania różnych W roku 1772 wynaleziono we Francji wyrobów metodą odlewania. Struktura mate- żeliwo ciągliwe białe. Jego wynalazca opra- riału uzyskiwanego w ten sposób odpowia- cował również do jego wytapiania małe, dała dzisiejszemu żeliwu. przenośne piece szybowe, uważane za pier- Żeliwo to stop odlewniczy żelaza z wowzór żeliwiaka (wykorzystywane także do węglem, krzemem, manganem, fosforem, wyżarzania odlewów i jako pierwsze piece siarką i innymi składnikami zawierającymi komorowe). W 1826 r. w USA, w wyniku od 2% do 3,6% węgla (w postaci cementytu prób nad uruchomieniem produkcji odlewów lub grafitu). Występowanie konkretnej fazy z żeliwa ciągliwego białego, prowadzonych węgla zależy od szybkości chłodzenia. Chło- przez Setha Boydena (1788-1870), zostaje dzenie powolne sprzyja wydzielaniu się gra- wynalezione czarne żeliwo ciągliwe.

56 3. Metalurgia Wynalezienie stali zlewnej, czyli sta- balt, nikiel, miedź, cyrkon, niob, molibden, liwa (stop żelaza z węglem w postaci lanej, tantal, wolfram), pośrednie pod względem nie poddany obróbce plastycznej; w odmia- temperatury topnienia (np. antymon) oraz ni- nach użytkowych zawartość węgla nie prze- skotopliwe (np. cynk, kadm, cyna, rtęć, ołów, kracza 1,5%, suma typowych domieszek na bizmut). Przykłady metali nieżelaznych lek- metale również nie przekracza 1%; właści- kich to aluminium, magnez oraz tytan. wości mechaniczne staliwa są nieco niższe Pierwszym metalem, z którym ludzkość niż własności stali o takim samym składzie zetknęła się było złoto – znajdowane w stanie po obróbce plastycznej), rozpowszechnio- rodzimym w postaci łatwo dostrzegalnych nego w latach 1855 - 1865 spowodowało za- blaszek, ziaren itp. Bardzo rzadko (np. pod- hamowanie na pewien czas rozwoju metalur- czas kruszenia skał) ludzie starożytni spoty- gii żeliwa. Dopiero opatentowanie w roku kali się również z rodzimym srebrem oraz 1922 w USA metody otrzymywania żeliwa miedzią. Natomiast pierwszymi metalami, modyfikowanego, przyczyniło się do bardzo które wytopiono z rud były: miedź, srebro, szerokiego rozpowszechnienia jego zastoso- cyna i ołów (pojawiły się mniej więcej w tym wania w budowie maszyn. samym czasie na terenie Bliskiego Dalsze rozszerzenie zastosowania że- Wschodu). liwa następuje od 1930 r. po wynalezieniu Miedź zaczęto wytapiać z rud już perlitycznego żeliwa ciągliwego, a szczegól- około 4000 lat p.n.e. Metal ten ze względu na nie po II wojnie światowej od 1947 r., tj. od niższą temperaturę topnienia (1084 °C) był czasu wynalezienia przez Hentona Morrogha łatwiejszy do obróbki niż żelazo (1538 °C). (1917-2003) w Anglii żeliwa sferoidalnego, Wytop prowadzono w prymitywnych pie- które podobnie jak perlityczne żeliwo cią- cach, początkowo korzystając wyłącznie z gliwe charakteryzuje się zarówno wysokimi rud tlenkowych. Jednakże ze względu na ich właściwościami plastycznymi, jak i wytrzy- ograniczoną ilość, w 2 tysiącleciu p.n.e., małościowymi, nie spotykanymi do tej pory. zwrócono uwagę na bardziej rozpowszech- Lukę pomiędzy żeliwem szarym a sferoidal- nione rudy siarczkowe. Rudy te najpierw pra- nym wypełnia wynalezione w ostatnim okre- żono w stosach (przy dostępie powietrza) sie żeliwo wermikularne, charakteryzujące przez co siarczki zamieniały się w tlenki. Na- się dobrymi właściwościami mechanicznymi stępnie korzystając z węgla drzewnego redu- i dostateczną ciągliwością (odpornością na kowano tlenki i otrzymywano miedź. nagłe zmiany obciążeń). W 3 tysiącleciu p.n.e. zaczęto wytwa- rzać r b ą z, początkowo nieświadomie w efekcie stosowania rud zawierających za- 3.2. Metalurgia metali nieże- równo miedź jak i cynę. Ten stop ze względu laznych na przypadkowość miał bardzo zmienny skład. Dopiero po upływie około półtora ty- Do metali nieżelaznych zaliczane są siąca lat zaczęto wytwarzać brąz w sposób wszystkie metale za wyjątkiem żelaza i pół- świadomy stapiając miedź i cynę w odpo- metali (pierwiastki chemiczne mające wła- wiednich proporcjach. sności pośrednie między metalami i nieme- Cyna oraz ołów to metale niskoto- talami, np. arsen, astat, bor, german, krzem, pliwe (ich temperatury topnienia wynoszą selen, tellur, polon). Metale te dzielą się na odpowiednio 232 °C i 327 °C). Dzięki temu dwie grupy, tj. ciężkie (o gęstości większej piece stosowane do ich wytopu miały prostą niż 5 g/cm3) oraz lekkie (o gęstości mniejszej 3 konstrukcję i nie wymagały nawet dmuchu od 5 g/cm ). Metale nieżelazne ciężkie dzie- sztucznego. Produkcja cyny polegała na re- lone są na trzy podstawowe podgrupy: wyso- dukcji rud tlenkowych węglem drzewnym. kotopliwe (np. wanad, chrom, mangan, ko- Natomiast ołów wytwarzano przez prażenie

57 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Nadstawka Mufla Balon

Wsad Pył cynkowy

Płynny cynk

Rys. 3.25. Schemat mufli, nadstawki i balonu stosowanych obecnie w metalurgii cynku siarczku ołowiu (galena) na tlenek, z którego Kolejne trzy ważne metale nieżelazne tj. w drodze reakcji z siarczkiem ołowiu lub wę- nikiel, chrom i mangan pojawiły się glem drzewnym otrzymywano ołów meta- dopiero na przełomie wieków XVIII i XIX, w liczny. W starożytności te dwa metale były następstwie prac realizowanych nie w hutach bardzo często mylone ze sobą. lecz w pracowniach chemików. I tak istnienie Kolejnym ważnym metalem, który za- niklu zostało stwierdzone przez szwedzkiego czął być wytwarzany jest cynk. Po raz chemika Axela Frederik von Cronstedta pierwszy metal ten został otrzymany w Chi- (1722-1765) w roku 1751. Jednak dopiero w nach ok. 600 r. Stamtąd poprzez Persję (1100 roku 1804 metal ten został wydzielony w po- – 1200 r.) umiejętność wytwarzania cynku staci czystej przez innego chemika Richtera. dotarła do Europy (XVII w.). Jednakże, na- Natomiast chrom został, odkryty w roku 1797 leży tutaj zauważyć, że już w starożytności przez Louisa Nicolasa Vanquelina (1763- (ok. 1000 r. p.n.e.) wytwarzano mosiądz 1829) w syberyjskiej rudzie ołowiu PbCrO4 – (stop miedzi z cynkiem, zwany także brązem zwanej krokoitem. Aczkolwiek czysty chrom antycznym) w następstwie wytapiania rud metaliczny został uzyskany (drogą elektro- miedziowo – cynkowych. Główną przyczyną lizy) dopiero w roku 1854 przez niemiec- późnego opanowania technologii wytwarza- kiego fizyka i chemika Roberta Bunsena nia cynku były niska temperatura wrzenia (1811-1899). Z kolei istnienie manganu zo- tego metalu (907 °C) oraz to, że podczas re- stało udowodnione (w 1740 r.) przez chemika dukcji wydziela się on nie w postaci płynnej, Johanna Heinricha Potta (1692-1777), który ale jako para (podobnie jak kadm i rtęć). wykazał, iż bursztyn MnO2 nie zawiera że- Obecnie cynk wytwarza się metodą laza. Trzydzieści lat później Torben Olof ogniową (pirometalurgiczną), polegającą na Bergman (1735-1784), profesor chemii w redukcji tlenku cynkowego w muflach (naj- Upsali, opisał piroluzyt (związek manganu częściej poziomych – rys. 3.25) ogrzewanych MnO2) jako nowy tlenek. Hipotezę tę po- zewnętrznie do temperatury około 1200 °C. twierdziły badania Carla Wilhelma Scheele W efekcie wrzenia cynku wytwarza się para (1742-1786), który w roku 1774 przeprowa- tego metalu, która uchodzi z mufli i skrapla dził redukcję rudy oraz wyodrębnił nowy się w specjalnych odbiornikach ceramicznych pierwiastek, któremu nadał nazwę „magne- (tzw. nadstawkach). Część pary, która nie sium”. uległa skropleniu przechodzi do blaszanego Przełomem w metalurgii metali nieżela- naczynia (tzw. balonu), gdzie ulega konden- znych było zastosowanie do wytwarzania sacji w postaci bardzo drobnego pyłu cynko- metali hydrometalurgii (metalurgii mokrej). wego. Uzyskany w ten sposób metal zawiera Pozwoliło ono wykorzystać w procesie wy- różne zanieczyszczenia (do 2,5%), które twarzania metali rudy ubogie. Rozwój tej zmniejszane są w procesach rafinacji reali- gałęzi metalurgii związany jest ściśle z elek- zowanych różnymi metodami. trolizą, za ojca której uważa się Michała Fa-

58 3. Metalurgia radaya (1791-1867) - podał on w roku 1834 trolit do katody, a miedź rozpuszcza się na podstawowe prawa elektrolizy. anodzie i osadza się na katodzie, a tworzący Proces elektrolizy polega na wę- się szlam 6 wylewa się przez otwór 3. drówce jonów do obojętnych chemicznie Metale lekkie, głównie aluminium i ma- elektrod, zanurzonych w elektrolicie, po gnez, zaczęły być używane stosunkowo przyłożeniu do nich odpowiedniego napięcia późno (dopiero pod koniec wieku XIX). Ze prądu elektrycznego. W elektrolizie elektroda względu na silne powinowactwo do tlenu naładowana ujemnie jest nazywana katodą, a metalurgia tych metali jest ściśle związana z elektroda naładowana dodatnio anodą. Każda prądem elektrycznym, bez którego praktycz- z elektrod przyciąga do siebie przeciwnie nie nie mogłaby istnieć. naładowane jony. Do katody dążą więc do- Aluminium (glin) odkrył angielski datnio naładowane kationy, a do anody ujem- chemik Humphry Davy (1778-1829) w roku nie naładowane aniony. Po dotarciu do elek- 1807. Podczas badania składu gliny doszedł trod jony przekazują im swój ładunek na on do wniosku, iż zawiera ona jakiś nowy skutek czego zamieniają się w obojętne elek- metal, który nazwał „aluminium”. Pierwia- trycznie związki chemiczne lub pierwiastki. stek ten w stanie metalicznym został otrzy- Powstające w ten sposób substancje zwykle many 20 lat później, przez chemika niemiec- albo osadzają się na elektrodach lub wydzie- kiego Friedricha Wöhlera (1800-1882), w lają się z układu w postaci gazu. Proces elek- efekcie działania potasu na chlorek alumi- trolizy wymaga stałego dostarczania energii nium. Jednak ta metoda produkcji była bar- elektrycznej. dzo kosztowna, co sprawiało, że metal ten był Obecnie proces elektrolizy wykorzy- początkowo praktycznie niedostępny dla stywany jest w rafinacji wielu metali, np. przemysłu. Dopiero opracowanie w roku miedzi. Metal ten poddaje się rafinacji prze- 1886 nowej metody wytwarzania aluminium biegającej w specjalnych wannach elektroli- (niezależnie od siebie przez Paula Heroulta tycznych, żelazobetonowych 1 (rys. 3.26), (1863-1914) we Francji i Charlesa Halla wyłożonych winiplastem 2 (winidur). (1863-1914) w USA, bazującej na elektroli- W wannach tych zawiesza się kolejno płyty 4 zie pozwoliło na rozpowszechnienie tego miedzi, otrzymane przez rafinację ogniową metalu. Wywołało to spadek cen aluminium, oraz cienkie arkusze 5 miedzi elektrolitycz- którego 1 kg kosztował: w 1856 r. 600 zł, nej, służące w procesie elektrolizy jako pod- 1886 r. – 200 zł, w 1901 r. – 2,30 zł, a roku kładki. W wannie przemieszcza się elektrolit 1938 – 1,50 zł (ceny podano w zł przedwo- o temperaturze 50-65°C (wodny roztwór jennych). ÷ ÷ CuSO4 - 10 16% i H2SO4 - 10 16%). Prąd Metodę Halla-Heroulta – z pewnymi elektryczny przechodzi od wanny przez elek- ulepszeniami – stosuje się do otrzymywania aluminium również obecnie. Wykorzystuje się w niej elektrolizę tlenku Al2O3 (otrzymy- wanego z rudy zwanej boksytem), rozpusz- czonego w stopionym kriolicie. Elektrolizę przeprowadza się w wannach (rys. 3.27) o pancerzu stalowym, wyłożonych płytami wę- glowymi, a katodę stanowi trzon wanny. 1 2 3 4 5 6 Anody wykonane z koksu pakowego (produkt destylacji wody uzyskanej z węgla ka- Rys. 3.26. Schemat wanny elektrolitycznej stoso- miennego), zanurzone są swą dolną częścią w wanej w rafinacji miedzi: 1 – wanna żelazobeto- elektrolicie. Tlenek glinowy rozkłada się na nowa, 2 – płyty z winiduru, 3 – otwór spustowy, 4 – płyty z miedzi z rafinacji ogniowej, 5 – cienkie glin metaliczny i wydziela na katodzie oraz arkusze miedzi elektrolitycznej, 6 – szlam tlen, który stopniowo spala węglowe anody,

59 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki się podobnie jak aluminium, tj. w drodze 7 elektrolizy roztopionej mieszaniny chlorków 14 11 magnezu, sodu i potasu. Masa rzadka 9 Masa ciastowata 8 Stopy magnezu z miedzią są wykorzy- 13 stywane w przemyśle lotniczym i kosmicz- 10 Masa spieczona nym, tam gdzie stopy tytanu i glinu są za 12 6 Al2O3 5 ciężkie. W podobnych zastosowaniach wykorzystywane są także magnale (stopy glinu z ⋅ Al2O3 +3NaF AlF3 magnezem) oraz elektrony (stopy magnezu, Al 3 glinu, cynku, manganu i krzemu). Ze stopów 2 2 2 2 magnezowych coraz częściej wykonuje się także obudowy urządzeń elektronicznych i 4 precyzyjnych, np.: obudowy telefonów ko- 1 mórkowych, notebooków, kamer filmowych i Rys. 3.27. Schematyczny przekrój wanny elektro- video oraz aparatów fotograficznych. litycznej z anodą ciągłą i bocznym doprowadze- Kolejny lekki metal nieżelazny, tytan niem prądu: 1- cegła szamotowa, 2 - bloki kato- został odkryty w Wielkiej Brytanii w 1791 dowe, 3 - pręty katodowe, 4 - żeliwo, 5 - płyty przez amatorskiego geologa i pastora Wil- węglowe, 6 - warstwa zakrzepłego elektrolitu, 7 - rama anody, 8 - żebra usztywniające, 9 - prze- liama Gregora (1761-1817). Przez wiele lat wody, 10 - strzemię oporowe, 11 - wspornik do próbowano otrzymać czysty tytan, jednak nie zawieszania ramy, 12 - anoda, 13 - sworznie wbite udawało się tego dokonać zwyczajnymi spo- w anodę, 14 - szyna doprowadzająca prąd sobami (stosowanymi w produkcji innych metali). Dopiero w 1910 Matthew A. Hunter (1878-1961) otrzymał czysty (99,9%) meta- w wyniku czego wydziela się CO i CO2. Pro- ces zachodzi w temperaturze 940-960°C. Do liczny tytan poprzez ogrzewanie TiCl4 z so- produkcji l t aluminium zużywa się 1,90-1,92 dem w bombie stalowej w temperaturze 700- t glinu, 0,08-0,09 t kriolitu i 0,50-0,54 t anod 800°C. Do 1946 tytan nie był używany nig- węglowych. W celu zmniejszenia ilości do- dzie poza laboratorium, dopóki William Ju- mieszek znajdujących się w wyprodukowa- stin Kroll (1889-1973) nie opracował opła- nym w ten sposób aluminium poddaje się je calnego sposobu otrzymywania metalicznego następnie oczyszczaniu, tj. rafinacji przebie- tytanu poprzez redukcję czterochlorku tytanu gającej również w wannie elektrolitycznej magnezem. Metal ten jest wykorzystywany (tzw. metoda trzech warstw). (począwszy od lat 50-tych XX w.) głównie w lotnictwie, kosmonautyce oraz zastosowa- Ze względu na swoje właściwości, takie niach militarnych. jak mała gęstość i odporność na korozję, stopy aluminium z miedzią i molibdenem zwane duraluminium znalazły wiele zastoso- wań i są używane do wyrobu szerokiej grupy 3.3. Metalurgia proszków produktów – od puszek do napojów do części Metalurgia proszków to metoda wytwa- statków kosmicznych. Natomiast czysty, kry- rzania wyrobów z proszków metali i nieme- staliczny glin jest kruchy i łamliwy. tali, bez przechodzenia przez stan ciekły (rys. Magnez został wyodrębniony również 3.28). Oddzielne cząstki proszków łączą się przez Humphry Davy’ego w roku 1808. Pro- ze sobą w jednolitą masę podczas wygrzewa- dukcja przemysłowa tego metalu rozpoczęła nia silnie sprasowanych kształtek w atmosfe- się we Francji w 1863 r. Nie była ona zbyt rze redukującej lub obojętnej. Proces meta- wydajna, gdyż polegała na działaniu sodem lurgii proszków jest ekonomiczną metodą na chlorek magnezowy i fluorek wapniowy. wielkoseryjnej produkcji elementów o nie- Począwszy od roku 1883 magnez otrzymuje wielkich prostych kształtach, w wyniku któ-

60 3. Metalurgia

Siła Prasowanie Stempel Spiekanie górny

Matryca

Proszek metalu Stempel Wyrób dolny

Siła

Rys. 3.28. Schemat procesu wytwarzania wyrobu w metalurgii proszków rej uzyskuje się w pełni zwarte sprasowane czenie ceramiki z metalami; otrzymane komponenty. Produkty metalurgii proszków cermetale, mają bardzo dobre właściwo- charakteryzują się wyjątkowymi właściwo- ści żaroodporne i żarowytrzymałe i są ściami mechanicznymi i odpornością na zu- stosowane między innym w budowie życie, dzięki czemu znajdują szerokie zasto- turbin gazowych i dysz rakiet; sowanie w różnych branżach, takich jak m.in. łączenie materiałów wzajemnie się nie- przemysł lotniczy i kosmonautyczny, moto- rozpuszczających oraz różniących się ryzacja, przemysł maszynowy i drzewny znacznie temperaturą topnienia, np. (zęby pił) itp. Przykładowe wyroby otrzy- pseudostopy diamentowo-metalowe; mane tą metodą pokazano na rys. 3.29 uzyskiwanie wyrobów o unikatowych Coraz szersze zainteresowanie przemy- właściwościach wynikających z łączenia słu metalurgią proszków wynika z zalet tej składników o bardzo zróżnicowanych metody, z których najważniejsze to: właściwościach, np. implanty, samosma- wytwarzanie wyrobów z materiałów rujące łożyska nieporowate o odpowied- trudnotopliwych, bez konieczności roz- nim udziale grafitu lub miękkich metali tapiania składników, np. spiekane wę- niskostopowych; gliki tytanu, wolframowe penetratory do wytwarzanie materiałów porowatych o pocisków; objętości porów sięgającej do 50% cał- łączenie materiałów, których nie można kowitej objętości; np. samosmarujące ło- połączyć innymi technologiami, np. łą- żyska porowate wykonane ze stali ni- skowęglowej z dodatkiem miedzi i grafitu lub z brązów cynowych, filtry meta- liczne wytwarzane ze stali, mosiądzów niklowych i brązów cynowych; sterowanie składem chemicznym pozwa- lające regulować w szerokim zakresie przewodnością elektryczną i cieplną oraz rozszerzalnością cieplną produktów, umożliwia wytwarzanie styków elektrycznych oraz przewodników i półprze- wodników, np. styki elektryczne W-Cu, Rys. 3.29. Przykłady wyrobów otrzymanych w szczotki kolektorowe Cu-C; procesach metalurgii proszków 61 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

wytwarzanie materiałów magnetycznie Jeszcze w 1826 roku w Rosji carskiej wytwa- twardych oraz magnetycznie miękkich. rzane były monety platynowe sposobem Mimo powyższych zalet metalurgia proszkowym. proszków ma również pewne ograniczenia. Ponowny gwałtowny rozwój wytwarza- Do najważniejszych z nich zalicza się: nia wyrobów z proszków metali nastąpił w trudności w całkowitym wyeliminowa- początkach XX wieku. Technologią tą zaniu porów, które powodują obniżenie częto wówczas wytwarzać (z proszków wol- wytrzymałości wyrobu gotowego; framu, tantalu i molibdenu) włókna żarówek. problem uzyskania równomiernego roz- Około roku 1915 uzyskano pierwsze węgliki kładu ciśnienia w całej objętości praso- spiekane (węglik wolframu i węglik molib- wanego proszku podczas wytwarzania denu), które są bardzo twarde i trudnoto- wyrobów o złożonych kształtach, co pliwe. Z tego też powodu są one powszechnie prowadzi do niejednorodnego rozkładu stosowane (również obecnie) na ostrza lub właściwości w gotowym wyrobie; nawet całe narzędzia, wykorzystywane w ob- róbce metali. W latach 60 i 70 XX w. zaczęto najczęściej stosowane zagęszczanie wytwarzać w tej technologii szeroki asorty- proszku przez prasowanie w matrycach ment części samochodowych. Natomiast w wiąże się ze znacznymi ograniczeniami latach 80 ubiegłego stulecia rozpoczęto pro- odnoszącymi się do kształtu i wielkości dukcję części do silników turboodrzutowych, wyrobów; bazującą na metalurgii proszków. proszki metali i stopów o wysokim powi- nowactwie do tlenu lub o ekstremalnie wysokiej czystości można obrabiać tylko 3.4. Metalurgia w Polsce dużym nakładem kosztów; wytwarzanie proszków jest obecnie jesz- Żelazo na ziemiach polskich znane było cze kłopotliwe i drogie, właściwości pla- około 750 r. p.n.e., lecz ślady jego produkcji styczne i wytrzymałościowe spieków są pochodzą dopiero z VI-V wieku p.n.e. Hut- z reguły gorsze niż elementów obrobio- nictwo świętokrzyskie w I-V wieku n.e. zali- nych plastycznie; cza się do największych w Europie. Istniały metalurgia proszków, w większości też znacznie mniejsze ośrodki hutnictwa że- przypadków, jest uzasadniona ekono- laza, min. na terenie Wielkopolski, Śląska i w micznie tylko w produkcji wielkoseryj- Karpatach. nej. W regionie świętokrzyskim eksploato- Tradycje tej technologii sięgają czasów wano (w pierwszych wiekach naszej ery) za- starożytnych. Już 3000 lat p.n.e. w starożyt- legającą pod powierzchnią ziemi metrową nym Egipcie wytwarzano w ten sposób proste warstwę rudy żelaza w formie tzw. „śmietany narzędzia z żelaza. Było to związane z naj- hematytowej”. Ośrodek ten był wtedy naj- większą wówczas zaletą tej technologii, tj. większym w Europie poza granicami cesar- możliwością wytwarzania wyrobów bez stwa rzymskiego. Już 2000 lat temu w rejonie topienia metalu. W średniowieczu Inkowie Nowej Słupi działały pierwsze piece hutni- wytwarzali z proszków metali biżuterię. cze tzw. dymarki – rys. 3.30. W Rudkach Wprowadzanie i ciągłe udoskonalanie hutni- koło Łysej Góry odkryto, pochodzące z tego czych metod topienia zaczęło wypierać me- okresu szyby (głębokie na 36 m) i obudo- talurgię proszków. Najdłużej stosowano ją do wany chodnik. O skali ówczesnej produkcji wytwarzania wyrobów z proszków metali świadczą zwały żużlu u podnóży północnych mających wysoką temperaturę topnienia (np. stoków Łysogór, oceniane nawet na 200 tyś. iryd – 2466 °C, platyna – 1768 °C), której nie ton. Produkcja żelaza zanikła w V wieku, można było uzyskać w ówczesnych piecach. choć zasoby rudy nie zostały wyczerpane.

62 3. Metalurgia XVI wieku rozpoczęto produkcję stali we fryszerkach. W XV wieku w rejonie Olkusza rozwi- nęła się produkcja ołowiu z miejscowych rud, która w połowie tego wieku przekraczała już 500 ton. 20% tej produkcji zabezpieczało potrzeby kraju, resztę eksportowano. W drugiej połowie XV wieku huty w Polichnie rozpoczęły produkcję miedzi wy- dobywanej w Miedziance pod Chęcinami. Złoża rudy miedzi zostały tutaj odkryte prawdopodobnie już w wieku XIII, a zamek powstał dla sprawowania nad nimi kontroli. Okresem szczególnego rozkwitu metalurgii na ziemiach polskich był XVI i pierwsza połowa wieku XVII. Wówczas w Samso- nowie (założonym w 1562 r. przez pochodzą- cych ze Szkocji kuźników Jana i Łukasza Samsonów) zbudowano pierwszy w Polsce wielki piec (rys. 3.31). Zawdzięczamy go Rys. 3.30. Starożytne dymarki świętokrzyskie włoskim specjalistom z Bergamo, braciom Wawrzyńcowi i Janowi Caccia, którzy w la- Wytwarzanie stali sposobem dymarskim tach 1610-1613 stworzyli w Samsonowie prowadzono w państwie polskim (aż do po- nowoczesne zakłady przetwórstwa żelaza. łowy XVI w.) w kuźnicach, których produk- Obejmowały one: wielki piec, trzy fryszerki, cja roczna wynosiła od kilkunastu do 30 ton. kilka kuźnic, dwie wytwórnie broni, odlewnię Wykorzystywano tutaj m.in. pochodzące ze dział oraz szlifiernię, w której rozwiercano i Szwecji osmundy, ćwierćkilogramowe placki polerowano lufy armatnie. Kombinat ten ko- wytwarzane z magnetytu. W XV wieku w rzystał z własnych kopalń rudy żelaza i z Polsce było około 350 kuźnic: 140 – w woj. okolicznych lasów, będących źródłem węgla sandomierskim, 60 – w Wielkopolsce i na drzewnego. Pracowali w nim specjaliści Kujawach, ponad 50 – w woj. Krakowskim sprowadzeni z zagranicy oraz fachowcy miej- oraz 40 na Mazowszu. W drugiej połowie scowi. Samsonów w czasach Cacciów stał się

Rys. 3.31. Pozostałe po pożarze w 1866 roku ruiny zakładów przetwórstwa żelaza w Samsonowie (wielki piec to budynek cylindryczny)

63 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Jak już uprzednio wspomniano w poło- wie wieku XIX Zagłębie Staropolskie zostaje zdominowane przez Górny Śląsk, który nie- bawem uzyskuje znaczenie ogólnoeuropej- skie. W 1796 roku w Gliwicach konstruktor szkocki John Baildon (1772-1846) uruchomił pierwszy na kontynencie europejskim (poza Wielką Brytanią) wielki piec opalany kok- sem. W uruchomionej w 1802 roku Hucie Królewskiej (Huta Kościuszko) zastosowano po raz pierwszy do dmuchu maszynę parową. Większość istniejących obecnie w Górnoślą- skim Okręgu Przemysłowym hut powstała w Rys. 3.32. Zagłębie Staropolskie w XVII wieku XIX wieku, np. huty: „Baildon”, „Florian”, „Jedność”, „Pokój”, „Bobrek”, „Batory”; w głównym ośrodkiem tzw. klucza zakładów Zagłębiu Dąbrowskim (z inicjatywy Banku hutniczych. W okolicznych miejscowościach Polskiego) powstała Huta Bankowa (w okre- działały wówczas przerabiające otrzymywaną sie PRL Huta im. Feliksa Dzierżyńskiego), z huty surówkę kuźnice oraz fryszerki. pozostałe istniejące tu huty pochodzą z lat W XVII wieku rozwinęło się Zagłębie 1881-1906. W końcu XIX wieku zbudowano Staropolskie (rys. 3.32), które pozostało naj- huty: „Częstochowa”, „Katarzyna” i „Za- większym polskim okręgiem hutnictwa że- wiercie”. W latach 50-tych XIX wieku po- laza aż do połowy XIX wieku. W XVIII stu- wstały liczne nowe walcownie. W Hucie leciu znajdowało się tam aż 27 wielkich pie- Królewskiej zainstalowano w 1865 roku ców, spośród 35 działających w ówczesnej Rzeczpospolitej. Wytwarzały one około 80% krajowej produkcji żelaza. Pozostałe zlokali- zowane były w dobrach magnackich. Naj- ważniejszym z nich był ośrodek w okolicach Końskich stworzony przez Małachowskich. Upadek zagłębia nastąpił w połowie XIX w. i miał wiele przyczyn: od wyczerpania złóż rud, poprzez ustanie dotychczasowej opieki namiastki państwa (Królestwa Polskiego), po rozwój hutnictwa (opartego o tani węgiel kamienny) na Górnym Śląsku i w Zagłębiu Dąbrowskim. Zanik wydobycia żelaza nie oznaczał jednak końca produkcji w tym okręgu. W roku 1837 otwarto bowiem hutę w Ostrowcu Świętokrzyskim, bazującą na pewno na tradycji lokalnej, ale korzystającą już tylko z surowców dostarczanych spoza regionu. Ponadto, w Chlewiskach leżących na pograniczu regionu świętokrzyskiego i Ma- zowsza pod koniec wieku XIX zbudowano hutę żelaza, będącą ostatnim w Europie za- Rys. 3.33. Wielki piec w Chlewiskach, urucho- kładem pracującym na archaicznym paliwie – miony w latach 1890 -1892, pracujący do roku węglu drzewnym (rys. 3.33). 1940. Ostatni w Eurpie piec (o wydajności 13-15 ton surówki na dobę) opalany węglem drzewnym

64 3. Metalurgia konwertor besemerowski. W Hucie „Bor- wszystkie stare huty, zbudowano (1954 r.) sing” w Biskupicach Śląskich zbudowano w Hutę im. Lenina w Krakowie (obecnie Huta 1872 roku piec martenowski, a w 1878 wy- im. Tadeusza Sendzimira), Hutę „Warszawa” budowano w Hucie Królewskiej i w Hucie (1957 r.) i Hutę „Katowice” (1976 r.). W „Pokój” konwertory thomasowskie i fabryki maju 1976 roku powstało przedsiębiorstwo tomasyny. państwowe Kombinat Metalurgiczny Huta W okresie międzywojennym hutnictwo Katowice w Dąbrowie Górniczej, w skład polskie rozwijało się w kierunku produkcji którego włączono nowobudowany zakład stali jakościowych i stopów metali, nie hutniczy, Hutę Bankową oraz Zakłady Kok- zwiększając ilości wytwarzanych stalowych sownicze im. Powstańców Śląskich w Zdzie- wyrobów hutniczych. Dużym osiągnięciem szowicach. walcownictwa było zbudowanie w latach W okresie powojennym nastąpił w Pol- 1933-34 przez Tadeusza Sendzimira (1894- sce olbrzymi rozwój hutnictwa metali nieże- 1989) w Hucie „Pokój” walcarki do walco- laznych. Rozbudowano istniejące przed 1939 wania blach na zimno. rokiem huty cynku i ołowiu (zakłady Cyn- W latach 1936-1939 w południowo- kowe „Szopienice” i Zakłady Cynkowe „Si- centralnych dzielnicach Polski powstał ośro- lesja” w Katowicach) oraz zbudowano nowe: dek przemysłu ciężkiego tzw. Centralny Zakłady Górniczo-Hutnicze „Bolesław” w Okręg Przemysłowy (COP). Był on jednym z Bukowinie k. Olkusza (1953), Huta Cynku największych przedsięwzięć ekonomicznych „Miasteczko Śląskie” (1961-1966) i inne. II Rzeczypospolitej. Celem COP-u było Hutnictwo miedzi w Polsce (istniejące zwiększenie ekonomicznego potencjału Pol- od około XV wieku) nabrało znaczenia po II ski, rozbudowa przemysłu ciężkiego i zbroje- wojnie światowej. Odkryto bowiem nowe niowego, a także zmniejszenie bezrobocia złoża rud miedzi (1957), co zaowocowało wywołanego skutkami wielkiego kryzysu. Na budową nowych ośrodków w utworzonym w rozwój COP-u przeznaczano w latach 1937- 1970 roku Kombinacie Górniczo-Hutniczym 1939 około 60% całości wydatków inwesty- Miedzi w Lubinie, w skład którego wchodzą: cyjnych. Budowę COP rozpoczęto z inicja- Huta Miedzi „Głogów” w Żukowicach i Huta tywy wicepremiera i jednocześnie ministra Miedzi „Legnica” w Legnicy. Technologia skarbu Eugeniusza Kwiatkowskiego (1888- wytwarzania jest zależna od poszczególnej 1974), który wraz z Pawłem Kosieradzkim huty. Przykładowo w Hucie „Legnica” (1903-1994) i Władysławem Kosieradzkim oparta jest ona na technologii przetopu kon- (1905-1944) opracował czteroletni plan centratów miedzi w piecach szybowych (rys. inwestycyjny, obejmujący okres 1 VII 1936 - 3.35). Wsad do pieców szybowych stanowi 30 VI 1940. Przedsięwzięcie dało za- trudnienie dla 100 tys. pracowników. W ramach COP zbudowana została (w latach 1937-1939) huta stali jakościowych w Stalo- wej Woli. Uroczystego otwarcia nowo wzniesionych Zakładów Południowych w Stalowej Woli dokonał w czerwcu 1939 roku prezydent Ignacy Mościcki. Pierwszymi produktami Huty była stal szlachetna, armaty (rys. 3.34) i sprzęt dla rolnictwa. W czasie okupacji hitlerowskiej hutnictwo polskie poniosło dotkliwe straty. Po wy- zwoleniu nastąpił intensywny rozwój. Odbu- dowano, rozbudowano i zmodernizowano Rys. 3.34. Działa wyprodukowane w Hucie Sta- lowa Wola, 1938 r. 65 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 3.35. Schemat technologiczny produkcji miedzi w HM „Legnica” uśredniony i zbrykietowany koncentrat, za- latach 1952-54 Hutę Aluminium w Skawinie wierający ok. 20%÷25% miedzi, oraz żużel i 1961-66 Hutę Aluminium „Konin”. konwertorowy i koks. W wyniku przetopu Oprócz wymienionych wyżej metali wsadu otrzymuje się kamień miedziowy oraz produkowany jest w Polsce w niewielkich żużel odpadowy. W efekcie procesu kon- ilościach magnez metaliczny (huta w Trze- wertorowania kamienia miedziowego po- bini) i żelazonikiel w hucie w Szklarach. wstaje miedź konwertorowa (miedź blister) o Pewne ilości metali nieżelaznych, np. kadmu, zawartości ok. 98,5% Cu. W procesie rafina- tantalu, indu, itp. uzyskuje się w hutach cji ogniowej - piece anodowe, zostają usu- cynku i miedzi. Stopy metali nieżelaznych nięte pozostałe zanieczyszczenia. Odlane (mosiądz, brąz, stopy cynku i cyny, ołowiu i anody poddawane są elektrorafinacji, w trak- niklu) oraz wyroby walcowane z metali nie- cie której miedź anodowa rozpuszcza się w żelaznych i ich stopów wytwarzane są min. w elektrolicie i pod wpływem prądu stałego Hucie „Będzin” w Będzinie, w Zakładach osadza się na podkładkach katodowych, two- Przetwórczych Metali Nieżelaznych „Hut- rząc produkt finalny – miedź katodową o za- men” we Wrocławiu, Zakładach Metali Lek- wartości 99,99% Cu. kich w Kętach. Produkcję aluminium podjęto w Polsce dopiero po II wojnie światowej, budując: w

66 4. Techniki wytwarzania

Wyroby mogą być wytwarzane różnymi technologie odlewnicze zapewniają dużą metodami. Najważniejsze z nich to: metalur- dokładność wymiarową i gładkość po- gia proszków, odlewnictwo, obróbka skrawa- wierzchni odlewów - można więc stoso- niem, obróbka plastyczna oraz przetwórstwo wać niewielkie naddatki na obróbkę wió- tworzyw wielkocząsteczkowych. Wiele pro- rową, co zapewnia znaczne oszczędności duktów powstaje w wyniku łączenia części w materiałów i robocizny (z tego m.in. struktury większe, zatem wskazanym jest względu koszt wytwarzania odlewów w również omówienie w ramach niniejszego porównaniu do kosztów produkcji wyro- rozdziału historii wybranych połączeń me- bów wykonywanych na drodze innych chanicznych. technik wytwarzania jest niższy); wytrzymałość na rozciąganie oraz inne własności mechaniczne odlewów nie 4.1. Odlewnictwo ustępują własnościom mechanicznym Odlewnictwo to technika wytwarzania wyrobów metalowych, zwanych odle- Kadź wami, polegająca na nadaniu im kształtów, odlewnicza wymiarów i struktury, za pomocą doprowa- Metal dzenia metalu (stopu) do stanu ciekłego, i stopiony wypełnieniu nim odpowiednio przygotowanej Układ formy odlewniczej (rys. 4.1). wlewowy Płaszczyzna Technologia odlewania w porównaniu z podziału innymi technologiami wytwarzania ma sze- Forma reg zalet, mianowicie: (piaskowa) wykorzystując technologię odlewania, (a) można wykonywać części z różnych metali i stopów, stosując natomiast ob- Układ róbkę wiórową wykonuje się wyroby je- wlewowy dynie z materiałów o dobrej skrawalno- ści, a na drodze walcowania i kucia Odlew można wykonywać wyroby tylko z mate- riałów plastycznych; na drodze odlewania - szczególnie stosu- jąc specjalne metody tej technologii - można produkować wyroby (odlewy) o b) bardzo złożonych kształtach i o różnora- Rys. 4.1. Odlewanie: a) schemat procesu, b) wy- kich wymiarach; rób wraz z układem wlewowym 67 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki uznany za jeden z cudów świata antycznego (rys. 4.2). Ten olbrzymich rozmiarów posąg (wysokość ok. 32 m i waga ok. 70 ton) wy- budowany został na wyspie Rodos przez Charesa z Lindos w 292-280 p.n.e. Monu- ment wykonano z brązu i ustawiono u wej- ścia do portu dla upamiętnienia zwycięstwa Seleukosa I Nikatora (ok. 358 - 281 p.n.e.) nad Demetriuszem Poliorketesem (337 p.n.e. – 283 p.n.e.) w 304 roku p.n.e. Według zapi- sków kronikarskich do budowy tego posągu zużyto 12,7 tony brązu oraz 7,6 tony żelaza Rys. 4.2. Kolos Rodyjski według wyobrażeń z do wykonania szkieletu. Jego budowa trwała XVI wieku (sztych Martena van Heemskercka) 12 lat. Posąg uległ zniszczeniu w 224 roku p.n.e., podczas trzęsienia ziemi. Leżał w wo- części wykonywanych przez kucie czy dzie aż do VII wieku, kiedy to został przez obróbkę wiórową. Arabów podzielony na części i wywieziony, według legendy, na kilkuset wielbłądach. Najwcześniejsze odlewy z brązu arche- olodzy znaleźli na obszarze Mezopotamii. Rzymianie bardzo mało wnieśli do Były one wykonane wg metody tzw. traco- technologii odlewnictwa. Po upadku ich pań- nego wosku, dzisiaj zwanej metodą wytapia- stwa rzemiosło to upadło na długie wieki. Aż nych modeli. Ta technologia, w różnych od- do średniowiecza odlewnictwo niewiele zna- mianach stosowana była także w dawnym czyło. Metodą tą wyrabiano głównie ozdoby. Egipcie, w Indiach i Chinach. Natomiast Najstarszym zabytkiem średniowiecznej zmodyfikowana metoda, która przeniesiona sztuki odlewniczej w Polsce są drzwi Katedry została do Europy z Azji Małej, Syrii i Feni- Gnieźnieńskiej (rys. 4.3), odlane z brązu (ok. cji przez Kretę, umożliwiała wykonywanie 1175 r.) za panowania księcia Mieszka III dużych posągów, wewnątrz pustych (Grecja, Starego (ok. 1122-1202), na których umiesz- Rzym). Odlewy wykonywano wówczas w czono 18 scen z życia św. Wojciecha (ok. formach kamiennych otwartych i dzielonych 956-997). Każde z obu skrzydeł ma 3250 mm oraz w formach z gliny. Metal topiono w pie- wysokości, 850 mm szerokości i 250 mm cach tyglowych lub szybowych. Technologie grubości. Odlanie tych drzwi w owych cza- te stosowano (z pewnymi zmianami) również sach było wyczynem dużej klasy, dobrze w pierwszym tysiącleciu n.e. i później. świadczącym o umiejętnościach ówczesnych Ośrodkami, w których szczególnie roz- odlewników, w trzecim wieku istnienia pol- wijało się starożytne odlewnictwo miedzi, skiej państwowości. Co prawda nieco wcze- brązu i cyny były kraje Bliskiego Wschodu. śniej powstały brązowe drzwi Katedry w Z Fenicji rzemiosło to przemieściło się do Płocku (odlane w latach 1152-154 w Magde- Grecji, w której nastąpił wspaniały rozwój burgu na zamówienie ówczesnego biskupa), odlewnictwa artystycznego. Twórcami rzeźb ale zostały one zrabowane przez Litwinów i odlewanych z brązu byli: Poliklet z Argos (V od XIV wieku znajdują się w Soborze Mą- wiek p.n.e.), Fidiasz (ok. 490 p.n.e. - ok. 420 drości Bożej w Nowogrodzie Wielkim w Ro- p.n.e.) oraz Praksyteles z Aten (IV wiek sji. p.n.e.). Jednym z dzieł Fidiasza był posąg W średniowieczu zaczęto powszechnie Ateny Promachos o wysokości 15 m (wyko- stosować odlewnictwo do wytwarzania nany jako jeden odlew). Jednak największym dzwonów oraz drobnych ozdób ze złota, sre- osiągnięciem ówczesnej sztuki odlewniczej bra itp. W Polsce najlepszym przykładem był posąg Heliosa, tzw. Kolos Rodyjski odlewnictwa jest słynny dzwon Zygmunta

68 4. Techniki wytwarzania rodzicy, świętym patronom swoim, zna- komity Zygmunt, król Polski, ten dzwon godny wielkości umysłu i czynów swoich kazał sporządzić Roku Pańskiego 1520. Dzwon Zygmunta nie jest jednakże największym dzwonem odlanym w świecie. Miano to należy przypisać dzwonowi Car Kołokoł, odlanemu w Rosji carskiej. Ma on wagę 160 ton (wg danych muzeum kremlow- skiego - 202 tony), średnicę 6,6 m, wysokość (z uszami) 6,14 m, a odlał go z brązu mistrz ludwisarski Michał Matorin 25 listopada 1735 na Kremlu w Moskwie. Prace przygo- towawcze zajęły 1,5 roku (główną rolę w projektowaniu odegrał ojciec Michała, Iwan Matorin, zmarły 3 miesiące przed odlaniem), a samo odlewanie trwało 72 minuty. Później- sze prace nad napisami i zdobieniami dzwonu ciągnęły się dwa lata. Kilku rzemieślników z Rys. 4.3. Drzwi Archikatedry gnieźnieńskiej Sankt Petersburga pod kierownictwem wy- kształconego we Włoszech Fiedora Medwie- diewa wykonało wówczas portrety cara Alek- (rys. 4.4). Ten do niedawna największy pol- sego (1629-1676) - fundatora poprzednich ski dzwon, znajduje się w Katedrze Wawel- wielkich dzwonów Kremla, fundatorki obec- skiej i został ufundowany przez Zygmunta nego dzwonu - carycy Anny Iwanowny Ro- Starego (1467-1548). Dzwon wykonał w krakowskiej ludwisarni ludwisarz Hans Behem z Norymbergi w 1520 roku, a umieszczenie go na wieży miało miejsce 9 lipca 1521 roku. 13 lipca 1521 Kraków po raz pierwszy usłyszał jego głos. Na płaszczu dzwonu widoczne są postacie świętych: Zygmunta i Piotra. Znaj- duje się tam także herb Polski i Litwy. Cechy charakterystyczne dzwonu Zygmunta to: masa: 10.980 kg; w tym serce dzwonu: 350 kg; średnica u dołu: 2,424 m; wysokość: 1,99 m; grubość ścian: od 7 do 21 cm; objętość: 1,2 m3; stop: brąz (80% miedzi, 20% cyny) płaskorzeźby: św. Zygmunta i św. Stani- sława oraz wizerunki orła polskiego i pogoni; napis łaciński, który głosi: Bogu Najlep- szemu, Największemu i Dziewicy Bogu- Rys. 4.4. Dzwon Zygmunta, znajdujący się na Wawelu w Krakowie 69 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki nio z wielkiego pieca: Było to kłopotliwe z następujących względów: wstrzymywania prac odlewniczych w czasie okresowych remontów wielkiego pieca; trudności z uzyskaniem wytopu o określonym składzie; braku możliwości wykorzystania metalu pochodzącego z nieudanych odlewów oraz odpadów; lokalizacji odlewni wyłącznie w hutach (często znajdujących w lasach i na odlu- dziu). Problem ten rozwiązano spustem surówki z wielkiego pieca do form, w których zastygała ona w postaci dużych bloków. Można je było transportować do odlewni i topić w dowol- nym czasie, w specjalnych piecach przeznaczonych bezpośrednio do odlewania. Obecnie stosowany w tym celu piec tzw. żeliwiak, zo- stał opracowany (ok. 1770 r.) przez Johna Rys. 4.5. Dzwon Car Kołokoł (największy w Wilkinsona (1728-1808). świecie) W XVIII stuleciu rozpowszechniły się także (wynalezione w wieku poprzednim) manow (1693-1740), pięć ikon, napisy i ba- formy z masy piaskowej z niewielkim dodat- rokowe ornamenty. W maju 1737 w czasie kiem gliny, co miało wpływ na duży wzrost pożaru Kremla ukończony, ale jeszcze nie wydajności pracy w odlewnictwie. wydobyty z dołu odlewniczego dzwon pękł, W wieku XIX zaczęto wykonywać wskutek zalania wodą rozgrzanego metalu także odlewy ze staliwa. Po raz pierwszy do- przez gaszących pożar (rys. 4.5). Uszkodzony dzwon wraz z ułamanym kawałkiem ważą- cym 11,5 tony, wydobyto dopiero w 1836 r. Silnym bodźcem, który pchnął odlewnictwo naprzód było zastosowanie tej technologii do wytwarzania armat. Pierwsza wzmianka o działach odlewanych z brązu (zwanego spiżem) pochodzi z roku 1372. Na- stępnie zaczęto stosować w tym celu żeliwo. Pierwszą armatę żeliwną odlano w Anglii w 1545 r. Nieco później, bo w 1554 r., odlano z brązu największą i do dziś zachowaną armatę (rys. 4.6), zwaną Car Puszka, w Moskwie, o masie 40 t. Masa kuli kamiennej stosowanej w tej armacie wynosiła 800 kg, a średnica wewnętrzna lufy aż 920 mm.

Aż do XVIII stulecia płynną surówkę Rys. 4.6. Armata Car Puszka znajdująca się na wlewano do form odlewniczych bezpośred- Kremlu 70 4. Techniki wytwarzania konał tego Jacob Mayer (1813-1875) w Bo- a) chum w roku 1850. Począwszy od lat 80 XIX b) stulecia zaczęto badać strukturę i skład odle- wów wykorzystując do tego mikroskop, metody analizy chemicznej i inne sposoby. Umożliwiło to otrzymywanie wyrobów o ści- c) śle określonych własnościach. W wieku XIX d) wprowadzono również maszyny do produkcji form odlewniczych, przez co uzyskano ogromny wzrost wydajności. e) Obecnie najbardziej rozpowszechnioną f) metodą produkcji odlewów jest odlewanie w formach piaskowych. Mogą być one wykonywane ręcznie oraz maszynowo. Formy pia- g) skowe wykonywane ręcznie stosuje się naj- częściej w produkcji jednostkowej i małose- h) ryjnej. Odlewy małe i średniej wielkości spo- rządza się w formach wilgotnych, a odlewy i) duże i ciężkie najczęściej w formach suszo- nych. Cechą charakterystyczną odlewów pro- dukowanych tą technologią jest ich mała do- k) kładność wymiarowa. Większość czynności j) w procesie formowania ręcznego (mimo du- żej ilości wykonywania form odlewniczych) jest prawie jednakowa we wszystkich sposobach. Zalicza się do nich głównie: zagęszcza- nie masy w formie (ubijanie masy), odpowie- Rys. 4.7. Przebieg formowania ręcznego z modelu niedzielonego: a) ustawienie modelu na płycie trzanie formy, odbijanie i wyjmowanie mo- podmodelowej, b) wypełnianie skrzynki masą delu z formy, składanie formy i przygotowa- formierską, c) zagęszczanie masy, d) wykonanie nie jej do zalewania. Przykład formowania kanałów odpowietrzających, e) odwrócenie formy, ręcznego pokazano na rys. 4.7. f) założenie drugiej skrzynki formierskiej i posy- Formowanie maszynowe stosowane jest panie piaskiem podziałowym, g) wypełnienie dru- przeważnie w produkcji seryjnej i masowej giej skrzynki, h) rozdzielenie form, i) wykonanie odlewów małych i średniej wielkości. W kanałów układu wlewowego, j) wyjęcie modelu, ż trakcie tego rodzaju formowania wyróżnia się k) ponowne zło enie form i przygotowanie ich do zalewania następujące operacje: dozowanie masy formierskiej do skrzynek, formowanie właściwe obejmujące zagęszczenie masy i wyjęcie mo- Oprócz opisanej powyżej metody odle- deli z formy, obracanie dolnej części formy, wania do form piaskowych na przestrzeni transport części form do stanowisk ich skła- ostatnich dwóch stuleci opracowano szereg dania, zakładanie rdzeni do form, transport specjalnych metod odlewania. Należy tutaj w form do stanowisk zalewania ciekłym meta- szczególności wymienić odlewanie: lem. Mechanizacja czynności związanych z do form skorupowych; zagęszczaniem (ubijaniem) masy i wyjęciem metodą wytapianych modeli; modelu z formy powoduje zmniejszenie wy- metodą Shawa; siłku formierza, zwiększa dokładność wymia- w formach półtrwałych; rową odlewów oraz znacznie podnosi wydaj- kokilowe; ność pracy. pod niskim ciśnieniem;

71 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

odśrodkowe; działania bijaka młota lub suwaka prasy, przy pod wysokim ciśnieniem; wykorzystaniu własności plastycznych me- ciągłe. talu odkształcanego. Jeżeli narzędzia wywie- rają nacisk tylko na część powierzchni metalu, który może płynąć w kilku dowolnych 4.2. Obróbka plastyczna kierunkach to taki proces kucia lub prasowa- nia nazywa się swobodnym (rys. 4.8). Obróbka plastyczna to metoda ob- Częściowe ograniczenie swobody płynięcia róbki metali polegająca na wywieraniu na- metalu, przy jednoczesnym wywieraniu naci- rzędziem na obrabiany materiał nacisku sku na część powierzchni nazywa się kuciem (wywołującego w metalu naprężenia o warto- półswobodnym, które realizowane jest w ściach przekraczających granicę jego pla- styczności), mającego na celu trwałą zmianę kształtu i wymiarów obrabianego przedmiotu. W technologii tej zawsze uzyskuje się po- prawę własności mechanicznych. Proces kształtowania może przebiegać w warunkach: na gorąco, na półgorąco lub na zimno (klasyfikacja ta zależy od temperatury rekrystaliza- cji metalu wyrobu). Wyróżnia się następujące podstawowe procesy obróbki plastycznej metali: w kształtowaniu brył: o kucie (swobodne i matrycowe), o walcowanie (wzdłużne, skośne i poprzeczne), o ciągnienie, o wyciskanie, w kształtowaniu blach: o cięcie, o gięcie, o tłoczenie, o walcowanie. Poniżej zostanie scharakteryzowana historia niektórych z wymienionych powyżej procesów kształtowania plastycznego.

4.2.1. Kuźnictwo Kuźnictwo to dział obróbki plastycznej metali obejmujący całokształt zagadnień związanych z wytwarzaniem wyrobów ku- tych za pomocą maszyn i narzędzi kuźni- czych. Przez kucie rozumie się zmianę kształtu Rys. 4.8. Wykonywanie wału stopniowanego w obrabianego metalu następującą w wyniku technologii kucia swobodnego

72 4. Techniki wytwarzania procesu kucia matrycowego są: niewielki Siła czas wykonania wyrobu, możliwość produ- Odkuwka kowania odkuwek o skomplikowanych kształtach, możliwość zatrudnienia w pro- Matryca dukcji pracowników przyuczonych oraz małe górna straty materiału wskutek stosowania małych Wypływka naddatków na obróbkę. Ta metoda kształto- wania po raz pierwszy została zastosowana dopiero w roku 1853, w produkcji części do Matryca rewolweru Colt. dolna Pierwszym metalem, który poddawano obróbce plastycznej była miedź (ok. 4500 lat Rys. 4.9. Schemat procesu kucia matrycowego p.n.e.). Pierwotnie klepano ją młotkami z wytrzymałych kamieni, później za pomocą narzędzi odlewanych z miedzi i utwardza- przyrządach kuźniczych. Natomiast w proce- nych bizmutem. W późniejszych latach za- sach kucia matrycowego (rys. 4.9) płynię- częto wykonywać młotki z żelaza (najstarszy cie metalu na boki ograniczone jest całkowi- znany pochodzi z wykopalisk na terenie byłej cie przez powierzchnie narzędzi zwanych Czechosłowacji – ok. 500 r. p.n.e.). Na pod- matrycami. stawie licznych opisów wiadomo, że w staro- Kucie swobodne stosuje się przy niedu- żytnym Rzymie znanych było już 10 typów żych seriach lub przy wykonywaniu odkuwek młotów ręcznych o różnych kształtach i prze- ciężkich. Metodą tą można wykonywać od- znaczeniu. O kunszcie pierwszych kowali kuwki o dowolnej masie. Maksymalna masa świadczyć może fakt, iż już w starożytnym surowca w postaci wlewków na odkuwki Egipcie za pomocą młotkowania (młotkami kute swobodnie wynosi 500 ton. Małe od- drewnianymi) umiano wytwarzać z metali kuwki wykonuje się z wsadu uprzednio wal- szlachetnych (srebra i złota) blaszki o grubo- cowanego, duże z wlewków. Metodę tę w ści zaledwie 1/100 mm (wykorzystywano je szczególności stosuje się w następujących do polichromii wykonywanych na ścianach przypadkach: świątyń i pałaców). przy produkcji jednostkowej, gdzie Kowale starożytni oprócz młotków wy- wykonywanie matryc jest nieopłacalne; korzystywali również inne narzędzia. Można przy wykonywaniu odkuwek, których je zaobserwować na malowidłach, które masa i wymiary przekraczają możliwości przetrwały do czasów obecnych (rys. 4.10). produkcyjne najcięższych dysponowa- Zestaw narzędzi stosowanych przez kowali nych zespołów matrycowych; na początku naszej ery pokazano na rys. 4.11. przy wstępnej obróbce plastycznej wlew- ków ze stali stopowych lub stopów o specjalnych własnościach na kęsiska i kęsy kute; przy wykonywaniu części zamiennych i do celów remontowych; przy szeroko pojętej regeneracji narzędzi i sprzętu warsztatowego. Kucie matrycowe ma z kolei zastosowanie do wyrobu odkuwek o masie nie prze- kraczającej kilkuset kilogramów. Zaletami Rys. 4.10. Malowidło na greckiej wazie z VI wieku p.n.e. przedstawiające kowali przy pracy 73 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki nie widać na nich wizerunki byka lub lwa, a po drugiej kwadratowe wgłębienie spowodowane niedoskonałą jeszcze techniką bicia (rys. 4.12). Natomiast w Argolidzie używano monet srebrnych. Miały one wybity symbol państwowy, którym był żółw morski, a kształtem przypominały spłaszczoną baryłkę. Monety najczęściej wybijano przy uży- ciu odpowiednich stempli. Moneta składa się z dwóch stron: strony głównej (awers) i strony przeciwnej (rewers). Stempel awersowy najczęściej znajdował się w kowadle, a rewersowy kładziono na kulkę, lub blaszkę, która miała być przekształcona w monetę i uderzano w niego młotem kowalskim. Przy- rządem, którym wciskano metal w kowadło były punce (pra-stemple) rewersowe. Pierw- sze punce miały szorstką, nieobrobioną po- wierzchnię i pozostawiały na monecie kwa- dratowy kształt (patrz rys. 4.12). Dlatego też pierwsze monety określane mianem „kwa- dratu wklęsłego” były jednostronne. Z bie- giem czasu punce ewoluowały w kierunku Rys. 4.11. Podstawowe narzędzia kowalskie z II - powierzchni o regularnych kształtach, na któ- III wieku: A – dwuróg (kowadło), B - kleszcze rych wreszcie zaczęły pojawiać się wizerunki proste, C - kleszcze obuszne, D - punca i przeci- tematyczne. Stempel rewersowy był począt- nak, E – młotek, F - gwoździownica. kowo mniejszy od awersowego, ale ta różnica stopniowo zaczęła zanikać, by wygasnąć zu- Składały się nań przede wszystkim młotki o pełnie ok. V wieku p.n.e. Stemple wykony- wadze do 1 ÷ 1,5 kg, kowadełko (często ma- wano ryjąc na nich wklęsłe wizerunki tych jące formę tzw. dwurogu, stosowanego obec- samych wymiarów, jakie zaobserwować nie tylko jako kowadło pomocnicze), gwoź- można na monetach, po wykonaniu tej czyn- dziownica oraz kilka rodzajów kleszczy i pil- ności stemple hartowano. Stemple niszczyły ników. Z całą pewnością były też używane się nierównomiernie, szybciej zużywały się inne narzędzia jak choćby przecinaki, czy stemple rewersowe. Z tego też powodu często różnego kształtu punce. Za pomocą tych na- stempel awersowy widnieje na monetach o rzędzi można było wykuć w zasadzie wszyst- różnym rewersie. Średnio na jeden stempel kie znane wówczas przedmioty z żelaza. awersowy przypadało siedem rewersowych Pierwszymi kutymi seryjnie wyrobami (rekord wynosi przeszło dwadzieścia). były monety. Wynaleziono je (prawie jedno- cześnie) w VII w. p.n.e. w kręgu cywilizacji greckiej: w Lidii, położonej na zachodnich wybrzeżach Azji Mniejszej (dziś Turcja), oraz w Argolidzie (Peloponez), państwie Fej- dona, do którego należała też bogata w po- kłady srebra wyspa Egina. Lidyjskie monety z VII i VI wieku p.n.e. były wykonywane z elektronu (stop złota i srebra), po jednej stro- Rys. 4.12. Moneta z Lidii, ok. VI wieku p.n.e.

74 4. Techniki wytwarzania

2 gię uderzenia. Przykład zabytkowego młota nacisko- 4 1 wego, który można oglądać w zabytkowej kuźni wodnej w Starej Kuźnicy pokazano na 3 rys. 4.14. Zakład ten założony był w XVII wieku (pierwsze wzmianki 1662 r.) i działał 5 aż do roku 1957. Dalszy rozwój kuźnictwa związany jest z wykorzystaniem pary do napędu młotów. Rys. 4.13. Młot naciskowy z napędem wodnym: Prekursorem w tym zakresie był James Na- 1- koło wodne, 2 – pierścień zaczepowy (tzw. smyth (1808-1890). W roku 1838 zwróciło żaba), 3 – toporzysko, 4 - bijak (tzw. baba), 5 – się do niego o radę Great Western Steam kowadło (najczęściej wymienne) Company, które nie mogło znaleźć w całej Wielkiej Brytanii młota zdolnego do odkucia W średniowieczu nastąpił rozwój kuź- wałku koła łopatkowego, budowanego wów- nictwa, głównie w następstwie upowszech- czas największego statku (napędzanego parą) nienia koła wodnego, stosowanego m.in. do SS Great Britain (zwodowany w 1843 r.). napędu miechów kuźniczych i młotów od Nasmyth znalazł rozwiązanie, w ciągu zale- XIV wieku). Koło wodne poruszało wał, na dwie pół godziny (24 XI 1839 r.) naszkico- którym pierścień zaczepowy powodował z wał projekt nowego młota (rys. 4.15), na któ- kolei ruch młota. Mógł to być młot naci- rym można było wykonać pożądaną część. skowy, gdzie wał z pierścieniem był umiesz- Młot wg jego projektu został zbudowany we czany prostopadle do toporzyska (rys. 4.13), Francji w Le Creusot w latach 1841-1842. albo młot podrzutowy (gdy wał był równole- W młocie Nasmytha (rys. 4.16) do pod- gły). Młot naciskowy miał niewielką energię noszenia bijaka zastosowano cylinder z tło- uderzenia, ale uderzał bardzo szybko (do 250 kiem, który pod działaniem ciśnienia pary razy na minutę). Z kolei młot podrzutowy wodnej przemieszcza się do góry (jest to tzw. (prawdopodobnie skonstruowany w Polsce, młot jednostronnego działania). Na pełnej bo w Europie zwany był polakiem) poruszał wysokości otwiera się wylot pary z cylindra, się wolniej, ale miał znacznie większą ener- następuje jej gwałtowne rozprężenie, a bijak

Rys. 4.14. Zabytkowy młot napędzany kołem wodnym położony nad rzeką Młynkówką w Starej Kuźnicy

75 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

średnica cylindra 1930 mm; wysokość cylindra 7300 mm; średnica tłoczyska 405 mm; masa szaboty 1952 t; wysokość ponad podłogą kuźni 27,5 m; rozstaw stojaków 11,6 m. Jednakże ze względu na trudności z wytłu- mieniem drgań powstających w momencie uderzenia bijaka o szabotę, młot ten pracował zaledwie kilka lat, po czym został zdemon- towany i zastąpiony prasą hydrauliczną. W roku 1857 zastosowano po raz pierwszy doprowadzenie świeżej pary także i do górnej części cylindra, zapoczątkowując bu- dowę młotów dwustronnego działania. W maszynach tych świeża para działa kolejno na dolną i górną powierzchnię tłoka, wykonując pracę podnoszenia bijaka i dodatkowo przyspieszania jego ruchu przy suwie Rys. 4.15. Oryginalny projekt Nasmytha, w dół. Schemat młota parowo - powietrznego naszkicowany zaledwie w ciągu pół godziny, takiej konstrukcji pokazano na kolejnym ry- 24 XI 1839 r. sunku 4.18. spada pod własnym ciężarem. W celu zwięk- Wlot pary szenia energii uderzenia należy zwiększyć 1 masę bijaka lub wysokość, na którą jest on podnoszony. Bardzo szybko przemysł zgłosił zapotrzebowanie na młoty o większej mocy. 2 Już w roku 1861 Alfred Krupp (1812-1887) 4 Wylot uruchomił w swych zakładach w Essen słyn- 3 pary nego „Fritza” – młot parowy, którego bijak miał masę 35 ton. W latach 70-tych XIX wieku w przemyśle powszechnie stosowano Wylot młoty, których bijaki miały masę w zakresie pary 50 do 100 ton. 6 Największy w historii młot jednostron- Wlot nego działania zbudowano w USA w Zakła- pary dach Bethlehem Iron Company w roku 1891. Został on wykonany na podstawie patentu 5 odkupionego od firmy Schneider and Co, która w roku 1877 uruchomiła we francuskim mieście Le Creusot młot o masie części spa- dających 100 t – rys. 4.17. Maszyna amery- Rys. 4.16. Budowa młota Nasmytha, jednostron- kańska była jeszcze potężniejsza. Jej dane nego działania: 1 – cylinder otwarty od góry, 2 – techniczne to: obudowa podstawy cylindra, 3 - zawory wlotowe, masa części spadających 125 t; 4 – zawór wylotowy, 5 i 6 – stojaki młota skok bijaka 4875 mm;

76 4. Techniki wytwarzania pierwsze modele młotów przeciwbieżnych. Zastosowanie tych maszyn uważa się za jedno z najważniejszych osiągnięć metalurgii w okresie międzywojennym. Charaktery- styczną cechą tych maszyn jest brak szaboty. Mają one dwa bijaki, które jednocześnie ude- rzają w przekuwany materiał, a powstające w czasie kucia siły znoszą się wzajemnie w układzie zamkniętym. Przytoczony fakt powoduje, że młoty te nie wymagają ciężkich fundamentów i są lżejsze od młotów szabo- towych o około 35%. Na rys. 4.19 pokazano, stosowane obecnie, sposoby napędu bijaka dolnego młotów przeciwbieżnych. Inną grupą maszyn stosowanych powszechnie w kuźnictwie są prasy. W odróż- nieniu od młotów maszyny te są mniej uni- wersalne (nie można na nich wykonywać przedkuwek w szerszym zakresie), ale kształtowanie przebiega podczas jednego Rys. 4.17. Młot parowy w Le Creusot (masa suwu suwaka (na młotach wymaga najczę- bijaka ok. 100 t), widok obecny ściej kilku uderzeń) i jest bardziej przyjazne dla środowiska (ze względu na hałas i drga- Na dalsze unowocześnienie młotów sto- nia). Ponadto, rożna jest charakterystyka pły- sowanych do kucia trzeba było poczekać ko- nięcia metalu (na prasach płynie on objęto- lejne kilkadziesiąt lat. Mianowicie w latach ściowo, a na młotach powierzchniowo). 30-tych XX wieku do produkcji weszły Obecnie najszersze zastosowanie przemy- słowe znajdują prasy o napędzie hydraulicz- 3 nym oraz mechanicznym. Prasa hydrauliczna wynaleziona została w roku 1796. Pomysłodawcą maszyny był 2 angielski stolarz artystyczny Joseph Bramah

4 a) b) c)

Płyn

Rys. 4.18. Młot matrycowy parowo - powietrzny Rys. 4.19. Stosowane napędy bijaka dolnego w podwójnego działania: 1 – szabota, 2 - stojak, 3 - młotach przeciwbieżnych: a) dźwigniowy, b) ta- cylinder, 4 - bijak, 5 – sterowanie śmowy, c) hydrauliczny

77 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

F1 nana została (1820 r.) przez Thomasa Burra, F2=F1S2/S1 który wykorzystał ją do wyciskania rur z ołowiu. W latach 50-tych XIX stulecia za- S1 częto wykorzystywać prasy również do kucia

S2 matrycowego oraz wytłaczania wyrobów z blach. Natomiast w roku 1894 Alexander Dick rozszerzył zastosowanie pras hydrau- licznych na procesy wyciskania rur i profili wykonywanych z miedzi i z brązu. Rys. 4.20. Zasada działania prasy hydraulicznej Jednym z pierwszych przemysłowców, który zaczął wykorzystywać prasy hydrau- (1748-1814), który zrobił praktyczny użytek liczne był zajmujący się produkcją lokomo- z urządzenia hydraulicznego (uruchamianego tyw John Haswell (1812-1897). W latach za pomocą płynu pod ciśnieniem). W jego 1859-1861 zbudował on swoją pierwszą prasie hydraulicznej niewielkie ciśnienie, prasę, dla kucia części do parowozów (tłok w wywierane na mały tłoczek, przesuwało cylindrze przesuwany był wodą pod ciśnie- znacznie większy cylinder na małą odległość, niem dochodzącym do 400 at.). W następ- ale z większą siłą. Zasadę działania prasy hy- nych latach Haswell uruchomił produkcję draulicznej, bazującą na zjawisku stałości ci- komercyjną pras (rys. 4.21) o nacisku: 7, 10 i śnienia w stałym układzie hydraulicznym 12 kN. W następnych latach XIX wieku bu- (prawo Pascala), wyjaśnia rys. 4.20. dowane są prasy hydrauliczne o znacznie Pierwsza prasa hydrauliczna zastoso- większym nacisku (np. w zakładach Kruppa wana w przeróbce plastycznej metali wyko- oddano do użytku prasę o nacisku 150 MN).

Rys. 4.21. Prasa Haswella z drugiej połowy XIX wieku (z tyłu młot Nasmyth’a)

78 4. Techniki wytwarzania

1 Ze względu na rodzaj ruchu, kształt i ustawienie walców można wyodrębnić nastę- pujące metody walcowania (rys. 4.23): 2 wzdłużne (rys. 4.23a), w którym: 3 materiał wykonuje ruch postępowy, walce ustawione wzajemnie równolegle 6 4 5 obracają się w kierunku przeciwnym, punkty styczności walców z materiałem walcowanym przemieszczają się w kie- 7 runku długości materiału walcowanego; poprzeczne (rys. 4.23b), w którym: 8 materiał wykonuje ruch obrotowy, walce ustawione równolegle obracają się w jednakowym kierunku, a punkty stycz- 10 ności przemieszczają się po obwodzie materiału w płaszczyźnie prostopadłej do jego osi; 9

Rys. 4.22. Schemat kinematyczny prasy kuźniczej Maxi: 1 – silnik, 2 – koło zamachowe, 3 – prze- kładnia zębata, 4 – wał korbowy, 5 – sprzęgło pneumatyczne, 6 – hamulec, 7 – korbowód, 8 – suwak, 9 – stół, 10 – przekładka klinowa

W prasach mechanicznych napęd suwaka od źródła energii (początkowo siła mię- śni ludzkich, dzisiaj na ogół silnik elektryczny) przekazywany jest za pomocą róż- nych struktur mechanicznych. Prekursorem takiego rodzaju prasy była gwoździarka (z napędem kolanowym) opracowana ok. 1790 r. przez Jackoba Perkinsa (1766-1849) z Massachusetts w USA. Obecnie do maszyn tego typu zaliczamy prasy: korbowe kuźnicze (Maxi) – (rys. 4.22); mimośrodowe; śrubowe i prasomłoty; kolanowe.

4.2.2. Walcownictwo Walcowanie to rodzaj obróbki plastycznej metali wykonywany na walcarkach. Walcowanie polega na kształtowaniu mate- riału między obracającymi się walcami, tar- czami, rolkami lub przemieszczającymi się Rys. 4.23. Metody walcowania: a) wzdłużne, względem siebie narzędziami płaskimi. b) poprzeczne, c) skośne

79 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki a) b) c) d) e) f) walec podpierający

klatka walce planetarne

Rys. 4.24. Metody walcowania wzdłużnego: a) duo, b) trio, c) kwarto, d) wielowalcowe, e) tandem w trzech przejściach, f) planetarne

skośne (rys. 4.23c), w którym materiał Pierwsze walcarki miały po dwa walce, wykonuje ruch postępowo - obrotowy, z których każdy napędzany był osobnym ko- walce ustawione skośnie względem sie- łem wodnym – rys. 4.26. Stojaki tych maszyn bie obracają się w tym samym kierunku, składały się z czterech kolumn (tzw. stojaki punkty styczności walców z materiałem filarowe). Ten rodzaj konstrukcji walcarek przemieszczają się wzdłuż. utrzymał się do połowy XIX wieku. Stojaki Najbardziej rozpowszechniony proces używane współcześnie, odlane w całości, walcowania wzdłużnego można zrealizować były wykonane po raz pierwszy w 1820 roku. na wiele sposobów. Wybrane z nich zostały Przykładem walcowni wykorzystywanej zamieszczone na rys. 4.24. Należy tutaj za- w tym okresie są zakłady metalowe w Ma- uważyć, że walcowanie można prowadzić leńcu, założone w roku 1784. W ich skład wykorzystując walce gładkie (produkcja pła- wchodziła walcownia, w której produkowano skowników, taśm i arkuszy blach) oraz bruz- arkusze blachy już od 1 mm grubości oraz dowe (wytwarzanie drutów, prętów i kształ- szpadlarnia, gdzie wytwarzano szpadle, towników). gwoździe, nity, sztućce, druty, naczynia go- Pierwsze walcarki wzdłużne (budowane spodarskie i kuchenne. Widok obecny wal- w średniowieczu) miały napęd ręczny i uży- carki z Maleńca pokazano na rys. 4.27. wane były w przeróbce metali łatwo od- Dalszy rozwój walcarek związany był z kształcających się, takich jak: ołów i cyna. zastosowaniem do ich napędu silników paro- Przykładem walcarki tego typu może być maszyna zaprojektowana przez Leonardo da Vinci (1452-1519) w 1495 roku – rys. 4.25. Walcarki napędzane ręcznie znajdowały również zastosowanie w złotnictwie do od- kształcania metali szlachetnych. Wiadomym jest, że obrabiarkę tego typu miał między innymi polski król Zygmunt III Waza (1566- 1632). Walcowanie zyskało na znaczeniu w wiekach XVII i XVIII, kiedy to zaczęto bu- dować walcarki napędzane kołem wodnym. Początkowo walcarki te znalazły zastosowanie w produkcji blach z ołowiu, używanych prawdopodobnie do obijania den okrętów. W wieku XVIII opanowano stopniowo proces walcowania żelaza na gorąco. Rys. 4.25. Projekt walcarki wykonany przez Leonarda da Vinci, 1495 r. 80 4. Techniki wytwarzania

Rys. 4.26. Walcarka, z walcami napędzanymi przez oddzielne koła wodne, szkic Angerstein z 1755 r. wych. Krótkie kalendarium dotyczące tego 1871 – Alexander Holley (1832-1882) zagadnienia obejmuje: buduje w USA walcarkę trio do walco- 1783 - pierwsza walcownia z walcarkami wania wlewków ze stali besemerowskiej i innymi maszynami napędzanymi parą – (walcarki tej konstrukcji używane jesz- John Wilkinson (1728-1808), Anglia; cze na początku XX wieku miały walce 1862 - George Bedson buduje w Anglii o średnicy do 1300 mm). szesnastoklatkową linię do walcowania W roku 1728 John Payne (Anglia) opa- drutu (o wydajności 2 t./godz.), napę- tentował walce (rys. 4.29), w których miały dzaną silnikiem parowym (rys. 4.28); być kształtowane pręty okrągłe z wsadu ku-

Rys. 4.27. Pochodząca z 1843 roku walcarka w Maleńcu, napędzana energią z koła wodnego, dostarczaną z pomocą układu przekładni zębatych z kołem zamachowym.

81 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki przez braci Maxa (1857-1915) i Reinharda (1856-1922) Mannesmannów. Ta nowa koncepcja kształtowania znalazła liczne zastosowania przemysłowe (po raz pierwszy w roku 1888 w Reimscheid, Niemcy). Obecnie wykorzystywana jest ona w kilku typach sko- śnych walcarek zarówno dwuwalcowych (rys. 4.31) jak i trójwalcowych. W roku 1891 bracia Mannesmann opatentowali walcarkę pielgrzymową służącą do wydłużania tulei w rury. Rys. 4.28. Walcarka ciągła Bedsona, wyposażona Jedną z nowoczesnych metod walcowa- w napęd parowy, 1862 r. nia poprzecznego jest walcowanie poprzeczno-klinowe (WPK). Polega ono na pla- tego. Jakkolwiek rozwiązanie to nie zostało stycznym kształtowaniu wyrobów osiowo - praktycznie zastosowane, to koncepcja wal- symetrycznych za pomocą narzędzi w kształ- cowania w bruzdach specjalnie wytoczonych cie klinów. Narzędzia te mocuje się do wal- na walcach z upływem lat stała się podsta- ców (rys. 4.32) lub płaskich płyt walcarek. wowym sposobem wytwarzania różnego ro- Proces walcowania najczęściej realizowany dzaju kształtowników. Właściwy początek jest na gorąco. walcowaniu prętów i kształtowników dał Idea procesu WPK zrodziła się w XIX Henry Cort (1740-1800), który w roku 1783 wieku w Niemczech. Pierwszy patent doty- opatentował metodę walcowania „żelaza czący walcarki z klinami płaskimi udzielony okrągłego, kwadratowego i o przekroju pro- został Lebek’owi w roku 1879. Sześć lat stokątnym”. Przebieg procesu walcowania później miała miejsce pierwsza próba zasto- bruzdowego prętów można prześledzić na sowania przemysłowego technologii WPK w podstawie XIX-wiecznej ilustracji, pokazanej produkcji wałków stopniowanych, stosowana rys. 4.30. nych w ówczesnych automobilach. Wykorzy- Walcowanie skośne grubościennych tulei stano w niej walcarkę dwuwalcową, opaten- rurowych zostało opatentowane w 1885 roku towaną również w Niemczech, przez Si- mondsa. Kolejny patent dotyczący walcarki płaskoklinowej z nieruchomą dolną płytą na- rzędziową został uzyskany przez Erkenzwe- iga w roku 1893. Jednakże ze względu na fakt, iż WPK wymaga wysokiej kultury tech- nicznej, właściwy rozwój tej technologii przypadł na lata późniejsze (sytuacja taka w historii techniki miała miejsce wielokrotnie, gdy po wielu latach powracano do realizacji pomysłów, które w momencie ich ogłoszenia były niemożliwe do realizacji). Poniżej podano ważniejsze daty pokazujące jak na przestrzeni lat rozwijała się technologia WPK. 1949 – Pierwsze zastosowanie przemy- słowe do kształtowania przedkuwek kor- bowodów samochodów GAZ (Gorki, ZSRR); Rys. 4.29. Walce zaprojektowane przez Johna Payne do produkcji prętów okrągłych, 1728 r.

82 4. Techniki wytwarzania

Rys. 4.30. Walcowanie bruzdowe prętów, około połowy XIX wieku

Rys. 4.32. Nowoczesny agregat do walcowania poprzeczno – klinowego, serii ULS, produkowany Rys. 4.31. Dziurowanie tulei rurowej we współ- przez firmę Šmeral w Brnie (na walcach widoczne czesnej dwuwalcowej walcarce skośnej są segmenty klinowe)

83 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

1961 – opatentowanie walcarki dwuwal- w kształcie brył obrotowych; cowej przez Jiri’ego Holuba (Czecho- struganie – kształtowanie płaszczyzn. słowacja); Niektóre z wymienionych metod przedsta- 1967 – opatentowanie walcarki płasko- wiono schematycznie na rys. 4.33. klinowej (NRD); W procesach obróbki skrawaniem 1968 – prototyp pierwszej walcarki pra- wykorzystuje się obrabiarki skrawające. Ma- cującej w układzie trzech walców robo- szyny te są stosowane do nadawania obrabia- czych; nemu przedmiotowi wymaganego kształtu 1971 – Budowa walcarki pracującej w przez oddzielenie nadmiaru materiału w po- układzie walec – segment wklęsły. staci wiórów. Do obrabiarek skrawających należą: tokarki, wiertarki, frezarki, strugarki, szlifierki i inne. W zależności od zastosowa- 4.3. Obróbka skrawaniem nia rozróżnia się obrabiarki: ogólnego przeznaczenia - umożliwiające Obróbka skrawaniem to proces wykonywanie różnorodnych prac w pro- polegający na zdjęciu z obrabianego przed- dukcji jednostkowej i małoseryjnej; miotu warstwy materiału, celem uzyskania założonego kształtu, dokładności wymiaro- specjalizowane - przewidziane do wyko- wej i gładkości powierzchni. nywania określonych robót w węższym zakresie np.: tokarko-kopiarki, frezarki; Zestawienie podstawowych metod ob- róbki skrawaniem (wraz z ich zastosowa- specjalne - stosowane w określonych niem) obejmuje: gałęziach przemysłu np. tokarki dla ko- lejnictwa do obróbki kół wagonowych, frezowanie – kształtowanie płaszczyzn i tokarki dla przemysłu hutniczego do ob- rowków; róbki walców hutniczych itp. wiercenie – wykonywanie otworów; W dalszej części rozdziału podaje się rozwiercanie – wykańczanie otworów podstawowe fakty z historii wybranych me- walcowych; tod obróbki skrawaniem. szlifowanie – wykańczanie powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych wyrobów; 4.3.1. Toczenie powiercanie – powiększanie otworów walcowych; Toczenie to rodzaj obróbki skrawa- przeciąganie i przepychanie – wykańcza- niem (np. metalu, drewna, tworzyw sztucznie otworów niewalcowych; nych) stosowany najczęściej do obrabiania powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych toczenie – obróbka powierzchni zew- przedmiotów w kształcie brył obrotowych. nętrznych i wewnętrznych przedmiotów

Średnica Średnica po Obrót Część wsadu Wiór toczeniu Posuw Obrót Frez Wiertło Warstwa Obrót usunięta Część Część Otwór Posuw Nóż tokarski Posuw a) b) c) Rys. 4.33. Przykłady obróbki skrawaniem: a) toczenie, b) wiercenie, c) frezowanie

84 4. Techniki wytwarzania

Rys. 4.34. Widok ogólny tokarki TUG-48: 1 – łoże, 2 – skrzynka prędkości, 3 – skrzynka posuwów, 4 – przekładnia gitarowa, 5- suport wzdłużny, 6 – suport poprzeczny, 7 – suport narzędziowy, 8 – konik, 9 – śruba pociągowa, 10 – wałek pociągowy, 11 – wałek sterujący, 12 – wałek wyboru posuwu wzdłużnego lub poprzecznego, 13 – dźwignia włączania posuwów gwintowych, 14 – dźwignia włączania posuwów roboczych

Istnieje możliwość uzyskiwania metodą to- sji obecnie stosowanej, pokazana została na czenia również innych kształtów niż obro- rys. 4.34. towe. Podczas toczenia obrabiany materiał Na podstawie malowideł i rzeźb obraca się, a narzędzie (nóż tokarski) wyko- starożytnych można stwierdzić, że pierwsze nuje ruch posuwisty. tokarki (napędzane ręcznie) stosowane były Obrabiarka, na której wykonuje się to- nie do obróbki drewna a kości słoniowej, czenie to tokarka. Budowa tokarki, w wer- bursztynu i metali szlachetnych. W starożyt- nym Rzymie tokarki stosowane były powszechnie do obróbki części z drewna, w szczególności przeznaczonych na meble. W średniowieczu obróbkę drewna, w tym toczenie, rozwijali Wikingowie. Wyko- rzystywane były wówczas obrabiarki z napę- dem strunowym, z których jedną pokazano na rys. 4.35. W wieku XV zaczęto budować tokarki z wielkim kołem. Prekursorem takiego rozwią- zania był Leonardo da Vinci (1452-1519), który w roku 1480 przedstawił projekt tokarki, pokazany na rys. 4.36. Widoczne na nim wielkie koło magazynowało energię, przez co można było zmniejszyć moment obrotowy. W następnym stuleciu zaczęto stosować Rys. 4.35. Tokarka z napędem strunowym, ok. inne rozwiązanie, w którym napęd z wiel- 1390 r. kiego koła (o średnicy dochodzącej do 2 m)

85 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki napędzanej kołem wodnym, znajdującej się w Sielpi Wielkiej pokazano na rys. 4.38. Dalszy rozwój tokarek związany był z zastosowaniem napędu parowego, a następnie silników elektrycznych. Poniżej, w formie kalendarium, podaje się ważniejsze daty związane z rozwojem toczenia oraz maszyn zabezpieczających jego realizację: XIII wiek – pozioma tokarka stołowa wykorzystująca do obrotu przedmiotu obrabianego napęd od pedału nożnego; Rys. 4.36. Tokarka wg Leonardo da Vinci, 1480 r. 1569 – opublikowanie „Theatre des in- strumentes et machines”, w której przedstawiono m.in. tokarkę kłową; przekazywany był na tokarkę za pomocą przekładni pasowej – w sposób pokazany na 1569-1573 – udoskonalenie tokarki wy- rys. 4.37. Taka konstrukcja obrabiarki po- posażonej w śrubę pociągową, która zwalała nie tylko magazynować energię w przesuwa w kierunku osiowym sztywno wielkim kole, ale również zwiększać pręd- zamocowane narzędzie – Jacques Besson kość obrotową tokarki. Toczenie tego typu po (ok. 1540-1573), Francja; raz pierwszy zostało zilustrowane na drzewo- 1700 – najwcześniejsze doniesienie o rycie pochodzącym z roku 1568. użyciu tokarki w obróbce metali; Przytoczone powyżej rozwiązania po- 1750 – tokarka z suportem wzdłużnym (z zwalały skutecznie obrabiać części wykony- imakiem narzędziowym) poruszanym wane z drewna. Natomiast obrabianie metalu napędem śrubowym (Antoine Thiout, wymagało zastosowania obrabiarek większej Europa) – rys. 4.39; mocy, np. napędzanych kołem wodnym. To- 1770 – pierwsze satysfakcjonujące wy- karki napędzane w ten sposób wchodzą do niki nacinania gwintu za pomocą tokarki użycia w wieku XVIII - Charles Plumier (1636-1704) opisuje zastosowanie obrabiarki tego typu już w roku 1701 - i są powszechnie stosowane do momentu upowszechnienia silnika parowego. Przykład tokarki czołowej,

Rys. 4.38. Tokarka czołowa, napędzana kołem Rys. 4.37. Tokarka napędzana wielkim kołem, wodnym, produkcji angielskiej z połowy XIX połowa XVIII wieku wieku (Sielpia Wielka, widok obecny)

86 4. Techniki wytwarzania

Rys. 4.39. Tokarka wg Thiout’a, 1750 r.

– Jesse Ramsdon (1735-1800), Wielka Rys. 4.41. Tokarka rewolwerowa, USA ok. 1854 r. Brytania; 1775-1776 – wytaczarka pozioma, zasto- począwszy od 1901 r.). sowana do rozwiercania 57 - calowych Na zakończenie niniejszego rozdziału cylindrów silników parowych – John należy wspomnieć o automatach tokarskich Wilkinson (1728-1808), Wielka Bryta- (tak zaprogramowanych by mogły one wyko- nia; nywać ściśle określoną procedurę obróbki). 1797 – wprowadzenie tokarek ze śru- Są to tzw. obrabiarki typu NC (Numerical bami napędowymi będących pierwowzo- Control). Pierwszą obrabiarkę numeryczną rem obecnie stosowanych obrabiarek zbudowało i zastosowało US Air Force w (rys. 4.40) – Henry Maudslay (1771- roku 1949 (pokazano ją publicznie w roku 1831), Wielka Brytania; 1952). Pierwsze wykonanie i zainstalowanie ok. 1854 – budowa w USA tokarki re- maszyn NC dla firmy prywatnej miało miej- wolwerowej przez Fredericka W. sce w roku 1957. Zasada działania tych ma- Howe’a i Henry Stone’a (rys. 4.41); szyn była prosta, do zwykłych obrabiarek do- 1895 – wielowrzecionowa tokarka auto- dano silniki, którymi sterował specjalny mo- matyczna do produkcji małych części; duł „numeryczny” - program (procedura obok. 1920 – wprowadzenie na szeroką róbki) dostarczany w postaci taśmy perforo- skalę obrabiarek napędzanych indywidu- wanej. Sterowanie za pomocą taśm perforo- alnymi silnikami elektrycznymi (pierw- wanych nie było szybkie, ale szybsze i bar- sze obrabiarki z tym napędem stosowano dziej niezawodne niż ręczne sterowanie obra- biarką.

4.3.2. Struganie i frezowanie Struganie to obróbka skrawaniem stosowana głównie do obróbki płaszczyzn. Ruch skrawający może wykonywać narzę- dzie (struganie poprzeczne stosowane przy małych obrabianych powierzchniach) lub obrabiany przedmiot (struganie wzdłużne stosowane przy dużych długościach obrabianych powierzchni). Struganie metalu wykonuje się Rys. 4.40. Tokarka Maudslay’ego, 1797 r. na obrabiarkach zwanych strugarkami.

87 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki dem przedmiotu obrabianego. Frezowanie może być współbieżne kiedy ruch obrabianego przedmiotu jest zgodny z kierunkiem obrotu freza lub prze- ciwbieżne, kiedy kierunki ruchu przedmiotu i obrotu freza są przeciwne (rys. 4.42). Obra- biarka, na której wykonuje się frezowanie nazywa się frezarką. Metodą strugania i frezowania można obrabiać metale, tworzywa sztuczne oraz drewno. Historia strugania i frezowania nie jest tak bogata jak toczenia. O jej rozwoju można wnioskować na podstawie przytoczonego po- niżej kalendarium: 1793 – opatentowanie frezarki do drewna z frezem obrotowym – Samuel Rys. 4.42. Stosowane metody frezowania: prze- Bentham (1757-1831), Wielka Brytania; ciwbieżne (rys. górny) i współbieżne (rys. dolny) 1817 – strugarka do metalu (Roberts, Wielka Brytania); Struganie otworów o kształtach nie- 1819 – wprowadzenie frezarki metali – obrotowych, krzywek, uzębienia kół zębatych Eli Whitney (1765-1825), USA; itp. nosi nazwę dłutowania. Do dłutowania 1830 – maszyna do nacinania uzębień z służą obrabiarki zwane dłutownicą. frezami ewolwentowymi – Joseph Whi- Frezowanie to z kolei obróbka me- tworth (1803-1887), Wielka Brytania; chaniczna skrawaniem wykonywana za po- 1836 – strugarka poprzeczna – James mocą wirującego narzędzia wieloostrzowego Nasmyth (1808-1890), Wielka Btrytania; zwanego frezem. Cechą charakterystyczną frezowania jest ruch obrotowy narzędzia - 1842 – obrabiarka kół zębatych o zarysie freza (prostopadle do osi posuwu) z jedno- cykloidalnym (Joseph Sextan, USA); czesnym ruchem posuwistym przedmiotu ob- 1850 – projekt komercyjnej, uniwersal- rabianego względem freza lub freza wzglę- nej frezarki (Frederick W Howe, USA) – rys. 4.43; 1856 – wprowadzenie frezowania obwie- dniowego do produkcji kół zębatych z zębami ewolwentowymi, a od 1880 r również cykloidalnymi (Christian Schie- le, USA).

4.3.3. Wiercenie Wiercenie jest to skrawanie materiału za pomocą narzędzia zwanego wiertłem w wyniku którego otrzymujemy otwór o przekroju najczęściej kołowym. Przy zastosowaniu specjalnych wierteł możliwe jest uzyska- Rys. 4.43. Frezarka uniwersalna, Brown & Sharpe nie otworu wielokątnego (np. trójkątnego, z 1862 r. czworokątnego). Wiercenie odbywa się 88 4. Techniki wytwarzania

ok. 1909 – opatentowanie ostrzarki do wierteł.

4.3.4. Szlifowanie Szlifowanie to obróbka wykończe- niowa powierzchni za pomocą narzędzi ściernych, w wyniku której uzyskuje się duże dokładności wymiarowe i kształtowe oraz małą chropowatość. Szlifowanie można wy- konywać na otworach, wałkach i płaszczy- znach. Przeprowadza się je w obrabiarkach zwanych szlifierkami przeznaczonych przede wszystkim do obróbki wykańczającej utwar- dzonych powierzchni przedmiotów, uprzednio obrobionych na innych obrabiarkach. Szlifierki pracują narzędziami wieloostrzo- wymi, zwanymi ściernicami. Cechą charakte- Rys. 4.44. Studium mężczyzny wiercącego otwór, rystyczną dla szlifierek jest duża szybkość ok. 1496 ≈ skrawania (v 30 m/s). Z tego powodu ścier- nice, obracające się z dużą prędkością, muszą wówczas gdy wiertło się obraca, a przedmiot być dokładnie wyważone i zaopatrzone w obrabiany pozostaje nieruchomy lub gdy osłony. Łoże i korpus szlifierki powinny być wiertło jest nieruchome, a przedmiot obra- sztywne (odporne na drgania). Ściernice biany obraca się. wytwarza się z węglika krzemu (karborundu), Najstarszym przykładem urządzenia którego twardość zawiera się pomiędzy twar- stosowanego do wiercenia jest wiertło kabłą- dością diamentu i korundu. kowe, wykorzystywane w świecie antycznym Ważniejsze wydarzenia związane z hi- do niecenia ognia. Było ono również wyko- storią szlifowania wyszczególniono poniżej: rzystywane do wykonywania prymitywnych otworów w drewnie oraz przez ówczesnych 1485 – pierwsza wzmianka o pionowym medyków. W średniowieczu powszechnie kole szlifierskim napędzanym przez pe- stosowano świdry ręczne (patrz rys. 4.44) do dał nożny i wykorbienie; wykonywania otworów, głównie w drewnie. 1783 – szlifowanie narzędzi i noży (Sa- Właściwy rozwój technologii wiercenia muel Rehe, Francja); przypada dopiero na XIX stulecie, w którym 1831 – opatentowanie szlifierki do po- dokonano szeregu wynalazków. Ważniejsze z wierzchni (J. W. Stone, Washington, nich wyszczególniono poniżej: USA); 1840 – 1844 – wprowadzenie wiertarki 1845 – wprowadzenie szlifierki dysko- obrotowej z wiertłem metalowym (Robt wej przez Jamesa Nasmytha (Wielka Beart, Francja); Brytania); ok. 1840 – użycie wiertarki słupowej z 1860 – 1869 – wyprodukowanie w Sta- jednostką napędową i posuwem; nach Zjednoczonych pierwszej szlifierki 1860 – wprowadzenie wiertła krętego do otworów; zwiększającego szybkość wiercenia; 1891 – wynalezienie karborundu, z któ- 1887 – wprowadzenie przenośnych wier- rego od roku 1892 wytwarzane są ścier- tarek elektrycznych (pierwsze zastoso- nice; wanie – przemysł stoczniowy);

89 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

1915 – wprowadzenie szlifierki bezkło- tym rozróżnia się np. tworzywa, w których wej do wałków; podstawowym składnikiem są polialkeny 1944 – wprowadzenie szlifierki bezkło- (polietylen, polipropylen), polistyren, żywice wej do gwintu. winylowe itd. Tworzywa sztuczne są na ogół bardzo lekkie (gęstość najczęściej ok. 1 g/cm3), mają 4.4. Przetwórstwo tworzyw małą przewodność cieplną, większość z nich jest dielektrykami (izolatorami elektrycz- wielkocząsteczkowych nymi), jednak po dodaniu znacznej ilości (ok. Tworzywa wielkocząsteczkowe 50%) materiałów przewodzących, np. sadzy (sztuczne) to materiały, których podstawo- lub pyłu metalicznego, przewodzą prąd elek- wym składnikiem są naturalne lub synte- tryczny, mogą być przezroczyste lub całko- tyczne polimery. Materiały te mogą być wicie nieprzezroczyste. Tworzywa niemody- otrzymywane z czystego polimeru (np. poli- fikowane, w porównaniu z metalami mają metakrylan metylu, polistyren, polietylen), z małą wytrzymałość na rozciąganie oraz mały kopolimerów lub z mieszanek polimerów. moduł elastyczności. Natomiast bardzo dobrą Często otrzymuje się je z polimerów modyfi- wytrzymałość na rozciąganie, duży moduł kowanych metodami chemicznymi (np. przez elastyczności mają tworzywa zbrojone np. hydrolizę), fizykochemicznymi (np. przez włóknem szklanym (kompozyt, laminaty). degradację) lub przez dodatek takich substan- Tworzywa sztuczne są najczęściej odporne na cji, jak: plastyfikatory, wypełniacze, stabili- czynniki chemiczne, wilgoć a przy tym nie- zatory oraz barwniki i pigmenty. Tworzywa odporne na działanie czynników silnie utle- sztuczne są potocznie zwane plastikami lub niających. Wadą większości tworzyw sztucz- masami plastycznymi. Przykłady wyrobów nych jest ich wrażliwość na podwyższoną (półwyrobów) wykonanych z tych temperaturę (powyżej 100°C). Jednak już w materiałów pokazano na rys. 4.45. czasie II wojny światowej uzyskano politetra- fluoroetylen, który jest odporny na tempera- Za podstawę klasyfikacji tworzyw wiel- turę do 250°C. kocząsteczkowych przyjmuje się zachowanie tworzywa pod wpływem ogrzewania. Roz- Najwcześniej otrzymanym tworzywem różnia się tworzywa termoplastyczne oraz sztucznym starej generacji była guma. tworzywa termo- i chemoutwardzalne (tzw. Pierwszy otrzymał ją w 1839 roku Ameryka- duroplasty). Można również zastosować po- nin Charles Goodyear (1800-1860). Wszyst- dział wg głównego składnika. W podziale kie rodzaje gumy produkuje się z lateksu - lepkiego soku mlecznego drzew kauczuko- dajnych, będącego w około 30% koloidalnym roztworem kauczuku w wodzie. W celu uzyskania gumy o określonych właściwościach zmienia się strukturę lateksu przez dodanie siarki. Proces ten nosi nazwę wulkanizacji. Atomy siarki tworzą silne wiązania kowalen- cyjne między cząsteczkami lateksu. Im wię- cej doda się siarki, tym guma będzie tward- sza. Dodatek powyżej 30% siarki w procesie wulkanizacji prowadzi do otrzymania ebo- nitu. Jest to twarde tworzywo o barwie ciem- nobrunatnej lub czarnej i dobrych właściwo- ściach mechanicznych i dielektrycznych (nie Rys. 4.45. Przykłady wyrobów (półwyrobów) wy- przewodzi prądu elektrycznego), o dużej od- konanych z tworzyw wielkocząsteczkowych

90 4. Techniki wytwarzania porności plastycznej. Ebonit ma zastosowanie Pierwszym syntetycznym tworzywem do wyrobu sprzętu elektrotechnicznego, wy- sztucznym, to znaczy takim, w którym kładzin i aparatury chemicznej. związki wielkocząsteczkowe są również W 1862 roku na zorganizowanej wtedy wytworzone sztucznie, a nie czerpane z su- w Londynie wystawie Anglik Alexander Par- rowców naturalnych, był bakelit. Wynalazł kes (1813-1890) z Birmingham pokazał go i opatentował w 1907 roku belgijski che- przedmioty codziennego użytku zrobione z mik Leo H. Baekeland (1863-1944), którego nieznanego dotychczas materiału. Materiał nazwisko zostało upamiętnione w nazwie ten, nazwany parkesiną, wynalazca otrzymy- tworzywa. Jest to proszek, który zestala się wał przez połączenie nitrocelulozy, kamfory i po podgrzaniu i sprasowaniu, nie przewodzi alkoholu. Produkcja parkesiny była kosz- ciepła i prądu elektrycznego, przez co jest towna, rozpoczęto ją jednak w 1866 roku w dobrym materiałem na urządzenia elek- londyńskiej firmie Parkesine. tryczne. Pierwszym udanym i stosunkowo tanim Produkcję innych powszechnie dzisiaj tworzywem sztucznym (podobnym do parke- używanych tworzyw sztucznych rozpoczęto: siny), okazał się materiał, opatentowany 15 polistyrenu w 1930 roku; czerwca 1869 roku w stanie Nowy Jork pod polichlorku winylu (PCW) w 1931 roku; nazwą celuloid, powstały przez połączenie polietylenu w 1939 roku; nitrocelulozy z kamforą. Angielski wynalazca teflonu w 1946 roku; mówił o swoim produkcie następująco: „to piękne tworzywo do wyrobu medalionów, żywic epoksydowych w 1950 roku. tac, naczyń kuchennych, guzików, grzebieni Odrębną grupę tworzyw stanowią itp.” Przez długi okres czasu celuloid wyko- sztuczne włókna. Pierwszym z nich był rzystywano jako materiał, z którego wyko- sztuczny jedwab kolodionowy nywano taśmę filmową dla potrzeb kina, otrzymany w 1884 roku przez Francuza Hi- pierwszy zastosował taką taśmę Thomas A. laire Chardonnet’a (1839-1924). Jednak lep- Edison (1847-1931). Piłeczka pingpongowa szy okazał się jedwab wiskozowy. Wynaleźli też była wykonywana z tego tworzywa. go w 1893 roku chemicy Charles F. Cross Człowiekiem, który wymyślił celuloid (1855-1935) i Edward J. Bevan (1856-1921). był John Wesley Hyatt (1837-1920). Odkry- Najstarszymi włóknami syntetycznymi są cia dokonał niejako przypadkiem, usiłując poliamidy. Włókna poliamidowe otrzymał w wygrać konkurs na najlepszy materiał do skali laboratoryjnej amerykański chemik produkcji kul bilardowych imitujący kość Wallace H. Carothers (1896-1937). Obok po- słoniową. Początkowo zaczął wyrabiać z ce- liamidowych wytwarzane są obecnie włókna: luloidu protezy dentystyczne, co nie było poliuretanowe, poliakrylonitrylowe, polie- zbyt szczęśliwym pomysłem, bo zęby z tego strowe, propylenowe. tworzywa (nazwanego tak w 1870 roku), ła- Problem odpadów z plastiku rozwiązał two się odkształcały podczas picia gorących kanadyjski chemik, dr James Guiller, wymy- napojów, a w ustach pozostawał trudny do ślając w 1971 roku plastik ulegający biode- usunięcia smak kamfory. Wkrótce wynalazca gradacji pod wpływem światła słonecznego. wpadł na pomysł wykorzystania swojego Oczywiście nie od razu. Pierwszym prak- wynalazku do produkcji celuloidowych koł- tycznie stosowanym i w pełni „rozkładają- nierzyków, gorsów i mankietów do koszul, a cym się” tworzywem sztucznym był biopal nawet koloratek dla duchownych. Były wyprodukowany w ICI w Billingham w sztywne i niezbyt wygodne, ale praktyczne, Cleveland. Jego składnikiem stały się bakte- bo łatwo można je było czyścić. Dzięki temu rie żyjące w glebie. W 1993 roku japońska wynalazkowi Hyatt został milionerem. korporacja Kai wypuściła na rynek nożyk do golenia, który całkowicie rozkłada się na

91 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki wodę i dwutlenek węgla w ciągu dwóch lat drugiej występuje istotna różnica między od chwili zakopania go w ziemi lub zatopie- tymi dwoma technikami. Podstawowymi róż- nia w oceanie. Tradycyjny plastik rozkłada nicami tych dwóch procesów są: a) inny się od 50 do 100 lat. przebieg przemian stanów skupienia (w przy- W Polsce początek przetwórstwa two- padku wtryskiwania przechodzimy przez fazę rzyw sztucznych nastąpił w latach 20-tych ciekłą, w przypadku wytłaczania tylko przez XX wieku. W 1931 rozpoczęto produkcję fo- plastyczną); b) wytłaczanie jest procesem lii na opakowania – tomofanu z regenerowa- ciągłym wtryskiwanie jest procesem perio- nej celulozy. Natomiast w 1934 r. zaczęto dycznym. wytwarzać tworzywo fenolowo-formaldehy- Konstrukcja cylindra i ślimaka wtry- dowe (galalit) oraz podjęto próby syntezy skarki jest podobna do konstrukcji jaka wy- styrenu na podstawie opracowania Kazimie- stępuje w wytłaczarce. Natomiast istotną róż- rza Smoleńskiego. Szybki rozwój produkcji nicą jest to, że ślimak w cylindrze wtryskarki tworzyw sztucznych w Polsce nastąpił do- oprócz ruchu obrotowego wykonuje również piero po II wojnie światowej. Wówczas uru- ruch posuwisto zwrotny. chomiono produkcję: tworzywa fenolowo - Przebieg procesu wtryskiwania jest na- formaldehydowego, tłoczywa mocznikowego stępujący: i melaminowego, polimetakrylanu metylu, zasyp tworzywa; polichlorku winylu, polistyrenu, polikapro- wymuszony ruch tworzywa pod wpły- laktamu, poliakrylonitrylu, poliuretanów, wem obrotów ślimaka, uplastycznianie żywic poliestrowych, epoksydowych, siliko- tworzywa; nowych, polietylenu i polipropylenu. docisk układu uplastyczniającego do Na przestrzeni ubiegłego stulecia opra- formy; cowano szereg metod wytwarzania wyrobów z tworzyw sztucznych. Najważniejsze z nich początek ruchu posuwistego ślimaka i pokrótce scharakteryzowano poniżej. następnie otwarcie zaworu wtryskowego; Wytłaczanie to proces polegający na wtrysk; wprowadzeniu tworzywa w postaci proszku powrót ślimaka do pozycji wyjściowej i lub granulatu do leja zasypowego wytła- proces chłodzenia wyrobu; czarki, a następnie na jego uplastycznieniu otwarcie formy i usunięcie wtrysku. wsutek ciepła generowanego przez ślimak Kalandrowanie to metoda polega- oraz dostarczonego ze źródła zewnętrznego jąca na przepuszczaniu tworzywa przez ko- (grzejników). Pod wpływem ruchu obrotowego ślimaka tworzywo przemieszcza się wzdłuż cylindra. W trakcie ruchu tworzyw w cylindrze zachodzą dwa podstawowe procesy, tj. uplastycznianie tworzywa oraz jego mieszanie. Tworzywo na końcu cylindra wtłaczane jest do głowicy, na końcu której znajdują się elementy wymienne zwane dyszą bądź ustnikiem. Elementy te nadają osta- teczny kształt wytłoczonemu wytworowi. Maszyny stosowane w tym procesie nazywane są wytłaczarkami – rys. 4.46. Wtryskiwanie to proces, w którym przetwarza się ponad 30% masy wszystkich tworzyw. Wtryskiwanie ma z jednej strony wiele cech podobnych do wytłaczania, a z Rys. 4.46. Wytłaczarka

92 4. Techniki wytwarzania lejne pary walców obracających się współ- rozłączne (rozłączenie elementów jest bieżnie. Przy czym między walcami każdej możliwe i nie wiąże się z niebezpieczeń- pary występuje na ogół niewielka różnica stwem ich zniszczenia): prędkości obrotowych, taka że tworzywo jest o gwintowe, między walcami uciskane, co powoduje jego o kształtowe (wpustowe, wielowypu- uplastycznianie. W kolejnych parach walców stowe itd.), szczelina między walcami jest coraz mniejsza o sworzniowe, walce te są ogrzewane celem ułatwienia upla- o kołkowe. stycznienia tworzywa. Metodą tą wytwarza Poniżej pokrótce scharakteryzowano hi- się płyty i folie (w tym bardzo cienkie), a storię rozwoju wybranych połączeń mecha- także tapety tworzywowe. Metoda kalandro- nicznych. wania wymaga bardzo drogich walców i jest metodą mniej powszechną niż wytłaczanie lub wtryskiwanie. 4.5.1. Połączenia nitowe Spienianie tworzyw jest metodą pole- Połączenia nitowe stosowane są najczę- gającą na: wprowadzeniu tworzywa do ściej do łączenia blach lub elementów kon- formy, a wraz z nim środka poroforującego strukcji stalowych (dźwigarów, wsporników, (porofora); zamknięciu formy i następnym jej wiązarów itp.) za pomocą łączników zwa- ogrzaniu, co powoduje z jednej strony zlepia- nych nitami. Połączenia tego typu są obecnie się granulek tworzywa, a z drugiej uwol- nie wypierane przez połączenia spawane i nienie poroforu do postaci gazowej. Wskutek zgrzewane, z uwagi na prostszą technologię takiego postępowania otrzymuje się materiał ich wykonywania. wypełniony kawernami gazowymi. Tą me- Nit (rys. 4.47) w swej formie wyjścio- todą otrzymuje się styropian. wej składa się z główki 1 i trzonu (szyjki) 2. Prasowanie, które polega na wprowa- Umieszczony w otworze w elementach łą- dzeniu tworzywa (często w postaci tabletek) czonych zostaje zakuty (zamknięty), tworząc do odpowiedniej formy, a następnie poddaniu zakuwkę 3. Zamykanie nitu może się odby- go działaniu ciepła (ogrzanie) i ciśnienia wać ręcznie, przy pomocy młotka ręcznego wywieranego przez tłok prasy. W ten sposób lub pneumatycznego, ręcznej nitownicy uzyskiwane są elementy odpowiadające (kształtującej zakuwkę) lub za pomocą ni- kształtowi formy. townicy maszynowej. Nity niewielkich roz- miarów można zakuwać na zimno. Większe i w bardziej odpowiedzialnych konstrukcjach 4.5. Połączenia mechaniczne zakuwa się na gorąco. Spopularyzowanie technologii nitowa- Połączenie stanowi fragment konstruk- nia zawdzięczamy prawdopodobnie płatne- cji, w którym części łączone są za pomocą rzom z Augsburga, którzy w średniowieczu łączników. Stosowane w budowie maszyn doskonalili zbroje dla rycerzy. Łącznikami połączenia można podzielić na: nierozłączne (elementy złączone są na stałe, a ich rozłączenie jest związane przynajmniej ze zniszczeniem elementu łączącego): o nitowe, o spawane, o zgrzewane, o lutowane, o klejone; Rys. 4.47. Nit i połączenie nitowe (opis w tekście)

93 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki tego typu łączyli oni ze sobą zarówno blachy wieży prowadzi 1665 stopni. (sztywno lub ruchowo) jak i blachę ze skórą. Prawdziwy boom nitowanie przeżywa w 4.5.2. Połączenia zgrzewane wiekach XVIII i XIX, kiedy to stanowi podstawową metodę łączenia części metalo- i spawane wych. Ta metoda łączenia stosowana jest Połączenia zgrzewane to połącze- wówczas szeroko w: przemyśle ciężkim, nia metali i tworzyw sztucznych otrzymy- stoczniowym i budownictwie. wane przez miejscowe dociskanie łączonych Doskonałym przykładem konstrukcji elementów przy jednoczesnym podgrzewaniu (pochodzącej z tego okresu – 1889 r.) wyko- wystarczającym do doprowadzenia łączonych nanej z elementów z kutego żelaza łączonych materiałów do stanu plastyczności (ciasto- nitami jest wieża Eifla (rys. 4.48). Zbudo- watości). Wyróżnia się zgrzewanie elek- wana jest ona z 18.038 części metalowych tryczne oporowe, tarciowe, ogniskowe, połączonych za pomocą ok. 2,5 mln. nitów. indukcyjne, ultradźwiękowe i inne. Jej całkowita masa, razem z betonowymi fila- Złącze spawane jest połączeniem rami wynosi ok. 10.000 ton. Konstrukcja materiałów powstałym przez ich miejscowe wsparta jest na czterech trapezoidalnych pod- stopienie. Występuje w procesie łączenia stawach o boku 25 m każdy. Ma trzy tarasy, metali (głównie stali) oraz tworzyw sztucz- pierwszy na wysokości 58 m, drugi na wyso- nych. Przy spawaniu zwykle dodaje się spo- kości 116 m a trzeci na wysokości 273 m. iwo (materiał dodatkowy) stapiające się wraz Zajmuje obszar o boku 125 m. Na sam szczyt z materiałem podstawowym, dla utworzenia spoiny i polepszenia jej własności. Metody spawania to: spawanie gazowe – najczęściej realizowane przy spalaniu acetylenu w tempe- raturach do 3200°C, stosowane do spajania blach o grubości od 0,4 mm do 40 mm; spawanie elektryczne: z wykorzystaniem spawarki, czyli urządzenia opierającego swą pracę na zjawisku łuku elektrycznego (rys. 4.49), które stosowane jest do spajania blach o grubości od 1 mm do 80 mm. Historia spawania i zgrzewania jest bardzo bogata. Jej szczegółowe omówienie znacznie przekracza zakres niniejszego opracowania. Jednakże można o niej wnioskować na podstawie podanego poniżej kalendarium. ok. 1000 lat p.n.e. – pierwsze próby łączenia ze sobą kawałków metalu poprzez ich nagrzanie i wywarcie nacisku (klasyczne zgrzewanie, które dominuje w łączeniu metali aż do wieku XVIII); 1800 – wytworzenie łuku elektrycznego o długości 10 cm między dwiema elek- Rys. 4.48. Wieża Eifla, zbudowana w 1889 r., widok obecny trodami węglowymi, zasilanymi baterią

94 4. Techniki wytwarzania oświetlenie łukowe staje się popularne; 1881 – Auguste de Meritens, pracujący w Cabot Laboratory we Francji, wykorzystuje ciepło z łuku elektrycznego do łączenia płyt z ołowiu (przeznaczonych na baterie akumulatorowe); 1885 – Nikolaj Benardos i inż. Stanisław Olszewski uzyskują patent brytyjski, a w 1887 r amerykański (rys. 4.50), na spawanie łukiem elektrycznym. Na patencie Rys. 4.49. Łuk elektryczny, czyli ciągłe wyłado- pokazano wczesną oprawkę elektrody. wanie elektryczne zazwyczaj w gazie pod ciśnie- niem normalnym (atmosferycznym) lub wyższym. Są to początki spawania elektrodą wę- Łuk elektryczny ma własności i charakter plazmy. glową, stosowanego do łączenia żelaza Jego temperatura zależy od natężenia prądu, ro- oraz ołowiu. Ta metoda spawania zy- dzaju elektrod, rodzaju i ciśnienia gazu - pod ci- skuje dużą popularność na przełomie śnieniem atmosferycznym i przy przepływie prądu XIX i XX wieku; 1 A wynosi ona 5000-6000 K. 1885-1890 – rozwój zgrzewania oporowego – rys. 4.51 (pojawiają się wówczas składającą się z 2000 ogniw – Humpry odmiany zgrzewania: punktowe, liniowe, Davy (1778-1829), Wielka Brytania; garbowe, iskrowe). Głównym wynalazcą połowa XIX wieku – wprowadzenie tej technologii jest Elihu Thompson prądnicy prądu stałego, dzięki której (1853-1937) z Wielkiej Brytanii; 1890 – Charles L. Coffin z Detroit uzyskuje patent na spawanie łukowe elek- trodą metalową (metal z elektrody topiąc się wypełnia przestrzeń między łączo- nymi blachami); 1900 – wprowadzenie przez Strohmen- gera (Wielka Brytania), elektrody otulo-

Rys. 4.51. Schemat zgrzewania elektrycznego oporowego. Składa się ono z trzech faz: I – docisk Rys. 4.50. Patent amerykański Benardosa i Ol- łączonych elementów, II – przepływ prądu pod szewskiego na spawanie łukiem elektrycznym, dociskiem prowadzący do tworzenia się tzw. jądra 1887 r. zgrzeiny, III – krzepnięcie metalu w zgrzeinie

95 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki nej. Pokrywa on elektrodę metalową gliną i wapnem i czyni łuk elektryczny bardziej stabilnym; 1907-1914 – doskonalenie elektrody otu- lonej przez Oscara Kjellberga (1870- 1931) ze Szwecji. Elektrody te produkowane są przez zanurzenie drutu w mie- szaninie węglanów i krzemianów, a na- stępnie przez wysuszenie tego pokrycia. Funkcje otuliny to: osłona łuku przed do- Rys. 4.52. Zgrzewanie tarciowe (odmiana zgrze- stępem atmosfery; wprowadzenie do ob- wania doczołowego) - metoda łączenia metali i ich szaru spawania pierwiastków odtleniają- stopów w wyniku działania docisku i ciepła wytworzonego w trakcie wzajemnego tarcia łączo- cych, wiążących azot i rafinujących cie- nych powierzchni kły metal spoiny; wytworzenie powłoki żużlowej nad ciekłym jeziorkiem i masie) wykonuje ruch obrotowy dookoła krzepnącym metalem spoiny; regulacja swojej osi. Inne rozwiązania przewidują składu chemicznego spoiny; jednoczesny ruch obu łączonych części lata 20-te XX w. – badania nad proce- w przeciwnych kierunkach albo ruch sami spawania w atmosferze gazów części pośredniczącej (łącznika) w łą- ochronnych. Alexander i Langmuir uży- czeniu, stykającej się jednocześnie z wają wodoru i elektrod początkowo wę- dwoma właściwymi częściami łączo- glowych, a później wolframowych; nymi; 1926 – patent H. M. Hobarta oraz P. K. 1958 – na światowych targach w Bruk- Deversa, w którym łuk spawalniczy wy- seli ZSRR przedstawił informacje na te- korzystuje gaz (argon lub hel) podawany mat spawania elektrożużlowego, wyko- przez koncentryczną dyszę i elektrodę z rzystywanego w ZSRR już od roku 1951. drutu. Jest to w zasadzie spawanie wg Proces ten rozwijany był w Instytucie metody MIG (w osłonie gazów obojęt- Patona w Kijowie oraz w Instytucie nych). Za właściwą datę wprowadzenia Spawalnictwa w Bratysławie. Pierwsze metody MIG przyjmuje się rok 1941, zastosowanie w USA miało miejsce w kiedy Meredith uzyskuje na nią patent. Chicago w General Motors do wytwa- Jest ona idealna do spawania magnezu, rzania bloków silnika diesla. aluminium oraz stali nierdzewnej. Początki historii spawania gazowego W roku 1948 zastąpiono elektrodę wol- (rys. 4.53) można datować na rok 1836. framową na podawaną w sposób ciągły Wówczas bowiem Edmund Davy (1785- elektrodę z drutu; 1857) odkrył acetylen (C2H2 - najprostszy al- 1953 - Lubawski i Novoshilov stosują w kin, bezbarwny i bezwonny gaz). Cięcie i spawaniu atmosferę aktywną z CO2 spawanie gazowe było doskonalone pod ko- (metoda MAG). Może być ona wykorzy- niec XIX wieku. Jego realizacja była moż- stywana do spawania stali (ze względu liwa dzięki wytwarzaniu tlenu, skropleniu na mały koszt CO2). Ponadto, łuk w tej powietrza oraz wprowadzeniu palnika gazo- atmosferze daje więcej ciepła; wego w 1887 roku. W metodzie tej używano 1954 – wprowadzenie w byłym ZSRR (przed 1900 rokiem) gazu węglowego lub zgrzewania tarciowego metali – rys. wodoru (oraz oczywiście tlenu). Natomiast, 4.52. Najczęściej odbywa się to w taki po wynalezieniu około 1900 r. niskociśnie- sposób, że jedna z łączonych części za- niowego palnika acetylenowego stosuje się w mocowana jest sztywno i nie zmienia zasadzie tylko acetylen i tlen. swojego położenia, a druga (o mniejszej

96 4. Techniki wytwarzania nakże nie podaje jak śruby te są wykonywane. Łatwo się domyślić, iż pierwsze gwinty wykonywano ręcznie przez wycinanie w drewnie. Technologię wytwarzania takich śrub opisał Pappus (ok. 290-ok. 350). Pierwszą obrabiarkę do nacinania gwintów na wałkach oraz pierwsze narzędzie do wykonywania gwintów w otworach (o kształcie zbliżonym do gwintownika – rys. Rys. 4.53. Zasada spawania gazowego - u wylotu 4.55) opisał Leonardo da Vinci (1452-1519). końcówki o specjalnej budowie, zamocowanej do Pierwsze śruby otrzymywano skręcając korpusu palnika, spala się mieszanina tlenu z ace- sztabki metalowe. Pierwsze pseudonarzynki tylenem. Za pomocą tego płomienia spawacz sta- wykonywane były zaś jako zahartowane na- pia metal rodzimy uzyskując jeziorko spoiny. W krętki, a gwintowniki jako śruby. Narzędzia miarę potrzeby doprowadza ręcznie spoiwo w po- te nie nacinały gwintu, lecz go wygniatały. staci drutu do przedniego brzegu jeziorka. W celu uzyskania jednolitego postępującego stapiania Pierwsze satysfakcjonujące rezultaty spawacz powinien przesuwać palnik wzdłuż brze- nacinania gwintu na tokarce odnotowano do- gów złącza. piero w 1770 r. Zaś pierwszą prawidłowo skrawającą narzynkę (o trzech ostrzach) wy- konał i zastosował w roku 1834 Joseph 4.5.3. Połączenia gwintowe Whitworth (1803-1887). Natomiast gwintow- Połączenia gwintowe są połączeniami nik z rowkami opracował i opatentował w kształtowymi. Oznacza to, że siły w tych po- roku 1841 Johann Georg Bodmer (1786- łączeniach przenoszone są przez odpowied- 1864). nio ukształtowane powierzchnie (powierzchnie gwintowane w śrubie i nakrętce). Wystę- pujące w połączeniu siły tarcia odgrywają rolę uboczną, głównie jako dodatkowe zabezpieczenie przed rozkręceniem się połą- czenia. Styk śruby i nakrętki następuje na powierzchniach gwintowych. Są to śrubowe występy i rowki posiadające zbliżone kształ- tem i wymiarami występy i rowki. Aby połą- czenie śruby i nakrętki było możliwe, muszą one posiadać jednakowy skok oraz skręt (prawy lub lewy). Ze względu na rodzaj użytego łącznika połączenia gwintowe dzielą się na połączenia śrubowe i wkrętowe (rys. 4.54). Połączenie gwintowe nierozerwalnie związane jest z pojęciem śruby, która została wynaleziona przez Archytasa z Tarentum (428-347 p.n.e.) około 400 roku p.n.e. Jed- nakże obecnie jest ona generalnie łączona z Archimedesem (ok. 287-212 p.n.e.). W I Rys. 4.54. Połączenia gwintowe śrubowe (rys. wieku naszej ery Pliny (23-79) opisuje zasto- górny) i wkrętowe (rys. dolny): 1 – śruba, 2 – na- sowanie drewnianych śrub w prasach, jed- krętka, 3 – element, 4 – element przyłączany

97 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Z kolei w USA w roku 1864 William Sellers (1824-1905) zaproponował wprowadzenie amerykańskiego standardu śrub, przyjętego dopiero w latach 1901-1905 (dla porównania w 1898 r. w Zurich’u ustalono międzynaro- dowy standard gwintów metrycznych). W roku 1873 opracowano automatyczną obrabiarkę (wdrożoną w roku 1893) służącą do produkcji śrub z drutu w kręgu. Jako pierwszy walcowanie gwintów na gorąco zastosował Hausenclever z Dussel- dorfu do wytwarzania dużych śrub do drewna. W metodzie tej nagrzewa się swo- rzeń do temperatury walcowania i następnie przepuszcza się go między 3 rolkami (rys. 4.57). Przy stosowaniu tej metody uzyskuje się oszczędności materiału dochodzące do Rys. 4.55. Gwintownik wg Leonarda da Vinci, 45% w porównaniu z obróbką skrawaniem. ok. 1500 r. Metoda ta stosowana jest także obecnie do walcowania wkrętów do podkładów kolejo- Pierwszą walcarkę do gwintów skon- wych. struował w 1851 roku Broomann w Anglii. Walcowanie gwintów na skalę przemy- Walcarka ta znajduje się obecnie w South – słową związane jest z walcowaniem napę- Kensington Museum w Londynie. Inną wal- dzanymi rolkami oraz obrabiarką do kształ- carkę do gwintów, pochodzącą z drugiej po- towania gwintów, którą zademonstrowała po łowy XIX wieku, pokazano na rys. 4.56. raz pierwszy firma Pee-Wee (Berlin) na Mię- W latach 1863-1868 Joseph Tayne dzynarodowych targach w Lipsku w 1938 r. (Wielka Brytania) buduje specjalizowane ob- Od tego czasu datuje się produkcja masowa rabiarki, przeznaczone do produkcji śrub. (w Niemczech) śrub w oparciu o walcowanie. Produkcję walcarek rolkowych oraz walcowanie gwintów rolkami w Anglii, ZSRR i USA rozpoczęto ok. 1939 roku. Natomiast w Polsce pierwszą walcarkę do gwintów kon-

Rys. 4.56. Walcarka do gwintów, 2-ga połowa Rys. 4.57. Walcarka do walcowania gwintów na XIX wieku gorąco

98 4. Techniki wytwarzania walcowania gwintu wkrętów kolejowych, ba- zującą na technologii walcowania poprzeczno – klinowego. W procesie tym równocześnie kształtowane są gwinty dwóch śrub, które w końcowej fazie kształtowania ulegają roz- dzieleniu (rys. 4.59). W efekcie takiego działania śruby mają korzystne zakończenie w kształcie stożka.

Rys. 4.58. Walcarka do gwintów konstrukcji inż. Zienkiewicza, 1947 r. strukcji inż. Zienkiewicza (rys. 4.58) zastosowano dopiero w 1947 roku. Dalszy postęp w dziedzinie zwiększenia zakresu i możliwości zastosowania walcowania gwintu związany jest z wprowadzeniem w 1950 roku głowic do walcowania gwintów. Narzędziami tymi można walcować gwinty na normalnych obrabiarkach skrawających.

Powoduje to, że metoda ta staje się ekono- miczna również w produkcji małoseryjnej. Rys. 4.59. Walcowanie gwintu wkrętów kolejowych w układzie podwójnym: a) początek pro- W latach 90-tych XX wieku w Politech- cesu, b) ukształtowane wkręty szynowe nice Lubelskiej opracowano nową metodę

5. Pojazdy parowe

Idea opracowania pojazdu nienapędza- W XVI wieku holenderski matematyk nego siłą mięśni ludzkich lub zwierzęcych Simon Stevin (1548-1620) wpadł na pomysł przewijała się w historii ludzkości wielokrot- użycia energii wiatru do poruszania pojazdu nie. Już w roku 1472 r Roberto Valturio kołowego. W roku 1600 zbudował on długi (1405-1475) opisał pojazd zaprojektowany wóz dwuosiowy, kierowany przez skręcanie do celów wojennych, napędzany przez wiatr osi tylnej. Napęd stanowiło ożaglowanie za pośrednictwem mechanizmu stosowanego dwumasztowe (rys. 5.4). Wynalazca urucho- w wiatrakach (rys. 5.1). Wóz ten pozbawiony był urządzeń służących do kierowania i nigdy nie wyszedł poza strefę marzeń. Projekt pojazdu z napędem sprężyno- wym przedstawił w XV wieku Leonardo da Vinci (1452-1519) - rys. 5.2. Prawdopodob- nie został on zaprojektowany, żeby zabawiać znakomitych gości podczas dworskich przy- jęć. Eksperci przekonują, że był to pierwszy na świecie pojazd, który dysponował wła- snym napędem. Pojazd ten został zrekonstru- owany w 2004 roku w Muzeum Nauki we Florencji (rys. 5.3).

Rys. 5.2. Szkice Leonarda da Vinci, wskazujące Rys. 5.1. Pojazd bojowy wg Roberto Valturio, na możliwość budowy pojazdu napędzanego sprę- 1472 r. żynami

101 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki wiatr), przez co nie mógł on być eksploatowany w warunkach dowolnych. Pewne jest, iż napęd parowy stał się pierwszym powszechnie stosowanym źró- dłem zasilania „wozów bez koni”.

5.1. Samochody parowe Rys. 5.3. Pojazd Leonarda da Vinci zrekonstru- Pierwszym, który zbudował pojazd pa- owany w 2004 roku, Muzeum Nauki we Florencji rowy był, urodzony we Francji, Nicolaus Cu- gnot (1725-1804). W roku 1770 wystartował mił pierwsze w świecie „Przedsiębiorstwo on z „samojazdem” parowym, który miał być autobusowe” na linii Scheveningen – Petten, wykorzystywany do przewozu armat (rys. wzdłuż wybrzeża. Odległość 67,8 km prze- 5.5). Był to wóz trzykołowy, z kotłem paro- bywano mniej więcej w 2 godziny, przewo- wym na przedzie. Za kotłem mieściła się żąc 28 pasażerów. Jednak wykorzystanie po- dwucylindrowa maszyna parowa. Drągi jej jazdu tego typu było silnie związane z uwa- tłoków napędzały za pośrednictwem łańcu- runkowaniami geograficznymi (sprzyjający chów i przekładni zębatej koło przednie po-

Rys. 5.4. Wóz żaglowy Simona Stevina z 1600 roku (miedzioryt książki P. Coronelli „Viaggi, Parte Prima, Consecrati All’Illustriss” – 1697 r.) 102 5. Pojazdy parowe czanej drodze. Wózek działał i to tak spraw- nie, że wynalazca nie mógł go dogonić. Pech chciał, że na drodze rozpędzonej maszyny znalazł się proboszcz, który widząc pędzące monstrum sypiące iskrami uznał, iż ma przed sobą szatana. Zaczął wzywać pomocy. Wy- rwani ze snu mieszkańcy rozbili wóz w drzazgi a wynalazca został zmuszony do ucieczki. Od tego czasu stał się on znany w okolicy Rys. 5.5. Rekonstrukcja ciągnika Nicolasa - Jose- jako człowiek utrzymujący konszachty z dia- pha Cugnot'a (1770 r.) błem, przez co szkodzono mu na każdym kroku. Niszczono w nocy modele jego no- jazdu. Wóz biegł samoczynnie, przez 15 do wych maszyn, przeszkadzano w prowadzeniu 20 minut, z prędkością około 5 km/h, po jakichkolwiek doświadczeń i podjudzano czym musiał się zatrzymać dla nagromadze- przeciw niemu ludzi wpływowych. nia nowej dawki pary. Na początku XIX wieku kolejny Brytyj- Pionierski pojazd Cugnot’a, przez wielu czyk Richard Trevithick (1771-1833) pro- uznawany za pierwszy samochód w dziejach, wadzi prace mające na celu wykonanie po- miał jednak bardzo wiele wad. Kocioł nie pojazdu samochodowego napędzanego silni- siadał własnego paleniska, ogień trzeba więc kiem parowym Udało mu się to osiągnąć w było rozpalać bezpośrednio na drodze. Rów- roku 1801. Już dwa lata później po Londynie nież rozwijaną prędkość trudno było uznać za kursowały liczne taksówki napędzane parą. zadowalającą. Połączenie masywnego kotła z Pojazdy Trevithicka mogły zabierać kilka przednim kierowanym kołem sprawiało zaś, osób i poruszać się z prędkością 15 km/h. że prowadzenie owego ciągnika wymagało Maszyny te sprawowały się dość dobrze, nie nie lada siły. Fakt ten stał się przyczyną kata- mogły jednakże sprawdzić się w pełni. Ze strofy. Podczas pokazu w Paryżu Cugnot względu na godny ubolewania stan ulic w stracił panowanie nad pojazdem i trafił w ce- mieście jeździły z prędkością równą pie- glany mur (rys. 5.6). Zarówno wóz jak i mur szemu, co praktycznie uniemożliwiło ich wy- zostały poważnie uszkodzone, a sam wyna- korzystanie. O budowie takiego pojazdu lazca o mało nie przypłacił tego zdarzenia można wnioskować na podstawie schematu kalectwem. Dalsze próby zostały zaniechane. pokazanego na rys. 5.8. Kolejną osobą, która zbudowała pojazd parowy był młody mechanik William Mur- dock (1754-1839). Wykonał on w tajemnicy w roku 1784 trzykołowy wózek parowy (rys. 5.7). Postanowił go sprawdzić na nieuczęsz-

Rys. 5.6. Pechowy pokaz w Paryżu, wykonany Rys. 5.7. Szkic pojazdu parowego Murdock’a, przez Cugnota, 1771 r. 1784 r.

103 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki ścią około 7,5 km/h. Tego rodzaju karoce (dorożki) oferowały pasażerom 6 miejsc w kabinie i 15 na wolnym powietrzu. Niektóre wozy parowe Gurneya służyły tylko jako cią- gniki. Omnibusy parowe obsługiwane były przez co najmniej dwie osoby. Byli to: con- ducteur, czyli kierowca, i chauffer, czyli pa- lacz obsługujący kocioł parowy. Co ciekawe, do dziś w wielu krajach kierowcę określa się mianem szofera, czyli palacza. Konduktor znany dziś jest natomiast jako osoba spraw- dzająca bilety w pociągu, a nie jako ktoś, kto Rys. 5.8. Pojazd parowy zaprezentowany przez prowadzi lokomotywę. Trevithick’a w roku 1803 Omnibusy parowe stają się coraz popu- larniejsze, także poza Anglią. Przykładowo w Zainteresowanie pojazdami parowymi 1835 roku Rosjanin Wasyl Guriew opracował nie było ograniczone wyłącznie do Europy. projekt uruchomienia linii parowych omnibu- W Stanach Zjednoczonych Oliver Evans sów na trasie Moskwa - Petersburg. Ta (1755-1819) zadziwił wszystkich prezentując śmiała idea nigdy nie została jednak zreali- w Filadelfii (w roku 1805) swój pojazd – rys. zowana. Z kolei w Turynie w 1836 roku Vir- 5.9, ważący 15,5 tony i mający napęd pa- ginio Bordino (1804-1879) zbudował pierw- rowy. W pojeździe tym (właściwie amfibii), szy włoski wehikuł parowy. Tak jak i inne po dotarciu do rzeki Schuylkill, zdemonto- pojazdy tego typu włoski wynalazek niczym wano koła jezdne i założono koło łopatkowe. nie różnił się z wyglądu od konnego dyli- W ten sposób wóz przeobraził się w statek, żansu i potrafił osiągnąć prędkość 8 km/godz. który przepłynął w górę rzeki Schuylkill, a Należy tutaj zauważyć, że chociaż po- potem Delavare ponad 25 km i ponownie jazdy parowe konstruowano na całym świe- powrócił do miejsca startu. cie, to Anglia była nadal światową potęgą na W latach 20-tych XIX wieku w Anglii tym polu. Omnibusy były coraz szybsze, dość obserwowany był boom na pojazdy parowe. bezpieczne, a opłaty za przejazd - niezbyt Wówczas Goldsworthy Gurney (1793-1875) wygórowane. Stale zwiększająca się liczba buduje duże parowe pojazdy uliczne przezna- klientów omnibusów parowych oznaczała czone dla ruchu osobowego (rys. 5.10). Opie- jednak bankructwo dla właścicieli dyliżan- rały się one konstrukcyjnie na okazałych pojazdach konnych, miały z tyłu lub pod pod- łogą silniki parowe i poruszały się z prędko-

Rys. 5.10. Dorożka parowa, wprowadzona w Rys. 5.9. Amfibia Evansa (1805 r.) Anglii w roku 1828

104 5. Pojazdy parowe sów. To pod naciskiem tych ostatnich - douxem (1853-1920) w 1884 roku rozpoczął twierdzących, że pojazdy parowe są bardzo seryjną produkcję samochodów parowych. niebezpieczne - w 1865 roku uchwalono tzw. Jazda tym wozem wśród paryskich elegantów „ustawę o Czerwonej Chorągwi”. Z taką wła- szybko stała się modą. De Dion stał się z cza- śnie chorągwią w odległości 55 metrów przed omnibusem powinien iść człowiek informu- jący przechodniów o przejeździe pojazdu parowego. Dodatkowo pojazd musiał zatrzy- mywać się na każde żądanie przechodnia. W połączeniu z bezwzględnym ogranicze- niem prędkości (do 6 km/godz.) znacznie wydłużyło to czas podróży omnibusem. Nic dziwnego, że ruch omnibusowy w całej Wielkiej Brytanii zamarł aż do 1896 roku, kiedy zniesiono te rygorystyczne przepisy. Datę tę upamiętnia rozgrywany do dziś na trasie Londyn - Brighton prestiżowy rajd za- bytkowych automobili. W Wielkiej Brytanii transport parowy utrzymał się do lat 30. XX w., kiedy to parowe samochody osobowe zaczęły ustępować miejsca autom napędzanym silnikami spalinowymi. Najwybitniejszym konstruktorem po- jazdów parowych we Francji był Amedee Bollee (1844-1917) z Le Mans. Swój pierwszy pojazd parowy z 1873 roku - L'Obe- issante - budował przez dwa lata po godzinach pracy w warsztacie znajdującym się wewnątrz fabryki dzwonów swojego ojca. 12-miejscowy wehikuł odbył 200-kilome- trową podróż do Paryża, gdzie z miejsca wzbudził sensację. Drugi wehikuł, - La Man- celle z 1878 roku - miał kocioł parowy umieszczony z tyłu, skąd przekazywano na- pęd na tylne koła za pośrednictwem łańcucha. Prędkość maksymalna wynosiła 35 km/godz., co czyniło francuski pojazd jednym z najszybszych na drogach. Najżwawszym wehi- kułem Francuza okazał się jednak La Rapide z 1881 roku, który potrafił rozwinąć zawrotną jak na owe czasy prędkość 60 km/godz. Po- jazdy parowe opracowane przez Bollee pokazano na rys. 5.11. Drugim znanym francuskim konstruktorem pojazdów parowych był Albert De Dion Rys. 5.11. Wehikuły parowe skonstruowane przez (1856-1946), którym wraz z Georgesem Bo- Amedee Bollee (od góry): L'Obeissante – 1873, La utonem (1847-1938) i Charlesem Trepa- Mancelle – 1878, La Rapide - 1881

105 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Amerykańscy konstruktorzy budowali również specjalne samochody (z napędem parowym), których zadaniem było bicie rekor- dów prędkości. Przykładem może tu służyć samochód parowy firmy Stanley, nazwany Rockett, w którym Fred Marriot (1872-1956) 26 stycznia 1906 roku przekroczył 205 km/h., bijąc tym samym samochodowy rekord pręd- kości. Rok później ten sam kierowca podjął ponowną próbę, również na parowym samochodzie Stanley, bicia rekordu prędkości. 25.01.1907 roku na plaży Ormonde na Flory- Rys. 5.12. Samochód na parę Doble z 1925 r. dzie przy prędkości około 300 km/h pojazd wyskoczył w powietrze i rozbił się doszczęt- sem fascynatą pojazdów z silnikami spalino- nie (rys. 5.13). Na szczęście Marriot chociaż wymi i przez pewien czas był ich liczącym poważnie ranny, przeżył wypadek i dożył się producentem we Francji. (już nigdy nie siadając za kierownicą pojazdu Krajem, w którym parowe samochody rekordowego) wieku ponad 80 lat. utrzymywały się najdłużej, były Stany Zjed- noczone. Amerykanom podobała się przede wszystkim ich łatwa obsługa. Najsłynniej- szymi firmami produkującymi pojazdy parowe za Atlantykiem były Doble, Stanley i White. Zresztą liczba producentów pojazdów parowych w USA szła nie w dziesiątki, lecz w setki. Ostatnie z tych firm zbankrutowały w latach 30 XX wieku. Najwspanialsze samochody parowe (rys. 5.12) w Stanach Zjednoczonych wytwa- rzała firma Doble. Jej założyciel – Abner Doble (1890-1961) – swój pierwszy pojazd zbudował w wieku 16 lat. Modele tej marki uchodziły za wyjątkowo niezawodne - Doble udzielał gwarancji na zupełnie nieprawdopo- dobny w latach 20-tych XX wieku dystans 100 tys. km. Za najwspanialszą konstrukcję firmy uchodzi model Doble E z końca lat 20. XX w., odpowiednik europejskiego Bugatti Tipo 41 La Royale. Bramy fabryczne opu- ściły zaledwie czterdzieści dwa egzemplarze Rys. 5.13. Wypadek parowego samochodu Stan- tego pojazdu, który rozwijał prędkość do 200 ley’a podczas próby bicia rekordu prędkości w dniu 25.01.1907 roku km/godz., a do pierwszych 100 km/godz. rozpędzał się w niewiele ponad pięć sekund. I to wszystko w 1930 roku. Dla porównania: prędkość maksymalna Bugatti Tipo 57 5.2. Parowozy Atlantic, uważanego za najszybszy samochód Parowóz (lokomotywa parowa) to po- przed II wojną światową wynosiła 170 jazd szynowy (stosowany od 1804) z wła- km/godz. snym napędem, przeznaczony do ciągnięcia

106 5. Pojazdy parowe zaznaczyć, że ciężar tego ładunku wzrósł szybko z 10 do 15 ton dzięki co najmniej 70 ludziom, którzy wdrapali się na pojazd. Pod- nieceni nieprzezwyciężoną ciekawością pra- gnęli użyć przejażdżki, korzystając z pierwszego sukcesu utalentowanego wynalazcy... Maszyna przebyła całą drogę bez uzupełnia- nia wody w kotle i swobodnie poruszała się z prędkością 5 mil na godzinę...” Po trzech latach doświadczeń nad udoskonaleniem parowozu i toru Trevithick zbu- Rys. 5.14. Parowóz Trevithick’a z roku 1804 dował pierwszą w świecie doświadczalną li- (waga 8 ton) nię kolejową w kształcie koła. Została ona udostępniona publiczności. Jednakże pew- (lub pchania) innych pojazdów (wagonów) nego dnia szyna pękła i parowóz wywrócił po torach. się. Właściciela nie było stać na jego na- Już dosyć wcześnie zauważono (XVI prawę, co było przyczyną zaniechania przez wiek), że stosując szyny drewniane można Trevithicka dalszych badań. przewozić wózkami kopalnianymi 4-krotnie Trevithick odegrał znamienną rolę w cięższe ładunki niż bezpośrednio po ziemi. rozwoju parowozów. Jako pierwszy wykazał, Wprowadzenie w drugiej połowie XVIII stu- że siły tarcia na powierzchni kontaktu koło - lecia szyn żelaznych pozwoliło dodatkowo szyna są wystarczające by parowóz mógł to- podwoić ładowność wozów ciągnionych czyć się po torze, ciągnąc jednocześnie sze- przez konie po tych szynach. reg wagonów. Jednak wielu współczesnych Pierwszym udanym parowozem była było odmiennego zdania. Uważali oni bo- maszyna opracowana przez Richarda Trevi- wiem, że skoro koń może uciągnąć po torze thick’a (1771-1833), która została po raz ładunek 8 razy większy niż na drodze zwy- pierwszy publicznie zaprezentowana w lutym kłej, to jest to wynikiem zmniejszenia tarcia 1804 roku. W parowozie jego konstrukcji między kołami a torem szynowym. Rozsze- (rys. 5.14) za kotłem wysokoprężnym i rurą rzając to rozumowanie dochodzono do wnio- płomienikową umieszczony był cylinder ro- sku, iż wóz samobieżny nie będzie w stanie boczy, z którego wystawał długi drąg tłoka, ruszyć z miejsca po torze ze względu na zbyt podparty wspornikiem. Prostoliniowy ruch zwrotny tłoka w cylindrze przenosił się na koła pojazdu za pośrednictwem korbowodu i zespołu kół zębatych. Całość na dwuosiowej ramie i czterech kołach toczyła się po szynach z żeliwa. Replikę tego parowozu można oglądać dzisiaj w Telford Central Station w Anglii – rys. 5.15. Interesująco przedstawia się opis tego wydarzenia zamieszczony w ówczesnej prasie: „Przedwczoraj odbyła się wreszcie tak długo oczekiwana próba maszyny parowej pana Trevithicka... Ku po- wszechnemu zdumieniu wyniki przeszły wszystko, czego spodziewali się najbardziej nawet przekonani zwolennicy maszyny. Pod- czas próby użyto jej do przewiezienia 10 ton Rys. 5.15. Replika parowozu Trevithick’a z roku żelaza na odległość przeszło 9 mil, należy zaś 1804, Telford Central Station w Anglii 107 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki i torem, gdy ciężar własny lokomotywy bę- dzie dostatecznie duży. Dalszy rozwój parowozów związany jest z Georgiem Stephensonem (1781-1848), który jako jeden z pierwszych uwierzył w przyszłość kolei parowej. Człowiek ten konsekwentnie dążył do opracowania udanej konstrukcji lokomotywy parowej. Próba pierwszej lokomotywy Stephen- sona „Blucher” odbyła się w lipcu 1814 roku. Stanowiła ona w znacznej mierze kopię parowozu Trevithicka. Maszyna ta holowała pociąg złożony z 30 wozów z prędkością 6-7 km/h, ale jej użytkowanie uznano za zbyt kosztowne. W roku 1815 r. oddano do użytku drugą lokomotywę, która również zawiodła pokładane w niej nadzieje. W tej sytuacji wynalazca uznał, że trzeba przeanalizować opory stawiane lokomotywie w ruchu. Wy- wnioskował, że należy stosować tory o moż- liwie niewielkich wzniesieniach. Okazało się też, że kamienne podkłady są złe bo wzma- gają wstrząsy. W efekcie lokomotywy za- częto wyposażać w resory co skutecznie zła- godziło wstrząsy na stykach szyn. Dopiero trzecia lokomotywa konstruktora była udana, Rys. 5.16. Absurdalne lokomotywy, wg projek- wzięła ona udział w uruchomieniu w 1825 r. tów: a) Blenkinsopa, b) Bruntona linii węglowej Stockton – Darlington (rys. 5.17). Tamże lokomotywy Stephenson’a małą przyczepność między kołami gładkimi i skutecznie konkurowały z końmi, chociaż ich takimi samymi szynami. Poszukiwanie roz- średnia szybkość nie przekraczała 8 km/h. wiązania tego wydumanego problemu pro- Kolej Stockton & Darlington otwarto 27 wadziło do opracowania szeregu absurdal- września 1825. Prowadzony przez Stephen- nych konstrukcji. I tak w projekcie: sona parowóz Locomotion ciągnął 80 ton ła- Johna Blenkinsopa (1783-1831) z roku dunku węgla i mąki na odcinku 16 km przez 1811 układano jedną z szyn jako zębatą, ponad dwie godziny, osiągając na jednym z z którą stykało się napędowe koło zębate odcinków prędkość 39 km/h. Do parowozu (system ten był stosowany w górnictwie podczepiono również specjalnie zbudowany przez około 12 lat) – rys. 5.16a. dla pasażerów wagon osobowy (nazwany Williama Bruntona (1777-1851) z 1813 Experiment), w którym przewożono dostoj- roku lokomotywa miała ruchome nogi ników uroczystości. Był to pierwszy w histo- naśladujące konia, wspierające się z dużą rii przewóz pasażerów koleją napędzaną pa- siłą o podłoże. W czasie pierwszych prób rowozem maszyna eksplodowała zabijając kilku W roku 1829 ogłoszono konkurs pu- ludzi. Prób nie ponowiono – rys. 5.16b. bliczny na uruchomienie linii kolejowej na Dopiero w 1813 roku William Hedley (1779- trasie Manchester – Liverpool w Anglii (ok. 1843) na podstawie wykonanych badań ob- 30 km). Warunki konkursu były następujące: wieścił, że nie będzie poślizgu między kołami lokomotywa o masie do 6 ton powinna ucią-

108 5. Pojazdy parowe

Rys. 5.17. Otwarcie linii kolejowej Stockton – Darlington, 27 wrzesień 1825 roku gnąć na torze poziomym masę 20 ton z pręd- W trakcie prób Rakieta (rys. 5.18) po- kością 16 km/h. Ciśnienie w kotle nie może biła na głowę współzawodniczki. Już pierw- 2 przekraczać 3,5 kG/cm . Maszyna ma być za- szego dnia wyścigów, które trwały od 6 do 14 opatrzona w dwa zawory bezpieczeństwa i października, lokomotywa Stephensona osią- manometr rtęciowy. Cena lokomotywy nie gnęła prędkość 46 km/h. Jako jedyna prze- może przekraczać 550 funtów szterlingów. trwała ona do końca zawodów nie doznając Dla zwycięskiego konstruktora przewidziano najmniejszego szwanku, podczas gdy pozo- nagrodę w wysokości 500 funtów. Próby stałe trzy parowozy doznały mniejszych lub zmierzające do wyłonienia zwycięzcy rozpo- większych awarii. Jako ciekawostkę można częto 6 października 1829 roku. podać, iż w owym czasie wierzono, że ludzie W konkursie udział wzięło 5 maszyn mogą mieć trudności z oddychaniem przy opracowanych przez różnych konstruktorów. prędkości większej niż 30 km/h. Były to: W następnych latach kolej błyskawicz- Rakieta – Georga Stephensona, w któ- nie rozprzestrzeniła się po świecie. Na jej po- rej przez dolną część kotła przechodziło 25 rurek miedzianych (płomieniówek) o średnicy 3 cali. Ciąg wywoływano wpuszczaniem pary odlotowej do komina. Niedościgła, jej kocioł nie miał pło- mieniówek lecz dwie grube rury speł- niające podobną rolę. Ciąg wywoływano tak jak w Rakiecie. Nowość – w kotle znajdowała się wę- żownica, przez którą przechodziły spaliny. Ciągu dostarczały miechy. Cyclotep – dziwoląg o masie 3 ton, na- pędzany przez konia, który nie został dopuszczony do konkursu. Wytrwałość. Rys. 5.18. Współczesna replika Rakiety Georga Stephensona, opracowanej w roku 1829

109 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 5.19. Parowóz Lafayette Norrisa, zbudowany w roku 1837 trzeby opracowano szereg konstrukcji paro- tak odległe jak Australia, Włochy i Kuba. wozów, z których ważniejsze przedstawiono Parowóz American (rys. 5.20). W poniżej. USA szybko pokochano podróże pociągami, Parowóz Lafayette Norrisa (rys. będącymi szybkim i tanim sposobem po- 5.19) o układzie osi 2-1-0 był zbudowany w konywania ogromnych odległości, dzielących 1837 roku i z założenia miał pokonywać liczne miasta Ameryki Północnej. W latach wzniesienia. Zbudowano zaledwie osiem eg- 30-tych XIX wieku trzech konstruktorów zemplarzy tego parowozu. Wyjątkowość jego zdominowało szybko rozwijający się prze- konstrukcji polegała na umieszczeniu więk- mysł kolejowy Ameryki. Byli to Mathias szego niż zazwyczaj ciężaru za dużymi ko- Baldwin (1795-1866), William Norris i Tho- łami silnikowymi. Dzięki temu zwiększał się mas Rogers (1792-1856). Uznawana obecnie docisk kół do torów i przyczepność maszyny. za klasyka lokomotywa American typ 4-4-0 Powodowało to, iż lokomotywa ta dobrze ra- zbudowana została w 1855 roku przez Rogers dziła sobie z podjazdami pod górę. Lafayette Locomotive Works z siedzibą w New Jersey. przyniósł wielką sławę i fortunę swemu pro- Ta maszyna pozostawała absolutnym królem jektantowi, Williamowi Norrisowi (1802- torów, przez prawie 50 lat. Jej cechami cha- 1867), dzięki czemu kontynuował on karierę rakterystycznymi były: dwie główne osie na- konstruktora, zaopatrując w lokomotywy 27 pędowe, lemiesz (zwany łapaczem krów) słu- amerykańskich linii kolejowych oraz państwa żący do usuwania przeszkód z torów oraz

Rys. 5.20. Parowóz American, zbudowany w 1855 roku przez Rogers Locomotive Works

110 5. Pojazdy parowe

Rys. 5.21. Parowóz Stirling 8 - feet single, opracowany w 1870 roku ogromny komin, który zawierał urządzenia który jest jednym z mniej znanych konstruk- zapobiegające ucieczce iskier (tzw. odiskier- torów parowozów. Johnson całą swą karierę nik). zawodową poświęcił pracy na kolei, aczkol- Parowóz Stirling 8 - feet single wiek zaprojektował w całości zaledwie kilka (rys. 5.21). Koniec XIX wieku jest często lokomotyw. Choć był pomysłodawcą wielu zwany „złotym wiekiem pary”. Jeśli weźmie nowatorskich rozwiązań, pracując dla kom- się pod uwagę zdanie entuzjastów lokomo- panii kolejowych Derby i Midland, rzadko tyw, to z pewnością budowano wtedy naj- przypisywał sobie autorstwo różnych wyna- piękniejsze maszyny. Były one nie tylko bar- lazków. Preferował pracę zespołową i zachę- dzo ładne, ale również świetnie zaprojekto- cał innych do wytężonego wysiłku. Właśnie wane, wydajne i długowieczne. Takie paro- w pracy zespołowej tkwił klucz do sukcesu wozy, jak Stirling, które powstawały w latach jego pięknych lokomotyw o opływowych 1870 - 1895, były używane aż do 1919 roku, kształtach. stając się charakterystycznymi elementami Parowóz ten miał dwuosiowy wózek, krajobrazu Wielkiej Brytanii. jedną oś napędową oraz jedną oś toczoną Lokomotywy Stirling z jedną osią silni- tylną w związku z czym nosił oznaczenie 2- kową (nazywane w krajach anglosaskich sin- 1-1, według czasem używanego w naszym gle) miały przedni dwuosiowy wózek, który kraju oznaczenia francuskiego. Mógł on roz- ułatwiał pokonywanie ostrych zakrętów. Na- wijać prędkość do 145 km/h. Ponadto, zasto- zwa lokomotywy 8 feet pochodziła od koła sowano w nim nowatorskie rozwiązanie, po- napędowego, które miało dokładnie 8 stóp i 1 legające na zdmuchiwaniu (parą wodną) pia- cal (246,2 cm) średnicy. sku, który znajdowałby się bezpośrednio na Parowóz Johnson Midland Sin- torze. gle (rys. 5.22). Został on zaprojektowany Parowóz Claud Hamilton (rys. przez Samuela Waite Johnson’a (1831-1912), 5.23). Ta wspaniale prezentująca się loko-

Rys. 5.22. Parowóz Johnson Midland Single

111 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 5.23. Parowóz Claud Hamilton, oddany do użytku w początku wieku XX motywa była używana przez około 60 lat. W latach 1900-1911 zbudowano 101 egzemplarzy tych maszyn. Z uwagi na ich ogromną 5.3. Lokomobila siłę pociągową były one regularnie użytko- wane na liniach pasażerskich do końca dru- Lokomobila (z łac. locus mobilis) - po- giej wojny światowej, a jeszcze na początku czątkowo pojęcie to określało przewoźny ze- lat 60-tych XX wieku prowadziły pociągi to- spół napędowy, zawierający: kocioł parowy, warowe. Lokomotywa tego typu mogła pro- maszynę parową i urządzenie transmisyjne wadzić pociąg o masie do 400 ton. Należy (np. koło pasowe), konstrukcyjnie zbliżony tutaj zauważyć, że nieco więcej niż połowa do małego parowozu, ale bez własnego na- maszyn Claud opalana była olejem opało- pędu. W miarę rozwoju konstrukcji doda- wym (na rys. 5.23 przedstawiono wersję na- wano przymiotniki uściślające, ale zawsze pędzaną węglem). był to zespół napędowy stanowiący zwartą całość w przeciwieństwie do siłowni z wy- Parowóz Union Pacific FEF-2 dzielonym kotłem i silnikiem. Przeważnie (rys. 5.24). Od początku szukano sposobów silnik parowy był mocowany na kotle, rza- zwiększenia masy wagonów ciągniętych dziej do jego boku. przez lokomotywę, przy jednoczesnym za- chowaniu kontroli nad całym składem i dużej Lokomobila była szeroko stosowana w prędkości jazdy. Cięższe parowozy potrze- XIX i na początku XX wieku do napędu: bują większych i mocniejszych silników oraz małych zakładów, maszyn rolniczych w fol- większej liczby osi, dzięki którym ciężar warkach, pomp itd. Pierwszą lokomobilę wy- równomiernie rozkłada się na torach. Pamię- korzystaną praktycznie prawdopodobnie zbu- tając o tych wymaganiach, ogromna Union dował w roku 1805 Evans. Z połączenia lek- Pacific FEF, o masie 367 ton, została wypo- kiej lokomobili i pompy w 1829 roku po- sażona w cztery osie napędowe oraz wielki wstała sikawka parowa. Oprócz lokomobil kocioł o średnicy 2,028 m. Parowóz FEF-2, o przewoźnych (na kołach bez napędu) budo- długości 34,7 m, został wprowadzony do wane były lokomobile stałe pozbawione kół i użytku w roku 1927. Mógł on prowadzić ustawione na stałym fundamencie. składy o masie do 1000 ton, z prędkością do- Dla ułatwienia przewożenia lokomobile chodzącą do 160 km/h. przejezdne zostały wyposażone w przekład-

Rys. 5.24. Parowóz Union Pacific FEF-2, wprowadzony do użytku w roku 1927

112 5. Pojazdy parowe

Rys. 5.25. Orka parowa wg Folwera (1850 rok). Pomiędzy dwoma lokomobilami rozpięta jest lina z przyczepionym do niej pługiem wielolemieszowym. Pług ten poruszano przez nawijanie liny na bęben jednej z lokomobili. Orka parowa była kłopotliwa, jednak stała się popularna i znikła dopiero z wprowadzeniem ciągnika. nię pasową napędzającą koła. Były to nadal XX wieku, a w niewielkiej ilości (głównie ciężkie maszyny zdolne jedynie do spora- małe maszyny) są wytwarzane i obecnie. dycznego transportu o własnych siłach. Np. przy orce stały nieruchomo a pług przecią- gały liną (rys. 5.25) Późniejsze, lżejsze ich 5.4. Linie kolejowe odmiany wyposażone w układ kierowniczy były stosowane do ciągnięcia pojazdów. Linia kolejowa to element sieci kolejo- Z nich wykształciły się produkowane we wej składający się z jednego, dwóch lub kilku Francji i Anglii od lat 1830-40 ciągniki pa- torów kolejowych łączących punkty począt- rowe nazywane lokomobilą samojezdną (rys. kowy i końcowy (będące stacjami końco- 5.26). Zaletą parowego napędu pojazdów wymi lub węzłowymi). Do linii kolejowej była nawrotność i duża elastyczność maszyny zalicza się również grunty zajęte pod torowi- parowej pozwalająca na rezygnację ze sko oraz do nich przyległe wraz z budyn- skrzyni biegów. kami, budowlami i urządzeniami stworzo- nymi do prowadzenia ruchu. Linie kolejowe Ostatnie lokomobile parowe były pro- posiadają swoje nazwy i numery oraz identy- dukowane seryjnie w latach sześćdziesiątych fikację długości, na ogół w formie betono- wych słupków hektometrowych. W Polsce kilometraż na ogół rozpoczyna się na tym z punktów końcowych linii, który leży bliżej Warszawy. Jak opisano w rozdziale 5.2 kolej po- wstała w Anglii. Tam też rozwijała się ona w sposób bardzo dynamiczny. O skali tego rozwoju świadczy chociażby długość linii kolejowych, która wynosiła: w 1825 r. – 42 km, w 1844 r. – 3.600 km, Rys. 5.26. Lokomobila samojezdna (lokomotywa drogowa, ciągnik parowy) z ok. 1881 r. w 1850 r. – 10.680 km,

113 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Twórcami pierwszej kolei polskiej byli Piotr Steinkeller (1799-1854) i Henryk hr. Łubieński (1793-1883). Po rozlicznych trud- nościach finansowych w roku 1845 otwarto odcinek Warszawa – Grodzisk, a odnogę ze Skierniewic do Łowicza oddano do użytku w roku 1848. W 1859 roku otwarto trasę z War- szawy do granicy austriackiej (w pobliżu Mysłowic) oddając do użytku całą kolej War- szawsko – Wiedeńską. Jednakże linie te nie były pierwsze na ziemiach polskich. Pierw- Rys. 5.27. Przejazd na trasie Lyon – St. Etienne, szeństwo w tym względzie ma trasa Wrocław który przebiegał m.in. przez tunel o długości 1506 – Opole, otwarta w 1842 roku przez władze metrów (począwszy od roku 1834 zaczęto tu sto- pruskie. sować parowozy) O ekspansji kolei, która miała miejsce w wieku XIX można wnioskować na przykła- w 1880 r. – 38.860 km. dzie jej rozwoju w największym ówczesnym Drugim krajem po Anglii, w którym uru- kraju świata, tj. Rosji carskiej. Poniżej podaje chomiono kolej była Francja. Kilku przedsię- się ważniejsze wydarzenia w tym zakresie biorców podjęło się tam budowy połączenia przedstawione w formie kalendarium. kolejowego Lyon – St. Etienne (rys. 5.27). 1806-1809 - kopalniana kolej konna w Uzyskali oni koncesję pod warunkiem, że Ałtaju, dług. 2 km, tor o rozstawie 1067 trakcja będzie konna. Było to w roku 1832. mm (P. K. Krołow); Jednak potajemnie sprowadzono z Anglii 2 1836 - Царскосельская железная доро- parowozy, które spisały się tak dobrze, że га: kolej konna Petersburg - Pawłowsk opinia publiczna i władze musiały pogodzić (F. Gerstner), od 1837 trakcja parowa w się z zaistniałym faktem. normalnym ruchu, z lokomotywami Ste- Kolejnym krajem, w którym urucho- phensona i Timothy Hackwortha (1786- miono kolej były Niemcy. Miało to miejsce 1850); rozstaw szyn 1829 mm, w roku w roku 1835, gdy uruchomiono stałą linię 1897 weszła ona w skład Московско- kolejową na trasie Norymberga – Furth (6 Виндаво-Рыбинской ж. д.; km). Ciekawa jest opinia wydana w tej spra- 14 VI 1845 - otwarcie pierwszego od- wie przez Naczelną Komisję Lekarską Bawa- cinka drogi żelaznej Warszawsko-Wie- rii. Brzmiała ona następująco: Nadnaturalna deńskiej (Bapшaвo - Beнcкaя ж. д.) z szybkość pociągu wywoła bez wątpienia cho- Warszawy do Grodziska; ukończenie li- roby mózgu wśród pasażerów. Zważywszy nii do stacji Granica (później Maczki; atoli, że podróżni trwać będą w nierozważ- granica austriacka), była to pierwsza ko- nym uporze i że nie odstraszą ich budzące lej w Królestwie Polskim; grozę niebezpieczeństwa podróży koleją, pań- stwo przynajmniej chronić powinno ludzi 1851 - ukończenie dwutorowej linii Pe- spokojnych, jako że sam widok rozpędzonej tersburg - Moskwa o rozstawie szyn lokomotywy może i ich również nabawić za- 1524 mm (odtąd obowiązujący tzw. „tor palenia mózgu. Należy zatem osłonić wyso- rosyjski”); kim parkanem tory kolejowe. 1857 - otwarcie Петергофской ж. д. z W roku 1837 uruchomiono w Rosji linię Petersburga do Peterhofu; kolejową Petersburg – Carskie Sioło. Na po- 1853-1862 - kolej Warszawsko - Peters- czątku pracowały tutaj konie, ale już po roku burska (Петербурго-Варшавская ж. д): przerzucono się wyłącznie na trakcję parową. linia dwutorowa na rozstawie 1524 mm;

114 5. Pojazdy parowe pierwszy odcinek ukończony 1853 (Pe- tersburg - Gatczina); 1859 przedłużenie do Dyneburga (pierwsza kolej na Ło- twie); 1861 – linia Ejdkuny (granica pru- ska) - Kowno (pierwsza kolej na Litwie); 1862 – ukończenie linii Dyneburg - Wilno - Warszawa z odgałęzieniem do Kowna; 1862 - ukończenie kolei Moskwa - Niżny Nowgorod; 1866 - otwarcie kolei Odessa - Bałta i Rys. 5.28. Dworzec kolejowy w Kijowie, 1870 r. Razdzielnaja - Tripole, pierwszej kolei na Ukrainie Wschodniej; syberyjskiej pierwsza łączy Władywo- 1867 - otwarcie Kolei Warszawsko - stok z resztą kraju – przez terytorium Terespolskiej; 1870 przedłużenie do chińskiej Mandżurii; Brześcia; upaństwowiona w 1881; była 1898 - kolej dociera do Archangielska; to linia normalnotorowa (drugi tor rosyj- początkowo tor wąski; ski o szerokości 1524 mm dodano w 1916 - ukończenie Мурманской ж. д. roku 1886); Na zakończenie rozdziału poświęconego 1870 - kolej dociera do Kijowa (rys. liniom kolejowym wypada wspomnieć o 5.28); kolei przez Andy (była to najwyżej położona 1870 - ukończenie linii Moskwa - Smo- linia kolejowa aż do roku 2006, kiedy to w leńsk (przedłużenie do Brześcia w roku Chinach uruchomiono kolej tybetańską). Jej 1871); pomysłodawcą i budowniczym był polski 1871 - ukończenie kolei Riazań - Sara- inżynier Ernest Malinowski (1818-1899) - tów (później Рязано-Уральская ж. д.); rys. 5.29, który po upadku powstania 1871 - ukończenie linii Petersburg - Re- listopadowego wyjechał do Francji, gdzie wal (dzisiejszy Tallin); Балтийская ж. ukończył elitarną Ecole des Ponts et des д.; Chaussees, a następnie w 1852 r. udał się do 1877 - otwarcie Kolei Nadwiślańskiej: Peru jako ekspert z dziedziny budownictwa Kowel - Lublin - Warszawa - Działdowo kolejowego. (tor rosyjski 1524 mm); Zaproponowany przez Malinowskiego 1878 - początek budowy Уральской projekt kolei, umożliwiającej transport mine- горнозаводской ж. д., kolei prywatnej rałów i cennych gatunków drewna znad łączącej Rosję centralną z Uralem; Ukayali przez wysokie Andy do stolicy Peru, 1891-1916 - budowa Kolei Transsyberyj- a dalej do portu Callao nad Oceanem, po- skiej (Транссибирская магистраль czątkowo uznano za zbyt rewolucyjny i od- między Czelabińskiem i Władywosto- rzucono. Jednak w 1871 r. Kongres Republiki kiem) o długości ok. 7 tys. km; Peru zaakceptował ten projekt. Jego realiza- cję rozpoczęto w 1872 r., a już wiosną na- 1893-97 - ukończenie kolejnych odcin- stępnego roku osiągnięto przełęcz Ticlio na ków Kolei Ussuryjskiej (Уссурийская wysokości 4818 m, do której prowadził wy- ж. д.) między Władywostokiem a Chaba- kuty w skale tunel długości 1200 metrów, 30 rowskiem; mostów i wiaduktów oraz 62 tunele o łącznej 1897-1903 - budowa Kolei Wschodnio - długości 6 km. Most nad wąwozem Verrugas Chińskiej (Китайско-Восточная ж. д.,), (rys. 5.30) należy do największych na świecie która będąc odgałęzieniem Kolei Trans- - ma 77 metrów wysokości i 175 m długości.

115 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 5.30. Największy most kolejowy (kolei przez Andy) Verrugas – 175 m długości i 77 m wysokości.

70 m. Wojna chilijsko - peruwiańska przerwała prace. Po wojnie z Chile dokoń- Rys. 5.29. Ernest Malinowski na fotografii z czono budowę odcinka do Oroya, a po końca XIX wieku śmierci Ernesta Malinowskiego przedłużono linię kolejową do Cerro de Pasco, najwięk- W 11 miejscach, by umożliwić zmianę szych terenów górniczych w Peru. kierunku jazdy, zastosowano specjalne obrotnice. Najwyższy wiadukt ma wysokość

116 6. Pojazdy spalinowe

Pojazdy spalinowe napędzane są silni- do 8 km/h, miał hamulce w postaci drewnia- kami spalinowymi, czyli silnikami wykorzy- nych klocków dociskanych do obręczy kół stującymi sprężanie i rozprężanie czynnika oraz resorowaną oś przednią. Niestety, „ze termodynamicznego (gazu) do wytworzenia względu na dokuczliwy odór spalin”, miej- momentu obrotowego lub siły. Sprężany jest scowa policja zabroniła Marcusowi publicz- gaz „zimny”, a rozprężany – „gorący”. Do nego korzystania z wynalazku. sprężenia gazu zimnego zużywana jest mniej- Historię związaną z rozwojem silników sza ilość energii mechanicznej, od uzyskiwa- spalinowych opisano w rozdziale 2.7 niniej- nej podczas rozprężania. Energia uzyskana z szego opracowania. Przedstawiono tam także rozprężania zużywana jest do sprężania gazu historię silnika gazowego Otto, zmodernizo- i do napędu dowolnej maszyny. Gorący gaz wanego następnie przez Gottlieba Daimlera uzyskuje się w wyniku spalenia paliwa - stąd (1834-1900). Człowiek ten zbudował również też nazwa - silnik spalinowy. samochód (rys. 6.2), który został pokazany publicznie jesienią 1886 roku. Miał on silnik jednocylindrowy o mocy 1,5 KM oraz napęd 6.1. Samochody na tylne koła (realizowany za pośrednictwem przekładni pasowej, wału napędowego i kół 6.1.1. Prekursorzy zębatych). Inną postacią, nierozerwalnie związaną Pierwszy samochód benzynowy został z rozwojem motoryzacji jest niemiecki inży- skonstruowany przez Austriaka Siegfrieda nier Karl Friedrich Benz (1844-1929). Wy- Marcusa (1831-1898), twórcę silnika (1864 nalazca ten w 1878 roku opracował konstruk- r.), ważącego 280 kg i rozwijającego moc cję dwusuwowego silnika spalinowego, a na- 0,75 KM przy prędkości obrotowej 500 stępnie lekkiego silnika czterosuwowego. obr./min. W roku 1875 Marcus zbudował w Wiedniu pierwszy pojazd z silnikiem spalinowym (rys. 6.1). W swoim czterokołowym pojeździe zamontował silnik na drewnianej ramie wzmocnionej blaszanymi okuciami. Rama ta opierała się na dwóch osiach z ko- łami, z których pierwsza była skrętna, tak jak w wozach konnych. Pojazdem sterowano za pomocą niewielkiej, pionowo ustawionej kie- rownicy połączonej z przekładnią. Wehikuł ważył 756 kilogramów i był na tyle solidnie zbudowany, że jeszcze w 1950 roku udało się Rys. 6.1. Samochód, z roku 1875, wykonany przez go uruchomić. Pojazd osiągał prędkość od 6 Siegfrieda Marcusa

117 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki wego. Benz pomimo tego kontynuował prace nad nowymi modelami swego samochodu. W ich efekcie po upływie zaledwie 10 lat po- wstał w pełni ukształtowany samochód (rys. 6.4), zawierający wiele elementów, które przetrwały aż do dnia dzisiejszego. Ważnym wydarzeniem w historii motoryzacji było zastosowanie opon pneumatycznych. Wynalazek ten zawdzięczamy Johnowi Dunlopowi (1840-1921), z zawodu lekarzowi weterynarii. W 1887 roku Dunlop chciał usprawnić rower swojego syna. Postanowił nałożyć na koła konstrukcję z płótna wzmocnionego gumą. W taki oto sposób stał się wy- nalazcą rowerowej opony pneumatycznej. Rys. 6.2. Pierwszy samochód Gottlieba Daimlera z 1886 roku (na miejscu kierowcy siedzi Wilhelm Rok później (1888 r.) Dunlop opatentował Maybach, obok Paul Daimler) swój wynalazek, używając magicznego słowa „pneumatyczny”; taki patent otrzymał wcze- śniej w roku 1846 Robert W. Thompson Ponadto, skonstruował on mechanizm różni- (1822-1873). W 1889 roku lokalny kolarz, cowy, oraz inne zespoły pojazdu mechanicz- Willie Hume, wygrał wyścig kolarski stosu- nego, takie jak: świeca zapłonowa, sprzęgło, jąc wynalazek Johna Dunlopa. W 1890 roku gaźnik, chłodnica wodna oraz skrzynia bie- gów. W 1885 Benz zbudował swój „automo- bil” (rys. 6.3), trzykołowy pojazd z silnikiem spalinowym i zapłonem elektrycznym, który został zaprezentowany po raz pierwszy w roku 1886 w Mannheim. Na pojazd ten Karl Benz uzyskał patent niemiecki nr 37435. Jed- nak opinia publiczna wynalazku nie zaak- ceptowała, konstruktora spotkały drwiny i szyderstwo. Gawiedź, przyzwyczajona do furmanek 4-kołowych z obrotowym przod- kiem, nie zrozumiała zalet pojazdu 3-koło-

Rys. 6.4. Samochód Benza typu „Duc” z 1895 roku: A – silnik, B – skrzynka biegów, D – gaźnik, E – benzyna, F – woda, L – pompa, M – chłod- nica, O, Q, R – hamulec tylnego koła, P – hamulec Rys. 6.3. Pierwszy samochód Benza, 1885 r. skrzynki biegów, S – podpórka, T - akumulator

118 6. Pojazdy spalinowe

Rys. 6.6. Samochód Benza podczas wyścigu Paryż – Bordeaux – Paryż, w roku 1895

na 32-kilometrowej trasie Neuilly – Versail- les - Neuilly. Zwyciężył trzykołowy pojazd Rys. 6.5. Samochód Peugeot ogumiony obręczami parowy Firmy De Dion - Bouton & Trepar- pneumatycznymi braci Michelin (siedzą w aucie), który wziął udział w wyścigu Paryż – Bordeaux – doux. Przejechał on tę trasę w ciągu 1 go- Paryż w roku 1895 dziny i 14 minut. Następne wyścigi odbywały się również we Francji regularnie na coraz to Dunlop założył firmę Pneumatic Tyre and dłuższych trasach. Booth's Cycle Agency w Belfaście, stając się Inna konsekwencja związana z pojawie- pierwszym na świecie masowym producen- niem się samochodów dotyczyła prędkości tem opon rowerowych. W 1896 roku Harvey maksymalnej jaką pojazdy te mogą rozwinąć. du Cros (1846-1916), producent papieru, od- Pierwsza bariera 100 km/h została pokonana kupił patent od Dunlopa za 3000 funtów. już w XIX wieku. Dokonał tego 29 kwietnia Dalszy postęp w budowie opon 1899 roku belgijski kierowca Camille Jenatzy pneumatycznych związany jest z braćmi (1868-1913) poruszający się pojazdem przy- Edouardem (1859-1940) i Andre Michelin pominającym pocisk na kołach, zwanym (1853-1931) (rys. 6.5), którzy w 1891 roku „Zawsze Niezadowoloną” (rys. 6.7). Pojazd wynaleźli rozbieralną oponę pneumatyczną z ten (wykonany z aluminium i magnezu) na- dętką. Opona przytwierdzana była za pomocą pędzany był przez dwa 12-woltowe silniki o śrub i nakrętek do koła. Początkowo ich wy- mocy 100 KM Oczywiście Belg nie zawracał nalazek znalazł zastosowanie w kołach rowe- sobie głowy opiniami ówczesnych lekarzy, rowych, a w 1894/95 został również dosto- wedle których człowiek nie jest w stanie sowany do kół samochodów. przeżyć jazdy z prędkością 100 km/h. Zakłady Michelin w Clermont - Ferrand stały się w ciągu stulecia istnienia jednym z największych na świecie producentów opon samochodowych.

6.1.2. Pierwsze wyścigi Upowszechnienie pojazdów spalinowych było przyczyną współzawodnictwa w tym zakresie. Stąd też wzięły początek wyścigi (rys. 6.6) i rajdy, będące nieuchronną konse- kwencją powstania pojazdu mechanicznego. Pierwszy wyścig o nagrodę francuskiego pi- sma „Velocipede” odbył się już w 1887 roku Rys. 6.7. Belgijski kierowca Camile Jenatzy, jako pierwszy pokonuje barierę prędkości 100 km/h

119 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki szą nagrodę. Następni zawodnicy przybyli dopiero 21 dni później. Jedyny samochodowy wyścig dookoła świata wystartował 12 lutego 1908 roku z Nowego Jorku (rys. 6.10). W wyścigu tym wzięły udział: trzy samochody francuskie: De Dion-Bouton (30 KM), Motobloc (30 KM), Rys. 6.8. ITALA księcia Borghese, wykorzystana w roku 1907 podczas rajdu Pekin - Paryż Sizaire - Naudin (12 KM); jeden amerykański - Thomas Flyer (60 KM); jeden włoski Zust- (40 KM) i jeden niemiecki - Protos 34. Na początku wieku XX są organizo- wane wielkie rajdy, które mają na celu wyka- Każda załoga otrzymała od prezesa au- zanie możliwości stwarzanych przez nowy tomobilklubu nowojorskiego amerykańską środek lokomocji. Jednym z pierwszych glo- chorągiewkę, z obietnicą zamiany na 1.000$ balnych przedsięwzięć w tym zakresie jest po dowiezieniu jej do Paryża. Wyścig zorga- rajd Pekin – Paryż. Rajd ten został zainicjo- nizowano pod hasłem „Nowy Jork – Paryż w wany w 1907 roku przez paryski dziennik samochodzie bez użycia parostatku”. „Le Matin”. Długość trasy wynosiła 16.000 Trasa początkowo miała wieść przez km. Zgłosiło się 25 zawodników, ale tylko 5 kontynent amerykański do Nome na Alasce, zdecydowało się ponieść koszty i powalczyć dalej – po lodzie – przez cieśninę Beringa do o nagrodę. Byli to: Francuzi Georges Cormier Rosji i lądem do Paryża. Jednak ostatecznie i Victor Collignon na dwucylindrowych lek- po dojechaniu do położonego na zachodnim kich samochodach De Dion – Bouton; Char- wybrzeżu portu Seattle samochody prze- les Goddard – na 4-cylindrowym samocho- transportowano drogą morską do Władywo- dzie holenderskim Spyker; Auguste Pons na stoku. Dalsza trasa prowadziła przez miasta: trzykołowym pojeździe Contal oraz Włoch: Charbin, Irkuck, Omsk, Swierdłowsk, Mo- książę Scipione Borghese (1871-1927) na skwę, Leningrad, Berlin do Paryża. Trudno ciężkim samochodzie ITALA (rys. 6.8). mówić o drogach, które samochody przebyły. Rajd ten wygrał książę Borghese, który W większości były to „odcinki terenowe”. po wielu perypetiach – rys. 6.9 – (rozcią- Przedsmak trudności mieli kierowcy poko- gniętych na kolejne 60 dni od startu w Peki- nując już amerykańskie Góry Skaliste. To nie) wraz z załogą wjechał wśród niezwy- jednak było nic, w porównaniu z czekającą kłych owacji do Paryża, zdobywając pierw- na nich Syberią. Aby ułatwić sobie przejazd

Rys. 6.9. Problemy związane z pokonaniem trasy z Pekinu do Paryża, na przykładzie samochodu księcia Borghese

120 6. Pojazdy spalinowe

Rys. 6.10. Start samochodów do wielkiego wyścigu Nowy Jork – Paryż, 12 luty 1908 r. próbowano poruszać się na przykład po to- Porządek chronologiczny powstawania waż- rach kolejowych kolei transsyberyjskiej. niejszych z nich wygląda następująco: W euroazjatyckiej części wyścigu najle- 1810 – Peugeot – założyciel: Jean Pierre piej radził sobie niemiecki samochód prowa- Peugeot (1768-1852), produkcja samo- dzony przez Hansa Koeppena (1876-1948). chodów spalinowych od 1891 r; 26 lipca po południu (po pięciu i pół miesią- 1862 – Opel – Adam Opel (1837-1895), cach podróży) dojechał on jako pierwszy do wytwarzanie maszyn do szycia, produk- Paryża (rys. 6.11). Ale zwycięzcami byli cja samochodów od 1899 roku; Amerykanie z Georgem Schusterem (1873- 1883 - Benz & Cie. Rheinische 1972) na czele, którzy dotarli do Paryża zaledwie 4 dni później - 30 lipca. Mieli oni jednak nad załogą „Protosa” 26 dni przewagi, zaliczone w pierwszej, amerykańskiej części wyścigu. Wyczynu Schustera i Koeppena nikt nie powtórzył do dnia dzisiejszego.

6.1.3. Europejskie koncerny Rozwój motoryzacji spowodował powstanie w Europie wielu firm samochodowych, które dotrwały do dnia dzisiejszego. Rys. 6.11. Hans Koppen wjeżdża do Paryża, 24 lipiec 1908 r. 121 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Gasmotorenfabrik Mannheim (1926 – r.), Buick (1903 r.), Ford (1903 r.), Chevrolet wraz z DMG tworzy Daimler-Benz (1911 r.), Lincoln (1917 r.), Pontiac (1926 r.). AG); Człowiekiem, który zrewolucjonizował 1890 - Daimler-Motoren-Gesellschaft (w produkcję samochodów był Henry Ford skrócie DMG); (1863-1947), przemysłowiec amerykański, 1898 – Renault – Louis (1877-1944), który założył w Detroit w roku 1903 spółkę Marcel (1871-1903) oraz Fernand (1865- Ford Motor Company. Był on synem far- 1909) Renault; mera. Zafascynowany techniką odbywał 1899 – Fiat – Giovanni Agneli (1866- praktyki w różnych warsztatach mechanicz- 1945); nych, m.in. zegarmistrzowskich. W 1896 roku zbudował pierwszy prototyp własnego 1906 – Lancia – Vincenzo Lancia (1881- samochodu. W 1899 roku był jednym ze 1931); współzałożycieli firmy Detroit Automobile 1910 – Alfa – Anonima Lombarda Fab- Company, później przekształconej w Cadillac brica Automobili (pl. Lombardzka Fa- Motor Company. Wkrótce po założeniu firmy bryka Samochodów Spółka Akcyjna) od poróżnił się ze współudziałowcami co do 1919 Alfa Romeo; strategii jej rozwoju, dlatego sprzedał swe 1931 – Porsche – Ferdinand Porsche udziały. Henry Ford był zwolennikiem pro- (1875-1951); dukcji dużej liczby tanich samochodów. 1934 – Volkswagen. Zrewolucjonizował system produkcji aut, wprowadzając ruchomą taśmę produkcyjną i 6.1.4. Początki przemysłu samo- trzyzmianowy dzień pracy. Szybko pokonał konkurencję, wprowadzając w roku 1907 chodowego w USA Model T (rys. 6.13) i ograniczając produkcję Pierwszym wozem bez koni w USA był wyłącznie do jednego modelu i koloru. pojazd (rys. 6.12) zbudowany przez Henry Dzięki temu był w stanie zredukować cenę i Nadiga w roku 1891 i pokazany na ulicach uczynić auto dostępnym dla robotników ame- Allentown i Bethlehem w stanie Pensylwa- rykańskich. Do zakończenia produkcji w nia. Na przełomie wieków XIX i XX w Sta- 1927 r. wyprodukowano w sumie ponad 15 nach Zjednoczonych Ameryki produkowano milionów Modeli T. Powszechna dostępność (w niewielkich seriach) wyłącznie samo- aut Forda zrewolucjonizowała układy spo- chody luksusowe. Powstało wtedy szereg łeczne w USA, umożliwiając zasiedlanie firm zajmujących się nową gałęzią produkcji. przedmieść wielkich miast jak Nowy Jork Są to: Oldsmobile (1901 r.), Cadillac (1902 czy Detroit, jak też zasiedlanie zapomnianych

Rys. 6.12. Pierwszy samochód benzynowy w USA, skonstruowany przez Henry’ego Nadiga, Rys. 6.13. Ford Model T, wyprodukowany w 1891 r. ilości ponad 15 milionów egzemplarzy 122 6. Pojazdy spalinowe mie, pod przednią kanapą. Zawieszenie pojazdu opierało się na pojedynczych resorach piórowych poprzecznych. Konstrukcja ra- mowa pozwalała na dowolną wręcz zabu- dowę nadwozia. Model T z blaszanym nadwoziem otwartym ważył około 540 kg i roz- wijał prędkość 65 km/h. W produkcji Modelu T wdrożono wiele rozwiązań pionierskich usprawniających proces wytwarzania. Jednym z nich było wprowadzenie w roku 1913 produkcji masowej, potokowej. Wykorzystywano ją na przykład Rys. 6.14. Ford Model T - widok silnika podczas składania nadwozia z podwoziem, w sposób pokazany na rys. 6.15. terenów jak Floryda. Ford wpłynął też na układy ekonomiczne USA (kredyty na auta). 6.1.5. Kalendarium rozwoju mo- Ze względu na znaczenie historyczne należy tutaj przytoczyć nieco informacji na toryzacji temat Forda Model T. Jego głównymi kon- Ze względu na ogromny zakres prac po- struktorami byli: Henry Ford, Childe Harold święconych doskonaleniu konstrukcji samo- Wills (1878-1940), Jozsef Galamb (1881- chodów nie jest możliwe ich szczegółowe 1955) i Jenő Farkas. Założenia konstrukcyjne omówienie. Dlatego też poniżej przytacza się były następujące. Auto ma być tanie, prostej wyłącznie ważniejsze zagadnienia z historii budowy, proste w naprawie, proste w prowa- motoryzacji. dzeniu, mieć miękkie zawieszenie i duży 1887 – Robert Bosch (1861-1942) za- prześwit, umożliwiające jazdę po bezdrożach. czyna pracę nad iskrownikiem niskona- Wraz ze wzrostem produkcji malała cena pięciowym; pojazdu. Początkowo wynosiła ona 850 $, 1889 – Karl Benz (1844-1929) stosuje jednak tuż przed przystąpieniem Stanów pierwsze w świecie zwrotnice do układu Zjednoczonych do pierwszej wojny świato- kierowniczego; wej, cena spadła poniżej 400 $. W latach 1895 – Hugo Mayer patentuje hamulce dwudziestych XX w. cena oscylowała w gra- hydrauliczne; nicach 300 dolarów, przy zarobkach robot- 1896 – Samochód z napędem elektrycz- nika fabrycznego wynoszących 5 $ tygo- nym na przednie koła (Robert dniowo. Konstrukcję Forda Model T oparto Schwencke); na prostej ramie elastycznej, do której monto- wano oś przednią, tylną i silnik. Napęd sta- 1898 – Zakłady Daimlera stosują cztero- nowił silnik spalinowy, czterocylindrowy, biegową skrzynkę biegów z przesuw- nymi kołami zębatymi; czterosuwowy o pojemności skokowej 2898 cm3 i mocy 22,5 KM (rys. 6.14). Blok silnika 1899 – Ferdinand Porsche (1875-1951) odlany był razem z tulejami cylindrowymi. opracowuje napęd hybrydowy (elek- Wał bez przeciwciężarów oparto na trzech tryczny + spalinowy) – rys. 6.16; łożyskach głównych. Silnik, sprzęgło i skrzy- 1900 – wprowadzenie wewnętrznych nia biegów miały jedną miskę olejową. Na- szczęk hamulcowych na koła tylne; pęd przekazywany był na tylne koła poprzez 1901 – rozstaw osi w podwoziu samo- skrzynię dwubiegową z przekładnią plane- chodu większy od rozstawu kół – Da- tarną. Zbiornik paliwa znajdował się na ra- imler (Niemcy);

123 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 6.15. Składanie nadwozia z podwoziem, uruchomione w roku 1913 przez Henry’ego Forda

1905 - wynalezienie przekładni hydroki- 1914-1918 (I wojna światowa). Wszyst- netycznej – Hermann Fóttinger (1877- kie armie stosowały wówczas samo- 1945); 1906 - w samochodzie Mercedes wy- próbowano zewnętrzne hamulce ta- śmowe na koła przednie (hamulce uruchamiane linkami); 1907 - próby z zastosowaniem hamul- ców na 4 koła - Hans Ledwinka (1878- 1967); 1910 - po raz pierwszy wytwórnie moto- ryzacyjne wprowadzają do samochodów produkcji seryjnej hamulce na wszystkie koła; 1912 - pierwszy samochód z przekładnią hydrokinetyczną; 1912 - w Stanach Zjednoczonych wprowadzono hamulec ręczny na wałku skrzyni biegów; 1913 - De Dion-Bouton buduje pierwszy tylny most o niezależnie zawieszonych kołach; Rys. 6.16. Pierwszy samochód z napędem hybry- 1914 - Malcolm Lockheed wprowadza dowym, skonstruowany przez Ferdynanda Porsche hamulce hydrauliczne; w 1899 r. (silnik spalinowy zasilał generator, który 1914 - zastosowanie nitowanych okła- wytwarzał prąd dla elektrycznych silników napę- dzin szczęk hamulcowych Ferodo; dowych umieszczonych w bębnach przednich kół)

124 6. Pojazdy spalinowe

Rys. 6.17. Niemiecki samochód Drukopp ciągnie kilka lekkich sanitarek w czasie I wojny światowej, 1914 r.

chody, aczkolwiek do różnych celów. Na fabrykach motoryzacyjnych zaczęto ma- ogół używano samochodów do wożenia sowo wytwarzać uzbrojenie; dostojników, a czasami również do tran- 1919 – Jules Salomon konstruuje dla fa- sportu towarowego. Próbowano nawet bryki Citroen samochód (typ A) z elek- budować działa samobieżne do obrony trycznym oświetleniem i rozrusznikiem przed samolotami i balonami. Niemcy (rys. 6.18); zastosowali dwukołowe lekkie przy- 1922 – Lancia Lambda wprowadza nad- czepki sanitarne, których nawet kilkana- wozie samonośne (rys. 6.19). Jest to ście mógł ciągnąć jeden samochód (rys. część składowa nadwozia, której zada- 6.17). 7 września 1914 Francuzi za po- niem jest zapewnić odpowiednią sztyw- mocą 1000 taksówek Renault typu AGS ność i nośność. Składa się ono z płyty wykonali manewr oskrzydlający Niem- podłogowej i struktury nośnej nadwozia ców prących na Paryż. Produkcja samo- (słupki boczne, wzmocnienia dachowe chodów w czasie wojny przygasła, bo w itp.), do której montuje się karoserię;

Rys. 6.18. Citroen typ A. 4-miejscowe auto z 4 cylindrowym silnikiem, które powstało począt- kowo w 30 egzemplarzach. Samochód ważył 990 funtów, zużywał galon benzyny na 35 mil. Stan- Rys. 6.19. Lancia Lambda (rys górny), w której po dardowo wyposażono go w elektryczny rozrusz- raz pierwszy wykorzystano nadwozie samonośne nik, elektryczne światła i miękki dach. (rys. dolny) 125 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Ferdinand Porsche. Miał to być samo- chód mieszczący 4 dorosłe osoby i ba- gaż, kosztujący poniżej 1000 ówcze- snych marek niemieckich oraz spalający do 8l/100 km i mający silnik chłodzony powietrzem. Pierwszy jeżdżący prototyp „V1” powstał w 1935 roku i od tego wła- śnie czasu firma VW liczy istnienie Rys. 6.20. Peugeot 401 Eclipse z 1934 roku „garbusa”. Powstało 9 wersji nadwoziowych garbusa (w ramach projektów: „se- 1922 – zastosowanie stopów lekkich w ria V3”, „VW 30”, „V 303”), oraz eg- budowie samochodu (Niemcy); zemplarze przedprodukcyjne do celów reklamy („seria 38”, „seria 39’"), jaka 1924 – pierwsze hamulce pneumatyczne w produkcji seryjnej; miała miejsce przed II wojną światową na terenie Niemiec i np. Austrii. Nie li- 1925 – hamulce hydrauliczne; cząc modeli wojskowych oficjalna pro- 1925 – centralne smarowanie samochodu dukcja cywilnego VW (rys. 6.21) rozpo- (Niemcy); częła się 11 lipca 1941 r i zakończyła 17 1932 – automatyczna skrzynia biegów – sierpnia 1944 r w liczbie 630 sztuk. F. Kreis (Niemcy); Ostatecznie (po wojnie) z taśm produk- 1933 – niezależne zawieszenie wszyst- cyjnych w Niemczech, Brazylii i Mek- kich kół – W. Gutbord; syku zjechało prawie 22 miliony sztuk 1934 – pierwszy kabriolet (rys. 6.20). Na tego samochodu (ostatni egzemplarz, salonie paryskim pojawił się Peugeot se- który zjechał z taśmy montażowej był w rii 01 z nowym, dość ciekawym nadwo- kolorze niebieskim w wersji „baby”, o ziem „kabriolet”. Nazwano go Eclipse, numerze fabrycznym 21.529.464, który co w języku polskim znaczy „zaćmie- znajduje się obecnie w zakładowym mu- nie”. W 1936 r. zaprezentowano kolejne zeum w Wolfsburgu w Niemczech). Na modele Eclipse. Tym razem już w serii bazie VW Garbusa powstały również le- 02. Cechą wspólną wszystkich tych sa- gendarne samochody takie jak Karmann mochodów był chowany pod tylną klapą Ghia czy VW Bus; sztywny, metalowy dach. Pomysł wysu- 1939–1945 (II wojna światowa). Samo- wanego, metalowego dachu został opa- chody wykorzystywane są na wszystkich tentowany w USA już w 1930 r. przez B. frontach do przeróżnych zadań. Opraco- B. Ellerbacha, lecz nie został zastoso- wywane są nowe samochody, w tym te- wany w seryjnej produkcji. Całą operację renowe. Najsłynniejszy z nich to Jeep chowania dachu przeprowadzało się krę- MB z 1943 roku – rys. 6.22; cąc ręcznie korbą. Model Eclipse, napę- dzany był rzędowym, czterocylindro- wym, górnozaworowym silnikiem o po- jemności 1991 cm3 i mocy 55 KM. Pręd- kość maksymalna dochodziła do 120 km/h, a zużycie paliwa sięgało przeszło 14 litrów na 100 km; 1934 – pojawia się pomysł niemieckiego samochodu ludowego, znanego jako Volkswagen Garbus. Złożył go 17 stycznia rządowi Adolfa Hitlera (1889-1945) Rys. 6.21. VW Garbusy jako łódzkie taksówki

126 6. Pojazdy spalinowe szono pojemność skokową silnika z 374 do 425 cm3, wzrosła też moc z 9 do 12 KM. W tym samym roku zmieniono też tylną część nadwozia – zamiast płócien- nej ściany tylnej wprowadzono blaszaną klapę bagażnika, a 3 lata później moder- nizacji doczekała się też przednia część nadwozia – inne przetłoczenie otrzymała maska silnika. Ponownie zwiększono moc silnika do 18 KM w 1963 i unowo- cześniono tablicę wskaźników. W 1965 roku wprowadzono boczne okna za Rys. 6.21. Jeep MB, z silnikiem o pojemności drzwiami, a przy półosiach napędowych 2.2 l. Uzyskiwał moc 60 KM/4000 obr/min i miał przeguby równobieżne zamiast przegu- napęd na cztery koła (stały na tylne i dołączany na bów krzyżakowych Cardana. W 1967 przednie) wprowadzono 2 wersję – obok silnika 425, pojawił się silnik o pojemności 602 3 1947 – we Włoszech Enzo Ferrari (1898- cm ; 1988) zakłada firmę produkującą samo- 1953 – rozpoczęto produkcję cadillaca chody wyścigowe i prestiżowe sportowe; Eldorado – samochodu z największymi 1948 – amerykański przedsiębiorca, Pre- ogonami, który był produkowany w USA ston Tucker (1903-1956), zaprezentował aż do roku 2003; samochód Tucker Torpedo z niezależ- 1955 – na salonie samochodowym w Pa- nym zawieszeniem wszystkich kół, au- ryżu pokazano Citroëna DS, pierwszego tomatyczną skrzynią biegów, reflektorem seryjnie produkowanego samochodu z skręcanym wraz z kołami, bezpieczną zawieszeniem hydropneumatycznym przednią szybą, ogrzewaniem tylnej (rys. 6.24). Początkowo zastosowano w szyby i silnikiem od helikoptera. Wypro- nim silnik z jego poprzednika tj., modelu dukowano 51 sztuk tego samochodu; Traction Avant. Później ofertę uzupeł- 1949 - Rozpoczęto produkcję Citroëna niono o większe jednostki. W 1960 r. 2CV (rys. 6.23), samochodu który zmo- firma Chapron zaprezentowała DS w toryzował Francję. W pierwszym roku wersji Cabriolet. W 1968 r. nastąpiła je- produkcji seryjnej (1949) wykonano 876 dyna poważna zmiana nadwozia w histo- sztuk 2CV, a w 1954 r. wytwarzono już rii modelu. Polegała ona przede wszyst- 52.791 tych pojazdów. W 1954 r. zwięk- kim na zmianie kształtu przednich świa- teł. Podwójne reflektory schowano za

Rys. 6.23. Citroen 2CV, wyprodukowany w ilości ok. 3,9 mln. sztuk Rys. 6.24. Citroen DS. z roku 1972

127 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki kowany przez British Motor Corporation (BMC) i jej następców od 1959 aż do 2000 roku. Jest to bez wątpienia najbardziej popularny i najlepiej rozpozna- walny samochód produkcji brytyjskiej. W roku 2001 został zastąpiony przez Nowe Mini. Pierwotna wersja tego samochodu zyskała sobie miano kultowej i stała się ikoną lat 60. XX wieku, a jego przedni napęd pozwalający zaoszczędzić przestrzeń wpłynął na kolejną generację konstrukcji pojazdów; Rys. 6.25. Fiat 500 (znany też jako Fiat 500 Nu- 1963 – we Włoszech Ferruccio Lambor- ova) - mały samochód miejski produkowany przez ghini (1916-1993) podejmuje produkcję Fiata od 1957 do 1975 r. w krótkich seriach wozów sportowych; kloszem o aerodynamicznym kształcie. 1963 – Porsche prezentuje jeden z najpo- Wewnętrzne światła skręcały się wraz z pularniejszych samochodów sportowych kołami doświetlając zakręty. 24.04.1975 w historii, model 911; wytwórnię opuścił ostatni z 1.456.115 1963 – w USA pojawia się Jeep Wago- wyprodukowanych Citroënów DS. neer, pierwszy w świecie samochód typu 1957 - Volvo stosuje trzypunktowe pasy SUV (pod tym pojęciem kryje się auto, bezpieczeństwa; łączące cechy luksusowego samochodu osobowego i terenowego); 1957 - we Włoszech pojawia się Fiat 500 (rys. 6.25) - samochód, który zmotory- 1964 – rozpoczęto produkcję NSU Spi- zował ten kraj, pomimo trwającego tam der, pierwszego auta z silnikiem Wankla; kryzysu (wyprodukowano ponad 4 mln 1965 – Carroll Shelby (ur. 1923) prezen- sztuk). W 2007 r. uruchomiono produk- tuje AC Cobra 427 (rys. 6.27), jeden z cję nowego modelu o tej nazwie, który najsłynniejszych samochodów wyścigo- stylistycznie nawiązuje do legendarnej wych lat sześćdziesiątych; 500-setki; 1959 - powstaje legendarny Mini Morris (rys. 6.26), wyprodukowany w ilości 5,3 mln sztuk. Był to mały samochód produ-

Rys. 6.27. AC Cobra 427 lub Shelby Cobra 427 z roku 1965, wyposażony w silnik V8 o pojemności 6989 cm3 i mocy 425 KM. W samochodzie tym zastosowano m.in. aluminiowe nadwozie oraz gruntownie przebudowano elementy zawieszenia. Rys. 6.26. Przekrój przez Mini Morrisa przygoto- Od wielu lat na całym świecie powstaje wiele re- wany na wystawę w 1959 roku plik tego słynnego samochodu. 128 6. Pojazdy spalinowe

1966 – powstaje Oldsmobile Tornado, pierwszy powojenny, amerykański sa- mochód przednionapędowy; 1967 – pojawia się Jensen Interceptor FF, jest to pierwszy samochód sportowy z napędem na cztery koła i pierwszy sa- mochód seryjny, wyposażony w układ ABS (mechaniczny); 1970 – w Wielkiej Brytanii powstaje Range Rover, pierwszy europejski SUV; 1974 – pojawia się Volkswagen Golf (rys. 6.28), będący prekursorem najpo- pularniejszej w Europie klasy kompak- towej; 1974 – na rynek wchodzi Cadillac DeVille, pierwszy samochód wyposa- żony w poduszkę powietrzną; Rys. 6.29. DeLorean DMC 12 - samochód spor- 1978 – rozpoczęcie produkcji Saaba 99 towo-luksusowy produkowany przez DeLorean Turbo, pierwszego seryjnie produkowa- Motor Company w latach 1981 - 1983. Mało kto nego samochodu osobowego z turbodo- wie, że rola w filmie „Powrót do przyszłości” z ładowanym silnikiem; 1985 była pośmiertnym sukcesem tego auta, produkowanego zaledwie przez trzy lata. 1979 – w zachodnim Belfaście powstaje ą fabryka DeLorean, produkuj ca samo- firmy Bosch, Fiat i Volvo, stosowana w chody DeLorean DMC 12 (rys. 6.29), silnikach diesla; znane z filmów „Powrót do przyszłości”; 1997 - powstaje Toyota Prius, pierwszy ę 1981 – pojawia si Mercedes-Benz seryjnie produkowany i sprzedawany na W126 '81, pierwszy europejski samo- świecie samochód hybrydowy. chód wyposażany w poduszkę po- wietrzną;; 1997 – pojawia się technologia wtry- 6.1.6. Rozwój samochodów cięża- skowa Common Rail, opracowana przez rowych Trudnym jest do określenia kto wyna- lazł samochód ciężarowy. Niemożliwe jest też wskazanie (przeciwnie niż w przypadku samochodu osobowego, czy motocykla) osoby, która przyczyniła się do powstania pierwszej ciężarówki. Wiadomym jest, iż produkcja pojazdów tego typu znacznie wzrosła podczas I wojny światowej. Po jej zakończeniu nadmiar wy- tworzonych ciężarówek wojskowych sprzedano, co przyczyniło się do ożywienia trans- Rys. 6.28. VW Golf, któremu największą popular- portu drogowego. ność przyniosła wersja GTI (Gran Turismo Injec- tion) z silnikiem 1588 cm³ o mocy 81 kW (110 W latach dwudziestych XX wieku na- KM). Pierwotnie producent planował wypuścić na stąpił gwałtowny rozwój samochodów cięża- rynek tylko 5.000 egzemplarzy tego samochodu rowych i transportu ciężarowego. We wcze- 129 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 6.30. Samochód ciężarowy produkcji Volvo – lata 20-te XX wieku snych latach dwudziestych, samochody cięża- dukowanych przez przytoczoną uprzednio rowe były często wyposażone w napęd łań- firmę Volvo. W latach 30-tych na rynek cuchowy i pełne opony gumowe. Przykła- wprowadziła ona serię wyrobów LV (LV jest dowy samochód ciężarowy z tego okresu, skrótem od szwedzkiego słowa „lastvagen” wyprodukowany przez Volvo (rys. 6.30), był oznaczającego ciężarówkę), a wraz z nią mo- wyposażony w skromny 4-cylindrowy silnik del LV290 – rys. 6.31, nazywany „długim benzynowy o mocy zaledwie 28 KM, a mak- nosem” z uwagi na wysuniętą daleko do symalna waga przewożonego ładunku była przodu maskę, kryjącą silnik umieszczony ograniczona do 1500 kg (połowy masy ponad osią przednią. Była to w owym czasie jazdu). Mimo to ówczesny samochód cięża- największa ciężarówka firmy Volvo. rowy, ze względu na swą solidną i wytrzy- W kolejnym okresie ciężarówki rozwi- małą konstrukcję, często używany był do jają się bardzo intensywnie i przejmują przewożenia ładunków o masie dwukrotnie praktycznie transport wewnętrzny. Ich kon- przekraczającej dopuszczalną normę. strukcje są ciągle unowocześniane, w efekcie W następnych latach popularność cięża- czego powstają nowe, wykorzystywane do rówek ulegała zwiększeniu. Można to dobrze dzisiaj rozwiązania. I tak przykładowo w la- prześledzić na przykładzie samochodów pro- tach 90-tych ubiegłego wieku, ciężkie cią-

Rys. 6.31. Samochód ciężarowy produkcji Volvo – model LV290, produkowany w latach 30-tych

130 6. Pojazdy spalinowe

Rama podwozia, wzmocniona belkami poprzecznymi ze stali

Duża szyba przednia

Kabina kierowcy umieszczona nad silnikiem

Rys. 6.32. Samochód ciężarowy Volvo FH Globetrotter gniki siodłowe z serii Globetrotter – rys. 6.32 nych wersjach nadwoziowych. Oferta obej- – (produkowane przez Volvo) odnoszą duże mowała samochody w wersjach: torpedo (rys. sukcesy. Po pierwsze są one niezwykle 6.33) - osobowy z nadwoziem otwartym czte- wszechstronne. Różne jego odmiany mogą rodrzwiowym, kareta - osobowy z nadwo- prowadzić przyczepy i naczepy na dystansach ziem zamkniętym czterodrzwiowym, berlina długich, mogą być też przystosowane do roli - osobowy z nadwoziem zamkniętym dwu- maszyn budowlanych. Po drugie, powodzenie drzwiowym, kabriolet (fałszywy) - osobowy samochodów tej serii gwarantuje nowy nie- z nadwoziem zamkniętym dwudrzwiowym, zwykle potężny silnik DC12Dc, rozwijający lekki ciężarowy - dwudrzwiowa kabina, moc aż 466 KM. reszta do zabudowy jako pick-up lub furgo- netka. 6.1.7. Samochody w Polsce 1932 - na licencji włoskiej firmy Fiat Pań- stwowe Zakłady Inżynierii w Warszawie roz- Poniżej (w formie kalendarium) wy- szczególniono ważniejsze wydarzenia zwią- zane z historią samochodów (osobowych i dostawczych) w Polsce. 1922 – rozpoczęcie prac konstrukcyjnych, pod kierownictwem inż. Władysława Mraj- skiego (1893-1963), nad pierwszym polskim samochodem CWS T-1. Samochód ten produkowano w krótkich seriach od roku 1927. W sumie powstało około 500 sztuk w róż- Rys. 6.33. Polski samochód CWS-T1 Torpedo 131 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki poczynają produkcję Fiata 508 Balilla. Wy- twarzano pierwszą wersję Fiata, oznaczaną przez 508 I, w której stosowano silnik o po- jemności 1 litra osiągający moc 20 KM. Za- stosowano w nim wiele zmian konstrukcyjnych, wzmacniając m.in. ramę, oś przednią, tylny most, zmieniając charakterystykę zawieszenia, czy też stosując inne koła. Wszystkie zmiany miały na celu dostosowa- nie samochodu do polskich dróg, a w zasadzie do ich braku (większość dróg krajowych była nieutwardzona). W latach 1934-1935 produkowano wersję 508 II. W 1936 roku wprowadzono do produkcji model 508 III Ju- nak (rys. 6.34) oraz jego wersję wojskową. Rys. 6.35. Warszawa, produkowana w latach Modernizacja wersji cywilnej dotyczyła mię- 1951-1973 dzy innymi unowocześnienia nadwozia, po- drewnianej, jednakże wkrótce zastąpiono je większenia jego wnętrza oraz zwiększenia nadwoziem z blach stalowych. Konstrukcję mocy silnika do 24 KM, przy 3600 obr/min. do 1972 r. rozwijano w warszawskiej FSO, 508 III Junak osiągał prędkość maksymalną następnie przeniesiono ją do bielskiej FSM. 100 km/h i spalał 8 l paliwa na 100 km. Kolejne modele seryjne nosiły oznaczenia 1951 – z taśmy produkcyjnej FSO na Żeraniu trzycyfrowe zwiększające się z każdym mo- w Warszawie zjeżdża pierwsza Warszawa M- delem o 1, począwszy od 100 (rys. 6.36) a 20, zmontowana z części samochodu Pobieda skończywszy na 105. Wyjątkiem od tej re- - sprowadzonych z ZSRR. Warszawa (rys. guły były oznaczenia modeli prototypowych 6.35) była kilkakrotnie modernizowana i pro- oraz konstrukcji dostawczych. Łącznie, do dukowana w szeregu wersjach (np. pick-up, zakończenia produkcji w roku 1983, wyko- kombi, furgon). Razem we wszystkich wer- nano 521.311 sztuk tego samochodu. sjach do roku 1973 wyprodukowano 254.471 1957 – uruchomienie produkcji polskiego sztuk tego auta. samochodu osobowego Mikrus MR-300, o 1957 – rozpoczęcie produkcji w FSO w War- bardzo uproszczonej budowie. Wytwarzany szawie samochodu Syrena. Pierwsze egzem- był on w latach 1957-1960 przez WSK Mie- plarze Syren miały nadwozie o konstrukcji lec (nadwozie) we współpracy z WSK Rze- szów (silnik). Wyprodukowano 1.728 sztuk.

Rys. 6.34. Polski Fiat 508 III Junak Rys. 6.36. Syrena 100

132 6. Pojazdy spalinowe

Rys. 6.38. Polski Fiat 125p Rys. 6.37. Żuk w wersji dla straży pożarnej pod przywództwem Sobiesława Zasady (ur. 1958 – w Lublinie w Fabryce Samochodów 1930) pobiła na tym samochodzie rekordy Ciężarowych wyprodukowano próbną serię świata w jeździe długodystansowej na: (50 szt.) samochodu dostawczego Żuk (rys. 25.000 km, 25.000 mil i 50.000 km. 6.37). W okresie produkcji tego samochodu 1973 – rusza w Polsce produkcja samochodu w Lublinie jego konstrukcja kilkukrotnie ule- osobowego Fiat 126p (rys. 6.39), skonstru- gała unowocześnieniu m.in.: wprowadzono owanego we włoskich zakładach Fiat. Polska mocniejsze i oszczędniejsze silniki, zmie- wersja licencyjna produkowana była przez niono skrzynię biegów, unowocześniono wy- Fabrykę Samochodów Małolitrażowych gląd zewnętrzny. 13 lutego 1998 zaprzestano „Polmo” Bielsko-Biała w Bielsku-Białej oraz produkcji Żuka, po wyprodukowaniu 587 w Tychach. Łącznie w obu wymienionych tysięcy aut. zakładach, do zakończenia produkcji w roku 1958 – w Zakładach Budowy Nadwozi Sa- 2000, wyprodukowano 3.318.674 sztuk tego mochodowych w Nysie rozpoczęto produkcję auta, nazywanego w Polsce „maluch”. nowego samochodu dostawczego Nysa, który 1978 – w FSO na Żeraniu rusza produkcja opracowano na bazie Warszawy i Żuka. Nysa Poloneza (rys. 6.40), polskiego samochodu miała wspólne z nimi podwozie, silnik (po- osobowego. Prototyp tego auta został stwo- czątkowo dolnozaworowy M-20, później rzony w 1975 roku we włoskiej firmie Ital- górnozaworowy S-21), układ jezdny oraz Design, przez uznawanego za najlepszego elementy nadwozia. Ogółem do roku 1994 projektanta wszechczasów Giorgetto Giu- wyprodukowano 380.575 sztuk. giaro (ur. 1938), twórcy Golfa i wielu innych 1967 – w FSO na Żeraniu z taśmy montażo- znanych modeli: Lotusa, Maserati, BMW, wej schodzą pierwsze sztuki Polskiego Fiata 125p (rys. 6.38), wytwarzanego na podstawie umowy licencyjnej z 1965 roku zawartej z włoską firmą Fiat. Po wygaśnięciu licencji od 1983 samochód ten nosił nazwę FSO 1500 lub FSO 125P. Najważniejsze modernizacje Fiat 125p przeszedł w: 1973 r. (MR'73), 1975 (MR'75) i 1981 (C) - wersja zubożona, przeznaczona na rynek krajowy. Produkcję tego samochodu zakończono 29 czerwca 1991. Ogółem w FSO wyprodukowano 1.445.700 tych aut. Ciekawostką jest fakt, iż w czerwcu 1973 roku ośmioosobowa grupa Rys. 6.39. Układ zespołów w samochodzie Fiat 126p

133 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 6.40. FSO Polonez 1500

SAABa. Łącznie wytworzono (do zakończe- nia produkcji w 2002 roku) razem z zesta- wami montażowymi 1.061.807 egzemplarzy Rys. 6.41. Jedno z pierwszych wyobrażeń roweru, Poloneza w różnych wersjach (bez dostaw- przedstawione na witrażu, ok. 1580 r. czych trucków i vanów Cargo). według pomysłu samego mistrza. Pierwotnie szkic ten obejmował dwa koła i kilka krzy- 6.2. Jednoślady wych linii (według historyka sztuki badają- cego malunek w 1961 roku), ale w później- Pierwsze motocykle budowane były po- szych latach został on uzupełniony o mecha- przez dodanie silnika do dwukołowego, naj- nizm korbowy, łańcuch, zębatki i kierownicę częściej drewnianego wehikułu (przykład – (prawdopodobnie przez jednego z zakonni- rys. 2.33). Takie pojazdy jednośladowe były ków konserwujących rękopis). Jednym z znane wcześniej, a bezpośrednim ich na- wcześniejszych wyobrażeń roweru jest po- stępcą jest rower. Zatem przed omówieniem jazd przedstawiony na witrażu (rys. 6.41), motocykli należy pokrótce przybliżyć historię wykonanym we Włoszech około 1580 roku. roweru. Został on zainstalowany w Anglii, w 1642 roku w kościele w Stoke Poges. 6.2.1. Rower W drugiej połowie XVIII wieku Fran- cuz Comte Mede de Sivrac zbudował pojazd W obecnym pojęciu rower to pojazd drewniany poruszany za pomocą energicz- mechaniczny napędzany siłą mięśni kierują- nych odepchnięć nogami – rys. 6.42, który cego, wprawiany w ruch nogami przy wykorzystaniu przekładni mechanicznej. Polska nazwa pojazdu pochodzi od firmy „Rover”, która jako jedna z pierwszych produkowała seryjnie pojazdy tego typu. Na terenie starożytnego Egiptu i Babi- lonu odnaleziono malowidła, na których przedstawiane były pojazdy, wyglądem przy- pominające rowery. Nie wiadomo jednak czy istniały one naprawdę, czy też były wyłącznie wytworem artystycznej (konstrukcyjnej) wy- obraźni. Podobnie rzecz się ma ze szkicem wehikułu przypominającego rower, wykonanym przez asystenta Leonarda da Vinci (1452-1519) o imieniu Salai (1480-1524), Rys. 6.42. Célérifère zbudowane przez Francuza Mede de Sirvac, ok. 1790 r.

134 6. Pojazdy spalinowe nazwał célérifère. Ramę pojazdu tworzyła pozioma belka, do której zamocowane były za pomocą podpór koła. Na tylnym końcu ramy umieszczono obciągnięte skórą siedzenie, a na przednim belkę poziomą, na której jeździec wspierał ramiona w czasie jazdy. Ze względu na nieruchome przednie koło, zmiana kierunku jazdy wymagała zatrzyma- nia się, zejścia z pojazdu i przestawienia go we właściwą stronę. W roku 1816 baron Karl von Drais de Sauerbrun (1785-1851) buduje ulepszoną wersję maszyny do biegania, która ma już przednie koło skrętne umożliwiające zmianę kierunku jazdy, bez konieczności schodzenia Rys. 6.44. Rower zbudowany przez szkockiego z maszyny (rys. 6.43). Wynalazca nazwał kowala Kirkpatricka Macmillana, 1839 r. swój pojazd drezyną. Maszyna biegowa Dra- isa osiągała prędkość do 15 km/h. Latem (osadzone na żelaznych widełkach) służyło 1817 roku wynalazca przejechał na niej dy- do kierowania – rys. 6.44. Kowal poruszał się stans ok. 50 km (z Karlsruhe do Kehl) w za- rowerem po okolicy, docierając nawet do od- ledwie cztery godziny. Ówczesna poczta dalonego o kilkadziesiąt kilometrów Glas- konna na pokonanie tej samej trasy potrze- gow. Był on też sprawcą pierwszego wy- bowała czterokrotnie więcej czasu. Na po- padku rowerowego (najechał na dziecko), za czątku roku 1818 von Drais opatentował swój który został skazany na karę grzywny w wy- wynalazek w Niemczech, ale drezyna szybko sokości 5 szylingów. rozpowszechniła się poza granicami tego kraju, np. wśród młodej, londyńskiej arysto- W latach 60-tych XIX wieku niemiecki kracji. konstruktor narzędzi Philipp Moritz Fischer (1812-1890) wykonuje pedały, które montuje W roku 1839 miało miejsce przeło- bezpośrednio do osi przedniego koła roweru. mowe odkrycie. Szkocki kowal Kirkpatrick Podobne rozwiązanie opracowują w roku Macmillan (1812-1878) zbudował rower z 1862 francuscy producenci powozów i wóz- pedałami, które przez system drążków napę- ków dziecięcych Pierre Michaux (1813-1883) dzały koło tylne, podczas gdy koło przednie i jego syn Ernest. Wkrótce po tym otwierają oni sklep i fabrykę, w której produkują od trzech do pięciu rowerów dziennie. Welocy- ped wytwarzany przez Michaux (rys. 6.45) miał przednie koło nieco większe od tylnego (oba obite żelazem), skórzane siedzenie umieszczone na resorze, hamulec na tylnym kole i rozwijał prędkość około 10 km/h. W roku 1867 w Paryżu odbyła się pierwsza światowa wystawa, na której królo- wały pojazdy Michaux. W następnym 1868 roku w parku Saint-Could pod Paryżem od- był się pierwszy wyścig rowerowy (na dystansie 2 km), który wygrał angielski le- Rys. 6.43. Rekonstrukcja drezyny von Draisa z karz James Moore (1849-1935). Zawodnik 1816 roku ten zwyciężył również w pierwszym wyścigu

135 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 6.45. Rower wytwarzany w fabryce Michaux et Cie, 1868 r. Rys. 6.46. Bicykl Ariel, 1871 r.

szosowym, rozegranym 7 listopada 1869 glądu nie zdobył popularności, ale stanowił roku, na trasie z Paryża do Rouen, w którym bardzo ważny element w historii rowerów. wzięło udział około 120 rowerzystów (w tym dwie kobiety). Zwycięzca na pokonanie dy- W roku 1885 John Kemp Starley (1854- stansu 133 km potrzebował 10 godzin i 45 1901), bratanek Jamesa, zmienił konstrukcję minut. tak by oba koła roweru były równe (rys. 6.48) i rozpoczął produkcję pojazdu pod nazwą W tym samym czasie zastąpiono drew- Rover. Pojazd ten staje się niezwykle popu- niane, grube szprychy cienkimi i stalowymi. larny dzięki pobitym na nim rekordom w jeź- Koło w takim wykonaniu opatentowane zo- dzie na dystansie 50 i 100 mil. W tym samym stało w 1870 roku przez Jamesa Starley’a czasie dokonano następnego przełomu w (1830-1881). Wynalazca ten zbudował rów- konstrukcji rowerów. Jest nim wprowadzenie nież bicykl z wielkim kołem przednim i ma- przez Johna Dunlopa (1840-1921) ogumienia łym tylnim. Był to pojazd niebezpieczny, pneumatycznego (opis w rozdziale 6.1.1). gdyż rowerzysta siedział dość wysoko, przez W roku 1900 niemiecki producent rowerów co każdy upadek był groźny. W roku 1871 Fitchel&Sachs wypuścił na rynek piastę wol- rozpoczęto produkcję modelu Ariel (rys. nobiegową (od 1903 roku nazywano ją piastą 6.46) z 48-calowym kołem przednim i 22 torpedo). Natomiast w roku 1902 James Ar- calowym kołem tylnym, ważącego 23 kg i cher (1854-1920) i Henry Sturmey (1857- kosztującego 8 funtów. Dla wykazania zalet 1930) stworzyli przekładnię umożliwiającą bicykli Starley wraz z drugim konstruktorem zmianę biegów w czasie jazdy. Williamem Hillmanem (1847-1921) przejeż- dżają na nich w ciągu jednego dnia trasę z Londynu do Coventry (dystans ok. 160 km). Niemal pół wieku po Macmillanie (w 1879 r.) Anglik Harry John Lawson (1852- 1925) ponownie konstruuje pojazd z napę- dem na tylne koło, tym razem za pomocą łań- cucha i przekładni. Zaprojektowany przez niego pojazd o nazwie bicyclette miał 40 calowe koło przednie i 24 calowe tylne, przy rozstawie osi wynoszącym 1,5 m (rys. 6.47). Pojazd ten z powodu niezbyt ładnego wy- Rys. 6.47. Bicyclette skonstruowane przez Law- sona, 1879 r.

136 6. Pojazdy spalinowe werów. Zaś trzy lata później w Bydgoszczy uruchomiono Fabrykę Polskich Rowerów Romet.

6.2.2. Motocykl Motocykl to jednośladowy pojazd ma- jący dwa (czasami trzy) koła jezdne, wyposa- żony w silnik o pojemności powyżej 50 cm3 (100 cm3 przed II wojną światową), na ogół przeznaczony do przewozu jednej lub dwóch Rys. 6.48. Rower produkowany przez firmę osób. Rover, od którego pochodzi polska nazwa Początkowo motocykle wyposażane pojazdu, 1889 r. były w silniki parowe. Pierwszy z nich był dziełem Amerykanina Sylvestra Howarda Konstrukcja Starley’a oraz wynalazki Ropera (1823-1896), który już w 1867 roku Dunlopa, Archera i Sturmey’a doprowadziły prezentował swą maszynę we wschodnich do powstania roweru współczesnego o usta- stanach USA. Motocykl Ropera, pokazany na bilizowanej budowie. Dalszy rozwój pojazdu rys. 6.49, miał dwucylindrowy silnik opalany ograniczał się w zasadzie do zmiany mate- węglem drzewnym, który przez mechanizm riałów, zmniejszenia masy, usprawnienia sto- korbowy napędzał koło tylne. sowanych mechanizmów oraz wprowadzenia W 1868 roku francuski inżynier Louis - nowych, jak amortyzatory czy hamulce tar- Guillaume Perreaux (1816-1889) opatentował czowe. podobny pojazd, który powstał prawdopo- W naszym kraju rower pojawił się dość dobnie niezależnie od wynalazku Ropera. wcześnie. Już w roku 1886 powstało War- Wkrótce po tym w zakładach Michaux zbu- szawskie Towarzystwo Cyklistów, które gru- dowano motocykl Michaux-Perreaux, stano- powało miłośników bicykli, a następnie ro- wiący połączenie nowoczesnego jak na owe werów. W roku 1893 w Warszawie powstaje czasy roweru stalowego z lekkim silnikiem Fabryka Rowerów i Motocykli Bronisława parowym – rys. 6.50. W konstrukcji tej para Wahrena, w której produkowane są rowery wytwarzana była w niskociśnieniowym kotle marki Syrena i Diabeł. Natomiast w roku ogrzewanym palnikiem naftowym. Z silnika 1917 rozpoczyna się produkcja w zakładzie napęd przekazywany był za pomocą plecio- Franciszka Zawadzkiego (w pierwszym roku nych skórzanych pasów na koło tylne. Pojazd złożono zaledwie 17 sztuk rowerów, ale w rozwijał prędkość do 16 km/h. latach 30-tych XX w. produkowano już 60 szt. dziennie). Wkrótce po tym zaczynają działać również inne wytwórnie prywatne. W 1929 roku powstaje Państwowa Wytwórnia Uzbrojenia w Warszawie, w której produkowane są na skalę przemysłową rowery Łucz- nik. W zakładzie tym w sezonie wytwarzano do 5000 szt. rowerów miesięcznie, podczas gdy pozostałe wytwórnie prywatne produkują łącznie do 6000 szt. rocznie. Po II wojnie światowej wznowiono produkcję rowerów w oparciu o dotychczasowe wytwórnie prywatne. W 1945 roku sprzedano 4000 szt. ro- Rys. 6.49. Pojazd Sylvestra Howarda Ropera, 1869 r.

137 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki pęd z silnika przekazywany był za pomocą długich korbowodów na koło tylne. Zastoso- wane rozwiązanie pozwalało na poruszanie się motocyklem z prędkością do 40 km/h. Miało ono jednak tę wadę, że występował nierówny bieg maszyny (szczególnie przy mniejszych prędkościach) powodujący, że pojazd poruszał się skokami do przodu. Dla złagodzenia tej niedogodności zastosowano pasy gumowe (napinane za pomocą korby), które przynajmniej częściowo miały zrekom- Rys. 6.50. Motocykl parowy Michaux-Perreaux, pensować brak kół zamachowych. Jedynym 1869 r. elementem amortyzacji pojazdu było rowerowe siodełko, a hamulec stanowił klocek W latach 80-tych XIX wieku w firmie gumowy dociskany do opony przedniego angielskiej The Humper Company zbudo- koła. W ciągu trzech lat zakłady Hildebrandt wano pierwszy motocykl napędzany silni- & Wolfmüller opuściło 1500 motocykli, a kiem elektrycznym. Jednak prawdziwy prze- dalszych 1000 wyprodukowano we Francji na łom nastąpił po zastosowaniu do napędu podstawie licencji. motocykla spalinowego silnika czterosuwo- Konstrukcją, która cieszyła się najwięk- wego. Jak wiemy (patrz rozdział 2.7) rozwią- szym zainteresowaniem pod koniec XIX zanie to zawdzięczamy Gottliebowi Daimle- wieku był francuski trójkołowiec De Dion- rowi (1834-1900), który w 1885 roku zbudo- Button – rys. 6.52. Popularność zawdzięczał wał pojazd drewniany zwany wstrząsaczem on licznym sukcesom sportowym. Dzięki kości – rys. 2.33. Była to maszyna doświad- trzem kołom jezdnym pojazd był bardziej czalna, w której wynalazca chciał sprawdzić stabilny niż współczesne mu motocykle jed- przydatność swojego silnika spalinowego do nośladowe. Jednak jego największym atutem napędu pojazdów. Kilka lat później (na po- był czterosuwowy, jednocylindrowy silnik czątku lat 90-tych XIX w.) amerykański kon- chłodzony powietrzem. Wyposażony był on struktor Edward Joel Pennington (1858-1911) (po raz pierwszy) w zapłon elektryczny, buduje maszynę, która może rozwinąć pręd- dzięki czemu uzyskiwał dużą jak na owe kość do 58 mph (93 km/h). Nadaje jej nazwę czasy prędkość obrotową 1800 obr/min. Sil- motor cycle, która szybko staje się po- nik produkowany był w trzech wersjach, o wszechnym określeniem silnikowych pojaz- pojemnościach: 185 cm3, 215 cm3 i 250 cm3 dów jednośladowych. Za pierwszy motocykl produkowany seryjnie uznaje się pojazd marki Hildebrandt & Wolfmüller – rys. 6.51, wytwarzany w Niem- czech od roku 1894. Miał on dość nietypową konstrukcję. Między cztery ukośne rury (sta- nowiące ramę) wmontowany był zbiornik paliwa, pod którym umieszczony był dwucylindrowy silnik czterosuwowy chłodzony cie- czą. Mieszanka paliwowa przygotowywana była w gaźniku powierzchniowym, a zapłon (podobnie jak u Daimlera) był żarnikowy. Silnik miał pojemność 1487 cm3 i rozwijał moc 2,5 kM przy zaledwie 240 obr/min. Na- Rys. 6.51. Pierwszy motocykl produkowany seryjnie, Hildebrandt & Wolfmüller, 1894 r.

138 6. Pojazdy spalinowe dające się na dobrą stabilność jazdy motocykla. Dużym ułatwieniem dla kierowcy było też zgrupowanie wszystkich dźwigni (wykorzystywanych do regulacji pracy silnika) w zasięgu rąk. W latach 1898 – 1904 w zakła- dach Laurin & Klement produkowano już pięć typów motocykli o nazwie Slavia, w tym także wyposażane w przyczepkę boczną. O jakości tych pojazdów świadczą wyniki uzyskiwane przez nie w wyścigach motocy- klowych (w latach 1903-04 wygrały one 56 z Rys. 6.52. Trójkołowiec de Dion-Button, 1897 r. 64 wyścigów, w których wzięły udział). Na początku XX wieku zaczynają po- (o mocy 0,75 kM, 1,25 kM i 1,75 kM). wstawać liczne firmy specjalizujące się w W układzie zasilania pojazdu zastosowano produkcji motocykli. Przeważnie odbywa się gaźnik powierzchniowy. Napęd obu tylnych to na zasadzie ewolucji zakładów produkują- kół realizowany był za pomocą przekładni cych rowery, które postanawiają rozszerzyć zębatej, mechanizmu różnicowego i odciążo- swą ofertę handlową. Tak jest np. w przy- nych półosi. Pojazd rozwijał prędkość do 50 padku angielskich zakładów Triumph, gdzie km/h. już w roku 1896 podjęto decyzję rozszerzenia produkcji o motocykle. Jednak na jej wdro- Motocykl, którego konstrukcję można żenie w życie trzeba było poczekać kilka lat, uznać za pierwowzór współczesnego nam gdyż pierwszy egzemplarz wyprodukowano pojazdu był wyprodukowany w 1898 roku w w 1902 r. W następnym roku kiedy to zakładach założonych przez Vaclava Kle- Triumph sprzedaje już 500 szt. motocykli, menta (1868-1938) i Vaclava Laurina (1865- produkcję pojazdów tego typu rozpoczyna 1930) w Mlada Boleslav w Czechach. Pojazd amerykańska firma Harley-Davidson. Z ko- ten (rys. 6.53) powstał w efekcie dwuletnich lei w 1904 roku Handee Manufacturing Co prac o charakterze badawczo-rozwojowym. założona przez dwóch byłych kolarzy, tj. Był on wyposażony w dwucylindrowy silnik Georga M. Handee (1866-1943) i Carla własnej konstrukcji - z zapłonem elektrycz- Oscara Hedstrom (1871-1960) projektuje nym, który był umieszczony nisko w ramie słynny motocykl Indian Single (rys. 6.54), (na wysokości pedałów rowerowych). Dzięki który jest produkowany w kolorze głębokiej takiemu rozwiązaniu otrzymano korzystne, czerwieni – co staje się szybko uznanym zna- niskie położenie środka ciężkości, przekła- kiem tej marki. Produkcja tych zakładów

Rys. 6.53. Motocykl Slavia typ CRR produkowany w Mlada Boleslav w zakładach Laurin & Klement, 1905 r. Rys. 6.54. Motocykl Indian Single, 1911 r.

139 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 6.56. Motocykl Sokół 1000, 1935 r.

Rys. 6.55. Motocykl BMW R32, 1923 r. Największym producentem motocykli przed I wojną światową były zakłady Indian szybko rośnie, osiągając w 1913 roku wydaj- Motorcycle Co (wcześniej Handee Manu- ność 32.000 sztuk. facturing Co). Po wojnie palmę pierszeństwa w tym zakresie przejmuje Harley-Davidson i Przed rokiem 1914 motocykle przestają utrzymuje ją do roku 1928, kiedy to DKW być kojarzone jako rowery wyposażane w staje się największym wytwórcą światowym. silniki spalinowe. Dopracowano się wówczas W roku 1923 na rynek motocyklowy wchodzi własnej technologii wytwarzania pojazdów BMW z własnym pojazdem typu R32 (rys. tego rodzaju, w której jednak nadal wykorzy- 6.55), który charakteryzuje silnik bokser - stywano części rowerowe, takie jak siedzenia, umieszczony podłużnie do kierunku jazdy w czy elementy zawieszenia. W czasie I wojny podwójnej ramie rowerowej – napędzający światowej zakłady motocyklowe przestawiają koło tylne poprzez wał kardana. się na produkcję wojskową i produkują jed- noślady na potrzeby armii. W latach 30-tych XX wieku pojawiają się również udane konstrukcje projektowane W przeciwieństwie do obecnie produ- przez polskich inżynierów. Najbardziej zna- kowanych, pierwsze motocykle miały prze- nym z nich jest Sokół, który produkowany ważnie silniki czterosuwowe. Zastosowanie był w latach 1934-39 w Państwowych Zakła- dwusuwów zawdzięczamy Anglikowi Alfre- dach Inżynierii w Warszawie. Motocykle te dowi Scottowi (1875-1923), który w roku wytwarzano w kilku typach. Najbardziej inte- 1908 rozpoczął produkcję motocykli z takim resujące z nich to Sokół 1000 (rys. 6.56) i właśnie silnikiem. Innym wynalazcą ogni- 600, które stanowiły etatowe wyposażenie skującym się na silnikach dwusuwowych jest wojska. W roku 1938 w Hucie Ludwików w Niemiec Hugo Ruppe (1879-1949), który Kielcach rozpoczęto produkcję motocykli pracując w fabryce pojazdów parowych SHL, w oparciu o brytyjski silnik dwusu- Dampfkraftwagen (skrót DKW) w Zschopau wowy Villers 98 cm3. Po II wojnie światowej wykonuje (1920 r.) swój pierwszy silnik, pojawiają się kolejne polskie motocykle, ta- przeznaczony do napędu roweru. Do roku kie jak: WFM (1954 r.), WSK (1955 r.) oraz 1941 w fabryce DKW opracowano aż 30 ty- Junak (1956 r.). pów silników dwusuwowych o różnej pojem- ności.

140 7. Statki, łodzie i okręty

Pierwszymi środkami służącymi do pły- podczas letnich wędrówek na tereny łowiec- wania po wodzie były pnie drzew, najczęściej kie oraz do grupowych polowań na wieloryby lekkich i przesyconych żywicą. Zapewne (wówczas na umiaku rozpina się niewielki dość wcześnie zaczęto łączyć pnie w tratwy, żagiel). umożliwiające bezpieczne pływanie (dzięki Nieco przed rokiem 3.000 p.n.e. ludy dużej stateczności), ale zarazem bardzo po- wschodniej części Morza Śródziemnego roz- wolne. poczęły wyposażenie swych statków w żagle. Dalszym ułatwieniem w żegludze były Dowodem na to jest prymitywny model z łodzie otrzymywane przez wydrążenie pnia gliny, wykopany w Eridu w Mezopotamii: drzewnego, tak zwana dłubanka albo „jedno- ma on gniazdo na maszt i otwory na liny. drzew”. Powstały one około 8.000 lat p.n.e. Pierwsze żagle wykonywano ze skór zwie- W Europie pojawiły się zaś około 5.000 lat rzęcych, a później z płótna. Jednak napęd ten p.n.e. Wytwarzano je toporami kamiennymi odgrywał rolę wyłącznie pomocniczą, gdyż jednocześnie korzystając z pomocy ognia. umiano go wykorzystywać tylko w czasie ko- W tym samym czasie co dłubanki miesz- rzystnego wiatru, wiejącego od tyłu. kańcy Arktyki opracowali inną łódź. Był to W dalszej części rozdziału podaje się umiak (rys. 7.1), czyli łódź wiosłowo-ża- wiadomości (na temat statków, łodzi i okrę- glowa wykonana ze skór foczych rozpiętych tów) pogrupowane tematycznie i związane z na szkielecie z drewna (wyrzuconego przez ważniejszymi okresami historycznymi. morze) lub kości wielorybów. Początkowo owalny, stopniowo coraz większy i bardziej wydłużony, wyposażony z czasem w prosty 7.1. Statki egipskie ster i prostokątny żagiel. Może on mieć od 6 do 10 m długości i pomieścić do 20 osób oraz Najstarsze statki egipskie były budowane ich bagaże (w tym namioty). Służy do trans- z trzciny (rys. 7.2), która obficie porastała portu i przewozu dobytku inuickich rodzin brzegi Nilu. Pierwotnie były to tratwy trzcinowe napędzane wiosłami, które stopniowo (około 3.500 r. p.n.e.) uzyskały kształt łodzi. Ze względu na wykorzystanie - głównie do żeglugi po Nilu - łodzie te miały uniesione do góry dziób i rufę, co ułatwiało przybijanie do brzegów rzeki. Łodzie trzcinowe budowano składając je z wiązek trzciny, przy czym wiązki brzegowe były większe i tworzyły burty. Pierwsze żagle wykonywane z papi- rusu lub bawełny przydawały się w trakcie Rys. 7.1. Umiak, w konstrukcji typowej dla Zachodniej Arktyki Kanadyjskiej 141 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 7.3. Typowy statek egipski (współczesna rekonstrukcja)

szyła się w wyniku zastosowania poprzecznych belek (w rodzaju podkładników) Rys. 7.2. Egipska łódź wykonana z trzciny wzmacniających kadłub, maszt wykonany jako jednolity usztywniany był linami, a reje żeglugi pod prąd Nilu, gdy siła wiatru wydat- złożone były z dwóch części o obłym prze- ą ą nie wspomagała pracę wioślarzy. kroju. Charakterystyczn cech statku było ozdabianie go za pomocą wielkiego, drew- Korzystając z modeli statków, które za- nianego kwiatu lotosu, umieszczonego na za- chowały się w grobowcach, jak również z giętym końcu rufy. Wprowadzone zmiany licznych rysunków i płaskorzeźb można konstrukcyjne umożliwiły znacząco zwięk- wnioskować, iż materiałem, który powszech- szenie zasięgu jednostek. Około 1480 r. nie był stosowany do budowy statków egip- p.n.e., z rozkazu królowej Hatszepsut, wy- skich był papirus. Z czasem materiał ten za- płynęła flota pięciu takich statków do tajem- stąpiło drewno, głównie cedrowe lub aka- niczego Puntu (prawdopodobnie dzisiejsza cjowe (Egipt był niemal bezleśny i występo- Somalia), z którego przywiozła kość sło- wał tam deficyt drewna). Następnie drewno niową, złoto, mirrę i inne cenne towary. Na zaczęto sprowadzać z zagranicy, co dopro- uwagę zasługuje fakt, iż Egipcjanie utrzy- wadziło do zwiększenia gabarytów statków, mywali stosunki handlowe z Puntem już za których konstrukcja nie uległa zmianie. Cha- czasów faraona Sahure (? - 2474 p.n.e.). rakterystyczny był kształt kadłuba, którego Statki przepłynęły z Nilu na Morze Czerwone dziób i rufa silnie wygięte do góry unosiły się kanałem, którego budowę rozpoczęto w XX wysoko nad wodą, a dno miało wypukły wieku p.n.e. (został on zasypany w czasach kształt przypominający łyżkę. Napęd statków władzy kalifów w 767 r.). Egipskie statki stanowili wioślarze (w liczbie do 30), handlowe docierały jeszcze dalej (nawet do umieszczeni wzdłuż obu burt oraz duży ża- Indii) i to pomimo tego że nie miały jeszcze giel czworokątny, zawieszony na maszcie stępki (zachowały natomiast linę nadpokła- (rys. 7.3). dową). Największy rozkwit żegluga egipska Rozwój żeglugi handlowej spowodował przeżywała za czasów panowania królowej rozwinięcie się piractwa. Celem zapewnienia Hatszepsut (ok. 1495 - ok. 1457 p.n.e.) oraz ochrony własnym statkom Egipt w XII w. Totmesa III (? - ok. 1448 p.n.e.). Wówczas p.n.e. zbudował flotę wojenną. Okręty wo- konstrukcja statków handlowych uległa kilku jenne (rys. 7.4) miały inną konstrukcję niż zmianom: długość kadłuba wykonywanego z statki handlowe. Wyposażano je w podwyż- dłuższych bali z drewna cedrowego wzrosła szone nadbudówki, zza których wojownicy do ponad 30 m, wytrzymałość statku zwięk- mogli razić przeciwnika strzałami z łuków, 142 7. Statki, łodzie i okręty fenicki był podobny do egipskiego. Nie miał on stępki i żeber. Wyposażony był w maszt, znajdujący się w śródokręciu, na którym umieszczany był żagiel – mocowany do gór- nej i dolnej rei. Ekspansja morska Fenicjan rozpoczyna się w XII w. p.n.e., kiedy to na znaczeniu tracą floty kreteńskie, mykeńskie i egipskie. Statki fenickie, jako pierwsze mają stępkę i żebra, budowane są w trzech typach, tj. jako: Rys. 7.4. Okręt wojenny, Egipt ok. 1170 r p.n.e. małe statki handlowe (do żeglugi przybrzeż- nej), duże statki handlowe (do podróży dale- kamieniami lub długimi włóczniami. Po- komorskich) oraz okręty wojenne (począw- nadto, okręty miały na dziobie taran (do roz- szy od IX w. p.n.e.). Statki handlowe (rys. bijania statków przeciwnika) oraz bocianie 7.5) są bardziej pękate od wojennych. Ich gniazdo, które nie tylko służyło do obserwa- długość dochodzi do 30 m, szerokość do 10 cji, ale było też wykorzystywane jako stano- m, przy zanurzeniu wynoszącym do 2 m. wisko bojowe w czasie walki. Okręty te bu- Wiosła używane są głównie do manewrowa- dowane głównie przez szkutników fenickich, nia w portach i ujściach rzek oraz ewentual- pozbawione były liny nadpodkładowej, a nie przy bezwietrznej pogodzie. Statki tego miały za to stępkę i żebra. Korzystając z ta- typu żeglowały po Atlantyku, dostarczały kich okrętów flota Ramzesa III (panował w cynę z Brytanii, zboże z Krymu, przedosta- latach 1183 - 1152 p.n.e.) pokonała (ok. 1180 wały się na Morze Bałtyckie, dopływały do r. p.n.e.) połączone siły Filistynów, Achajów Indii i być może nawet do Ameryki Połu- i Danajów, tzw. ”ludów morskich”. Była to dniowej (potwierdzono ich pobyt na Wy- prawdopodobnie pierwsza poważniejsza bi- spach Kanaryjskich). Faktem jest też opły- twa morska. Krótko po tym fakcie władzę nięcie przez Fenicjan Afryki, pod koniec VII nad Morzem Śródziemnym przejmują Feni- w. p.n.e., na zlecenie Egipcjan. cjanie. W odróżnieniu od statków handlowych okręty wojenne Fenicjan (rys. 7.6) są długie i 7.2. Statki Fenicjan smukłe, co umożliwia rozwijanie znacznie większych prędkości. Większa długość Fenicjanie, zamieszkujący wybrzeża Sy- okrętu powodowała, że do jego napędu rii oraz północnej Palestyny, uznawani byli można było wykorzystać większą liczbę wio- za najlepszych żeglarzy starożytności. Wpływ na taki osąd miało kilka czynników. Po pierwsze dogodne położenie geograficzne, pomiędzy dwoma wielkimi i bogatymi kra- jami, tj. Egiptem i Babilonią. Po drugie do- stęp do budulca (drewna) na okręty, którego brakowało zarówno Egipcjanom jak i Babi- lończykom. Po trzecie rozwinięcie przez Fe- nicjan sztuki budowy okrętów oraz metod nawigacji. Fenicjanie pierwsze statki handlowe budowali ok. 2000 r. p.n.e. Na podstawie fre- sków pochodzących z grobowca egipskiego z ok. 1500 r. p.n.e. można stwierdzić, że statek Rys. 7.5. Fenicki statek handlowy

143 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki wiosłowali jednocześnie i rytmicznie (rytm nadawano przez śpiew, grę na fletni lub bęb- nienie). Wioślarze znajdujący się w górnym rzędzie opierali wiosła na podporach, natomiast ci z dolnego rzędu wiosłowali przez otwory wykonane w burtach okrętu. Ponad wioślarzami umieszczony był pomost dla wojowników, biegnący przez całą długość okrętu, którego boki były chronione przez tarcze w sposób stosowany później przez Wikingów. Fenickie okręty wojenne pierwotnie były wykorzystywane wyłącznie do ochrony floty handlowej przed piratami. W później- Rys. 7.6. Fenicki okręt wojenny, około 700 r. szych latach brały one jednak udział w licz- p.n.e. nych bitwach morskich – po stronie Asyrii, ślarzy. Później Fenicjanie zaczęli budować Persji lub Egiptu. okręty zwane dierami, w których wioślarze umieszczani byli w dwóch rzędach, jeden nad drugim (okręty z pojedynczym rzędem wio- 7.3. Statki greckie ślarzy zwane były monerami). Praca wiośla- rzy wspomagana była przez żagiel rejowy, Kunszt żeglarki Egipcjan i Fenicjan mocowany na maszcie, na którego szczycie kontynuują starożytni Grecy, którzy dosko- znajdowało się bocianie gniazdo. Model ta- nalą głównie okręty wiosłowe. Początkowo kiego okrętu fenickiego, pochodzącego z Grecy budowali małe jednorzędowe statki przełomu II i I tysiąclecia p.n.e. znajduje się wiosłowe (monery), pozbawione pokładu, w w muzeum w Hajfie. Charakterystyczne jest, których żagiel rejowy stosowano tylko przy że okręty fenickie pozbawione były taranu, pomyślnych wiatrach. Później budują statki który uznano za zbyt niebezpieczny dla jed- większe, dwurzędowe (diery), a począwszy nostki własnej (w przypadku, gdy taran od przełomu VI i V w. p.n.e. również trzy- utkwił za mocno w burcie przeciwnika na rzędowe – znane jako triery ateńskie. Triery dno szły oba statki). Ważnym zagadnieniem ateńskie (rys. 7.7) nie były okrętami ogrom- (szczególnie na dierach) było by wioślarze nymi. Na podstawie wykopalisk dokonanych

Rys. 7.7. Grecki okręt wojenny (triera) - rekonstrukcja współczesna

144 7. Statki, łodzie i okręty w stoczni okrętowej znajdującej się w okolicach greckiego portu Pireus, można podać, że ich długość nie przekraczała 35 m, a szero- kość 4,8 m. Wysokość okrętu dochodziła do 2,5 m, z czego połowa znajdowała się poniżej lustra wody. Zdarzały się jednak reprezenta- cyjne kolosy o długości przekraczającej 100 m (jednostki takie jednak nie pływały, a były prawdopodobnie wykorzystywane tylko do różnych uroczystości). Wiosłowano za po- mocą wioseł o czterometrowej długości. Rys. 7.8. Grecki statek handlowy Wioślarze usadzeni byli wzdłuż obu burt w trzech rzędach (w górnym było ich 31, a w rokości wynosił 4:1. Ładowność małych stat- dwóch dolnych po 27). Zatem całkowita ków, używanych do żeglugi po płytkich wo- liczba wioślarzy wynosiła około 170. Co cie- dach Morza Egejskiego, wynosiła na ogół 10 kawe nie byli to niewolnicy, lecz wolni oby- – 15 ton. Natomiast statki większe, kursujące watele. Ze względu na ciasnotę nie było na długich trasach, miały ładowność docho- możliwości stosowania kilku zmian wiośla- dzącą do 200 – 300 ton. Przyjmuje się, że rzy, co niewątpliwie przekładało się na zasięg statki te były na noc wyciągane na brzeg, co pływania triery. Oprócz wioślarzy załogę ułatwiała zaokrąglona rufa. Miały one, po- triery tworzyło około 20 marynarzy (obsługa dobnie jak jednostki fenickie, wysokie burty żagli i wioseł sterowych) oraz 12 żołnierzy. z nadstawkami w formie płotu. Na maszcie Wioślarze nadawali okrętowi prędkość ok. 5 umieszczany był wielki, prostokątny żagiel, węzłów, która po zastosowaniu żagla mogła który przy sprzyjającym wietrze rozpędzał wzrosnąć do 8 węzłów. jednostkę do prędkości dochodzącej do 5 wę- Triery były bardzo zwrotne i na tyle złów. Do sterowania statkiem służyło jedno, silne by uderzeniem taranu przebić kadłub ewentualnie dwa wiosła sterowe, które mo- łodzi przeciwnika. Taran monery wykony- cowane były do burt. wano w kształcie głowy delfina. Natomiast w Za pomocą statków handlowych Grecy przypadku triery stanowiły go 2 – 3 ostrogi importowali zboża z krajów basenu Morza przypominające wielkie miecze. Niektóre Czarnego oraz z Egiptu i Sycylii. Eksporto- okręty miały dodatkowo umieszczone nad ta- wali natomiast wino, oliwę, miedź i wyroby ranem belki okute żelazem, których zadaniem rzemieślnicze. Większość ładunków przewo- było gruchotanie burt (nadbudówek) statków żona była w amforach, przy czym jedna am- przeciwnika. fora grecka miała pojemność 19,4 litra (dla Triery pod dowództwem Temistoklesa porównania amfora rzymska miała pojem- (ok. 524 – ok. 459 p.n.e) zasłynęły w wielkiej ność 26,2 l). bitwie pod Salaminą (28.08.480 r. p.n.e), w której Grecy zwyciężyli liczniejszych Persów nie tylko dzięki wspaniałej taktyce walki, ale 7.4. Statki Rzymian również z powodu dużej szybkości i zwrot- ności ich okrętów. Rzymianie własną flotę wojenną zbudowali dopiero w czasie wojen z Kartaginą Greckie statki handlowe (rys. 7.8) budo- (tzw. wojny punickie 264 – 146 p.n.e). Zmu- wane były wg wzorów fenickich i kreteń- szeni do toczenia walki na morzu, Rzymianie skich. Czasami Grecy, ze względu na trudno- zaczęli odnosić zwycięstwa dzięki zastoso- ści z budulcem, zlecali wykonanie statków waniu techniki abordażu. Ich okręty wojenne fenickiemu Tyrosowi. Statki handlowe były nie różniły się zasadniczo od jednostek wy- pękate, typowy stosunek ich długości do sze-

145 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 7.9. Rzymski trójrzędowy okręt wojenny, w części dziobowej jednostki widoczny jest uniesiony pomost bojowy, tzw. kruk korzystywanych przez inne państwa. Stoso- mania licznych wioślarzy oraz ich nocnym wano zatem okręty jedno, dwu i trójrzędowe. odpoczynkiem (na nabrzeżu). Zmuszało to Innowacja wprowadzona przez Rzymian po- statki wiosłowe do podróży wzdłuż wybrzeży legała na zastosowaniu w walce ruchomych zamiast drogą najkrótszą. Poza tym statki ża- pomostów (tzw. kruków), które zrzucano na glowe miały znacznie większą ładowność, okręt nieprzyjaciela, po czym zdobywano go chociażby z powodu uwolnienia przestrzeni w walce wręcz. Typowy kruk (rys. 7.9) miał zajmowanej przez wioślarzy. Niedogodnością postać trapu o długości 11 metrów i szeroko- statków żaglowych była niewielka prędkość, ści ok. 1,3 m, z obu stron posiadał niską balu- odbijająca się na czasie podróży (np. trasę z stradę i utrzymywany był w pozycji uniesio- Egiptu do Rzymu o długości ok. 2.500 km nej. Konstrukcja pomostu umożliwiała jego pokonywano przy dobrej pogodzie w czasie obrót (w zakresie 300°) i zrzucenie na pokład dwudziestu kilku dni). Statki wiosłowe były przeciwnika, w który wbijały się żelazne haki na ogół szybsze. kruka, stabilizując jego pozycję. Po takim Przeciętny rzymski statek handlowy z II pomoście doskonale wyszkoleni legioniści w. n.e. używany do przewozu zboża, miał dwójkami przedostawali się na wrogą jed- długość ok. 25 m, szerokość ok. 8 m i ładow- nostkę, co w zdecydowanej większości koń- ność w zakresie 200 – 250 ton. Budowano czyło się jej zdobyciem. jednak i jednostki bardziej potężne o długości W czasie rozkwitu Rzymu, gdy wytę- do 55 m, szerokości do 12 m i ładowności piono piratów, nastąpił rozwój rzymskiej dochodzącej do 1200 ton. floty handlowej. Statki wykorzystywane były Wspomniany uprzednio wzrost bezpie- do zaopatrywania imperium w różne towary czeństwa żeglugi nie oznaczał, iż w czasach (zboże, tkaniny, wino, oliwę itd.), zwożone z Cesarstwa Rzymskiego nie miały miejsca licznych kolonii rozsianych wokół Morza konflikty zbrojne, przebiegające przy wyko- Śródziemnego. Stosowane były także do rzystaniu okrętów wojennych. Przykładem przewozu wojska i pasażerów. Znacznie tań- takiego konfliktu jest bitwa pod Akcjum (rys. sze w eksploatacji były przy tym statki ża- 7.10), rozgrywająca się w czasie dochodzenia glowe, gdyż w przypadku jednostek wiosło- do sukcesji po Juliuszu Cezarze (100 p.n.e. - wych trzeba było liczyć się z kosztem utrzy- 44 p.n.e.).

146 7. Statki, łodzie i okręty

Rys. 7.10. Bitwa pod Akcjum rozegrana 2 września 31 p.n.e. między Oktawianem Augustem (63 p.n.e. - 14) a Markiem Antoniuszem (83 p.n.e.- 30 p.n.e.) i wspierającą go egipską królową Kleopatrą (69 p.n.e.- 30 p.n.e.). Bitwa zakończyła się zwycięstwem floty Oktawiana. Kleopatra i Antoniusz umknęli z pola bitwy, choć niewykluczone, że był to zaplanowany wcześniej lecz nieudany element taktyczny

okrętów była liczba wioseł stosowanych do ich napędu. Najmniejsze karli miały od 26 do 7.5. Statki Wikingów 30 wioseł, większe sneki od 30 do 40 wioseł, skeidy – od 50 do 60 wioseł, a największe Począwszy od końca X wieku typo- drakkary miały ponad 60 wioseł (nawet 120). wymi okrętami wojennymi Normanów są Najwięcej budowano okrętów najmniejszych longshipy (okręty długie), w odróżnieniu od (karli, sneki), a najmniejszą grupę stanowiły bardziej pękatych jednostek handlowych. największe drakkary, które występowały ra- Longshipy dzielono na trzy klasy, w zależno- czej jako jednostki pojedyncze. ści od wielkości i przeznaczenia. I tak wy- Jak już wspomniano najpopularniejszy różniano: sneki przeznaczone do dalszych okręt z tego okresu to sneka, której długość rejsów, duże skeidy stanowiące na ogół wła- wynosiła 27 – 28 m, szerokość ok. 5 m, zanu- sność ludzi możnych oraz drakkary (rys. rzenie ok. 1 m, a wysokość burty nad linią 7.11), będące własnością wodzów, które w wodną 1,7 m. Żagiel takiego okrętu miał po- czasie działań bojowych spełniały także rolę 2 wierzchnię ok. 130 m i był zawieszony na okrętów flagowych. Oprócz tych okrętów w maszcie o wysokości ok. 18 m. Jednostka skład floty wchodziły także małe jednostki taka mogła zabrać na pokład ok. 90 ludzi. Dla tzw. karli, wykorzystywane do żeglugi przy- porównania drakkar o 60 wiosłach miał dłu- brzeżnej (jako jednostki transportowe) oraz gość ok. 42 – 45 m, szerokość ok. 7 m, zanu- do obrony wybrzeża. Miernikiem wielkości rzenie do 2 m, maszt o wysokości ok. 24 m,

147 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 7.11. Budowa jednego z największych statków Wikingów tj. drakkara

żagiel o powierzchni ok. 240 m2 i mógł snących prostopadle do korzeni wykonywano przewozić do 260 osób. Według sag król elementy wygięte pod kątem prostym, które duński Kanut I Wielki (996-1035) miał po- służyły do wzmacniania wręg. Natomiast dobno okręt o 120 wiosłach, co oznaczałoby, drewno o łagodnej krzywiźnie wykorzysty- że jego długość wynosiła ok. 70 m. Łodzie projektowane i wytwarzane przez Wikingów były stopniowo wypierane (po 1100 roku) przez płaskodenne łodzie hanzeatyckie, które zapoczątkowały nową li- nię statków żaglowych. Odejście przez Wi- kingów od swoich długich łodzi wynikało z faktu, iż nie sprawdzały się one w warunkach ufortyfikowanych miast i zorganizowanej floty przeciwnika. Ponadto, ówcześni władcy chcieli podróżować w większym komforcie i przepychu. Za ostatni akord w historii okrę- tów wikińskich przyjmuje się walkę (1429 r.), w której drakkar został pokonany przez siedem kog. Statki Wikingów były wytwarzane me- todą ciesielki. Ówcześni szkutnicy nie stosowali pił, lecz posługiwali się siekierami o długim i płaskim ostrzu. Klepki poszycia wykonywano rozszczepiając po długości świeżo ścięte pnie drzew (rys. 7.12). Z kolei z pni ro- Rys. 7.12. Przekrój łodzi długiej wykonywanej przez Wikingów 148 7. Statki, łodzie i okręty wane było, jako materiał na wręgi oraz stewę dziobową i rufową. Takie podejście ze względu na korzystny rozkład włókien drewna podnosiło własności wytrzymało- ściowe elementów z niego wykonywanych.

7.6. Statki żaglowe

W okresie średniowiecza w żegludze rozpoczyna się dominacja statków z napędem żaglowym. Należy jednak pamiętać o tym, że w rejonie Morza Śródziemnego, aż do po- Rys. 7.14. Widok holka czątku XVIII wieku wykorzystywane były galery (statki wiosłowe obsługiwane przez kogi były wysokie kasztele z blankami, znaj- niewolników). Poniżej podaje się podsta- dujące się na rufie i dziobie – często wyko- wowe dane na temat wybranych (ważniej- rzystywane jako stanowiska bojowe. Pod szych) rodzajów żaglowców. kasztelami znajdowały się pomieszczenia dla załogi (na dziobie) oraz ważniejszych pasaże- 7.6.1. Koga rów, czy kupców (na rufie). Duże kogi miały długość wynoszącą około 30 m, zanurzenie Koga (kogga) to statek żaglowy, wyko- do 3 m i wyporność dochodzącą do 1000 ton. rzystywany do celów handlowych od XII do Zdominowały one żeglugę morską (handel) w XVI wieku, głównie na Bałtyku i Morzu Pół- północnej części Europy na okres kilkuset lat nocnym. Była to jednostka pękata (stosunek (XII – XVI w.). Współczesną rekonstrukcję długości do szerokości wynosił 3:1), wyposa- kogi przedstawia rys. 7.13. żona w pojedynczy maszt z prostokątnym ża- glem rejowym oraz ster zawiasowy poruszany rumplem. Cechą charakterystyczną 7.6.2. Holk Holk (rys. 7.14) to rodzaj średniowiecz- nego żaglowca używanego na Morzu Północ- nym i Bałtyku w okresie od XIV do XVII wieku. Wywodził się od mniejszej kogi. Po- czątkowo był jednostką jednomasztową, a następnie dwu i trójmasztową. Różnił się od kogi nie tylko wielkością, ale także długą nadbudówką rufową, stanowiącą wydłużony i obniżony kasztel. Trójmasztowe holki na ogół miały dwa maszty z ożaglowaniem rejowym i ostatni maszt z ożaglowaniem łaciń- skim. Po okresie dominacji na morzach zo- stały wyparte przez galeony.

7.6.3. Karawela Karawela (rys. 7.15) to statek trój- masztowy o wysokich nadbudówkach na Rys. 7.13. Koga, rekonstrukcja współczesna dziobie i rufie, wyposażony w ożaglowanie

149 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki który rozwinął się w krajach śródziemnomor- skich w XV wieku. Miał on kadłub z poszy- ciem gładkim (na styk), ster początkowo wio- słowy a później zawiasowy (zapożyczony z północy Europy), zaokrągloną rufę z wysoką nadbudówką oraz drugą niższą nadbudówkę na dziobie (wysuniętą znacznie przed dziob- nicą). Statek na dwóch pierwszych masztach (fokmaszcie i grotmaszcie) miał ożaglowanie Rys. 7.15. Przykłady karaweli rejowe a na ostatnim maszcie (bezanmaszcie) ożaglowanie łacińskie. Karaki rozpowszechniły się także w Eu- łacińskie, co umożliwiało żeglowanie pod ropie północnej, gdzie uległy pewnej ewolu- ostrym kątem do kierunku wiatru. Jednostka cji. Na rufie powstała galeria – balkonik oraz ta była zwykle uzbrojona (4 – 6 dział), a jej pojawiły się zawieszane na burtach beczki z załoga liczyła ok. 50 osób. Pierwsze karawele oliwą i armaty ustawione na pokładzie ru- budowane były w połowie XV wieku, na ba- fówki. Burty kadłuba wzmacniały pionowe zie istniejących portugalskich statków rybac- odbojnice. kich. Jednostki te były wykorzystywane do wieku XVII, a więc w okresie wielkich po- Statki tego typu nadawały się do po- dróży i towarzyszących im odkryć geogra- dróży oceanicznych i używane były przez ficznych (w pierwszej wyprawie Krzysztofa hiszpańskich i portugalskich odkrywców w Kolumba (1451-1506) wzięły udział duże ka- wiekach XV i XVI. Wyporność największych rawele „Pinta” i „Nina”). Wykonywanie tak jednostek dochodziła do 2.000 ton (na ogół długich rejsów wymagało odpowiedniego było to ok. 800 t). W przypadku, gdy była to przygotowania statków, co w konsekwencji jednostka wojenna to uzbrajano ją w balisty, odbiło się na ich konstrukcji (na rys. 7.16 po- a w późniejszym okresie działa (na ogół 3-6). kazano jak zbudowany był kadłub karaweli, Karakami były: „Santa Maria”, na której przystosowanej do podróży oceanicznych). Krzysztof Kolumb (1451-1506) odbył podróż do Ameryki w 1492 r.; „Sao Gabriel” Vasco da Gamy (1469-1524) oraz „Nao Victoria” 7.6.4. Karaka (rys. 7.17) z wyprawy Ferdynanda Magellana Karaka to żaglowy statek handlowy na (1480-1521), która jako pierwsza opłynęła ogół trójmasztowy (rzadko czteromasztowy), świat dookoła.

Rys. 7.16. Przekrój poprzeczny przez kadłub karaweli 150 7. Statki, łodzie i okręty szej ilości kabin dla żołnierzy i osadników podróżujących statkiem została rozwiązana przez wydłużenie i podwyższenie nadbu- dówki rufowej, która liczyła nawet do 7 kon- dygnacji. Nadbudówka dziobowa była z kolei krótka i miała charakterystyczny wysunięty do przodu pomost. Galeony rozwijały się przez okres XVI i XVII w. i wchodziły w skład wielu flot na świecie. Właśnie ze statków tego typu skła- dała się flota angielska w okresie walk z „Niezwyciężoną Armadą” hiszpańską (1588 r.). Galeonu „Golden Hind” używał także słynny korsarz Francis Drake (ok. 1540- 1596) do swych ataków na statki i miasta hiszpańskie. Galeony wchodziły także w Rys. 7.17. Współczesna rekonstrukcja karaki "Nao skład floty polskiej i szwedzkiej podczas bi- Vctoria", która wzięła udział w wyprawie twy pod Oliwą, stoczonej w 1627 r. (rys. Ferdynanda Magellana (1480-1521) 7.19). W XVIII wieku z galeonu powstaje li- niowiec (okręt liniowy), czyli okręt wojenny 7.6.5. Galeon przeznaczony do walki w linii bojowej skła- W wieku XVI w Hiszpanii z południo- dającej się z okrętów płynących w szyku to- woeuropejskiej karaki wykształca się nowy rowym (jeden za drugim). Siła bojowa okrę- typ żaglowca – galeon (rys. 7.18). Statek ten tów liniowych zależała od liczby i wago- cechowała wysoka, zwężająca się ku górze miaru armat jakie były na nich ustawione; nadbudówka rufowa oraz galion (figura na stąd dążenie do zwiększenia wielkości okrę- dziobie związana z nazwą jednostki). Okres tów i liczby pokładów artyleryjskich, na któ- dominacji galeonów na morzach i oceanach rych ustawiono armaty. Na przełomie XVIII- przypada na wiek XVI i XVII, chociaż jednostki tego typu funkcjonują jeszcze i w wieku XVIII. Galeony były jednostkami trójmaszto- wymi (rzadko czteromasztowymi) z żaglami rejowymi na pierwszych dwóch masztach i żaglami łacińskimi na ostatnim lub ostatnich masztach. Miały ładować od 100 do 700 ton, choć trafiały się jednostki o ładowności prze- kraczającej 2.000 ton. Ich długość wahała się od 30 do 60 m, przy szerokości od 7 do 14 m. Uzbrojenie galeonów (w zależności od wiel- kości) stanowiło od kilkunastu do ponad stu dział różnych kalibrów. Powstanie statku tak dużego, a przy tym zwrotnego, który był zdolny do długich rej- sów oceanicznych wynikało z potrzeby komunikacji między Hiszpanią a jej licznymi koloniami w Ameryce. Potrzeba coraz więk- Rys. 7.18. Widok galeonu

151 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 7.19. Bitwa pod Oliwą - rozegrana pomiędzy flotą polską, a eskadrą okrętów szwedzkich 28 listopada 1627 roku na redzie Gdańska

XIX wieku budowane były trójpokładowce nostki: o przeznaczeniu typowo wojennym uzbrojone w ponad 100 armat. W ciągu (tzn. nie będące statkami handlowymi) oraz XVIII wieku powstał podział liniowców na doraźnie uzbrajane lub dozbrajane (w razie klasy, których było sześć. Do I zaliczano wojny). Fregata okazała się w składzie flot okręty największe o liczbie dział 90-100 wojennych okrętem niezwykle użytecznym. (wyporność powyżej 1.100 t.), a do VI – naj- W okresie szczytowym rozwoju żaglowców mniejsze, wyposażone w 16-28 dział (wypor- (czyli na przełomie XVIII i XIX wieku) wy- ność poniżej 200 t.). różniano już kilka rodzajów fregat. W drugiej połowie XIX w. liniowce otrzymały napęd mechaniczny i opancerzenie. Od 1860 r. są one nazywane pancerni- kami. Początkowo mają one niewielką wy- porność („Gloire” - 5.600 ton), która z bie- giem lat stale się zwiększa: w 1880 r. 11.000 ÷15.000 t., podczas I wojny światowej do 32.000 t., zaś w czasie II wojny światowej największy okręt liniowy świata, japoński „Yamato”, osiągnął wyporność 71.659 t.

7.6.6. Fregata wojenna Okręt określany jako „fregata wojenna” (rys. 7.20) to uzbrojona lub nieuzbrojona jednostka handlowa, średniej wielkości (mniejsza niż galeon handlowy). Jej zasadniczą za- Rys. 7.20. Fregata „USS Constitution” (zwodo- letą jest duża prędkość, niewielkie zanurzenie wana w 1797 r.), która jest obecnie najstarszym w i dobre własności w żegludze na wiatr. Po- świecie okrętem wojennym pozostającym w służ- czątkowo istniały tylko dwa typy tej jed- bie czynnej 152 7. Statki, łodzie i okręty Cechą wyróżniającą fregatę był typ oża- glowania (zwany pełnorejowym), który za- wierał się w tym, że na wszystkich trzech masztach rozpinano żagle rejowe. Wyporność fregat wynosiła zwykle od 1.000 do 2.000 ton, a załoga liczyła do 300 osób. Fregaty w zależności od wielkości dzieliły się na cztery klasy jednostek. I tak wyróżniano: I klasę – liniowce trzypokładowe (sporadycznie wy- stępowały także liniowce czteropokładowe); II klasę – liniowce dwupokładowe; III klasę – ciężkie krążowniki (mające od 40 do 50 armat); IV klasę – lekkie krążowniki (od 30 do 40 armat). Mniejsze od fregat były korwety (o wyporności 400÷600 t) oraz slupy (okre- ślane również jako eskortowce).

7.6.7. Żaglowiec wielorybniczy

Początkowo na wieloryby polowali Ba- Rys. 7.21. Odrestaurowany żaglowiec wielorybni- skowie (od XII wieku), którzy stopniowo czy "Charles W. Morgan" (zwodowany w 1841 r.), rozszerzali swoje terytoria łowieckie docie- na którym złowiono ponad 1000 wielorybów rając w XVI wieku aż do wybrzeży Nowej Finlandii (prowincja w Kanadzie). Na prze- punnicze, które umożliwiało trafienie wielo- łomie XVIII i XIX wieku prym w wieloryb- ryba z dalszej odległości. Od tego momentu nictwie światowym uzyskują amerykańskie zaczęto polować na wieloryby korzystając z statki wielorybnicze (rys. 7.21), które budo- większych łodzi, często napędzanych silni- wane były w Nowej Anglii (region USA kiem parowym. składający się z 6 stanów: Maine, New Na statku wielorybniczym panowały Hampshire, Vermont, Massachusetts, Rohde trudne warunki. Dla załogi przeznaczona była Island i Connecticut). Były to fregaty lub mała przestrzeń, gdyż jak najwięcej miejsca trzymasztowe barki o stosunkowo dużym za- wygospodarowywano na zdobycz, którą nurzeniu, które mogły pomieścić dużą liczbę gromadzono w trakcie rejsu (trwającego cza- beczek z tranem, wytapianym na pełnym mo- sami nawet i dwa lata). Piec z kotłem do wyrzu w specjalnych piecach. W tym czasie tapiania oleju instalowano na pokładzie w rząd USA (podobnie jak rządy innych płaskim zbiorniku zalanym wodą (w ten spo- państw) wypłacał specjalną premię za każdą sób zabezpieczano się przed zaprószeniem beczkę tranu. Miało to na celu przyciągnięcie ognia). Przerób mięsa wielorybiego oraz do wielorybnictwa jak największej liczby lu- wytop tranu na pokładzie powodował, iż cała dzi, z których w razie konieczności rekruto- jednostka pokryta była tłustymi plamami, wano załogi statków wojennych (w przy- które stawały się znakiem rozpoznawczym padku zaistniałego konfliktu). tych jednostek. Innymi cechami rozpoznaw- Praca wielorybników była bardzo trudna czymi były podwieszone na burtach statku i niebezpieczna, bowiem polowało się na łodzie używane do polowań oraz nieodłączny wieloryby z pokładów wiosłowych łodzi (o fetor, powstający z rozkładających się resztek długości ok. 8 m), używając harpuna ręcz- tłuszczu. nego. Dopiero w roku 1864 Norweg Svend Foyn (1809-1894) skonstruował działko har-

153 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki 7.6.8. Kliper 7.6.9. Szkuner Kliper (rys. 7.22) to smukły, bardzo Szkuner to żaglowiec posiadający dwa szybki żaglowiec, wyposażony w trzy lub lub więcej masztów o ożaglowaniu skośnym. cztery maszty. Nazwa tych jednostek pocho- Pomimo tego, iż statki te były rozpowszech- dzi od angielskiego słowa „clip”, oznaczają- nione w Europie (w krajach basenów Morza cego dużą szybkość. Klipry powstały na po- Północnego i Bałtyku), to do ich głównego czątku XIX wieku i osiągały zawrotne pręd- rozwoju doszło w Ameryce Północnej. kości, dochodzące do 21 węzłów. Długość Tamże począwszy od drugiej połowy XIX w. tych statków dochodziła do 50 m przy 10 m coraz częściej zaczęły pojawiać się szkunery szerokości. Obsługiwały one dalekie trasy, trzy-, cztero- i pięciomasztowe, których ob- przewożąc ładunki o krótkiej trwałości oraz sługa wymagała małolicznej załogi. Najlep- pocztę. szym przykładem może być tutaj sześcio- Koniec ery kliprów, trwającej zaledwie masztowy szkuner „Wyoming” (rys. 7.23), 30 lat, wymusił postęp techniki. Pomimo najdłuższy drewniany statek świata (108 m), tego, iż statki te mogły rozwijać miejscami który miał pojemność 3.730 BRT (1 BRT = 3 prędkości nieosiągalne dla ówczesnych pa- 2,83 m ) oraz nośność 6.000 t, a wymagał rowców, to było im coraz trudniej konkuro- załogi liczącej tylko 12 osób. wać z napędem parowym. Przyjmuje się, że Szkunerem był również jedyny sied- budowa linii kolejowej (1855 r.) w Prze- miomasztowy żaglowiec świata, „Thomas W. smyku Panamskim oraz otwarcie Kanału Su- Lawson” – rys. 7.24 (długość całkowita 132 eskiego (1869 r.) były przyczynami zmierz- m, szerokość 15 m, załoga 16 osób), którego chu kliprów. Jednostki te były co prawda stalowy kadłub mieścił prawie 8.000 t węgla, wykorzystywane jeszcze przez szereg lat, ale przewożonego z Filadelfii do Teksasu. Ze stopniowo zaczęły pełnić role pomocnicze, względu na duże zanurzenie (8,5 m) statek by w XX wieku ostatecznie zniknąć z mórz i nie mógł zawijać do większości portów, a w oceanów. ciężkich warunkach meteorologicznych był

Maszt główny, wysokości 46 m

Pokład główny

Nadbudówka dziobowa, niewielkie wyniesienie na całej szerokości Międzypokład, położony między Ładownia pokładu na przedzie pokładem głównym a ładownią statku

Rys. 7.22. Kliper herbaciany „Cutty Sark”, który pokonywał wody oceanu z prędkością do 14 węzłów (25 km/h) 154 7. Statki, łodzie i okręty

Rys. 7.23. Najdłuższy okręt drewniany świata – szkuner „Wyoming” o długości 108 m bardzo trudny w obsłudze. Dlatego właśnie po przebudowie był eksploatowany do prze- Rys. 7.25. Model „Pyroscaphe”, pierwszego statku wozów ropy naftowej z Zatoki Meksykań- z napędem parowym skiej do portów północno-wschodniego wy- brzeża Stanów Zjednoczonych. W 1907 r. zbudował francuski arystokrata, markiz wioząc ropę do Londynu w czasie sztormu Claude François de Jouffriy d'Abbans (1751- rozbił się na skałach wysp Scilly. 1832). Wynalazca nazwał łódź "Pyroscaphe" Wielkie szkunery, mimo tego, że przy- (ognisty statek) i pomyślnie przeprowadził na nosiły znaczne oszczędności w porównaniu z rzece próby pierwszego parowca. Był to sta- innymi żaglowcami, a także zaopatrzone były tek rzeczny (rys. 7.25) o długości 45 m i peł- w silniki pomocnicze do stawiania żagli i pa- nił służbę przez około 1,5 roku. rowe maszyny sterowe, nie wytrzymały w Pierwszym poważniejszym parostat- rywalizacji z parowcami. Niektóre wielkie kiem był "Clermont" (rys. 7.26) spuszczony szkunery były jednak eksploatowane aż do na wodę w Ameryce w roku 1807. Twórcą 1939 r. jego był Robert Fulton (1765-1815), uważany powszechnie za ojca żeglugi parowej. Dane techniczne tego statku to: długość 40 m, sze- rokość 5,5 m, moc maszyny parowej 20 KM. Maszyna wprawiała w ruch dwa koła łopat- kowe (o średnicy 4,6 m) umieszczone po bokach kadłuba i wykonujące 20 obr/min. Pręd- kość statku wynosiła ok. 5 węzłów, dzięki czemu jego pierwszy rejs po rzece Hudson z Nowego Yorku do Albany (150 mil) trwał 32 godziny.

Rys. 7.24. Siedmiomasztowy szkuner „Thomas W. Lawson”

7.7. Parowce Przyjmuje się, że pierwszy statek (zwodowany w 1783 roku) z napędem parowym Rys. 7.26. Statek parowy „Clermont”

155 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Największym parowcem XIX wieku był „Great Eastern” (rys. 7.28), zaprojektowany przez Isambarda Kingdom Brunela i zwodowany w 1858. Jego pojemność wynosiła 18.914 BRT (1 BRT=2,83 m3), długość - 211 metrów, szerokość - 25 metrów, wysokość - 18 metrów. Great Eastern posiadał podwójne stalowe poszycie, konstrukcję nitowaną oraz dwa pędniki - czterołopatkową śrubę napę- dową i dwa koła łopatkowe o średnicy aż 17 m. Jako napęd pomocniczy miał także moż- liwość rozpięcia ożaglowania. Umożliwiał przewiezienie w rejsie dookoła świata bez Rys. 7.27. Statek parowo-żaglowy „Savanach” zawijania do portów 4000 pasażerów. Kło- poty ze znalezieniem dostatecznej liczby pa- 20 czerwca 1819 miał miejsce fakt, sażerów sprawiły, że został przerobiony na który stał się symbolem przełomu, mianowi- statek do kładzenia telegraficznego kabla cie parowiec „Savannah” (rys. 7.27) płynący podmorskiego i posłużył w 1865 do ułożenia częściowo (przez 10 ostatnich dni) pod ża- 4200 kilometrów kabla na dnie Atlantyku. glami, jako pierwszy statek napędzany parą Zezłomowany został w 1889. przepłynął Atlantyk. Tego dnia przybył on do W największe parowe silniki tłokowe Liverpoolu w Anglii, a cała podróż zabrała wyposażony był z kolei najsłynniejszy (a za- mu 27 dni. Dla porównania na przepłynięcie razem tragiczny) w historii transatlantyk, tj. Atlantyku Krzysztof Kolumb (1451-1506) w „Titanic” (rys. 7.29). Ten zwodowany 31 1493 roku potrzebował 70 dni, Benjamin maja 1911 roku statek miał czterocylindrowe, Franklin (1706-1790) płynący żaglowcem trójprężne rzędowe silniki parowe typu od- pod koniec XVII wieku 42 dni, a parowiec wróconego. Każdy z nich mierzył 12 metrów "Great Estern" w roku 1860 tylko 11 dni. wysokości, a ich cylindry miały 1,5 metra

Rys. 7.28. Największy parowiec XIX wieku – statek „Great Eastern”, zwodowany w 1858 roku

156 7. Statki, łodzie i okręty

Zbyt mało było łodzi W ładowaniach statku ratunkowych (z uwagi na anajdowało się m.in. przestarzałe przepisy), w pięc fortepianów i których mogła się pomieścić samochód marki zaledwie połowa pasażerów „Renault” Miał dwa maszty, choć na statku nie było żadnych żagli

Titanic miał wyporność około 52.250 Statek miał aż 29 kotłów i 159 ton i mierzył 269 m długości palenisk

Rys. 7.29. RMS (ang. Royal Mail Steamer) Titanic – brytyjski transatlantyk typu Olympic, należący do towarzystwa okrętowego White Star Line, który zatonął tragicznie 14 kwietnia 1912 roku

średnicy. Układ napędowy statku składał się z 3 śrub - silniki tłokowe zdolne były do ob- 7.8. Pancerniki racania zewnętrznych trójskrzydłowych śrub z prędkością do 80 obrotów na minutę. Śruba Pancerniki to klasa silnie opancerzo- środkowa, czteroskrzydłowa, napędzana była nych okrętów wojennych, stanowiąca, od turbiną pracującą na parę odlotową z silni- czasu powstania w drugiej połowie XIX ków tłokowych. Z trzech śrub statku dwie ze- wieku do II wojny światowej, trzon większo- wnętrzne, o średnicy 7,2 metra, mogły pra- ści flot wojennych. Przeznaczeniem pancer- cować zarówno przy normalnym jak i ników było zapewnienie panowania na mo- wstecznym kierunku pracy, natomiast nie rzach poprzez wygrywanie bitew artyleryj- było możliwości odwrócenia kierunku obro- skich i niszczenie wrogich jednostek nawod- tów śruby środkowej, pięciometrowej nych. (uboczny skutek napędu turbiną). Czyniło to Początki klasy pancerników sięgają tę śrubę nieprzydatną przy hamowaniu awa- 1860 r., kiedy we Francji zbudowano drew- ryjnym wspomaganym śrubami. Wszystko to nianą fregatę pancerną „Gloire”, a w odpo- pozwalało osiągać Titanicowi prędkość 23-24 wiedzi na nią w Wielkiej Brytanii rok później węzłów. zbudowano pierwszy stalowy pancernik Niestety „Titanic” podczas swojego „Warrior”. W ciągu następnych kilkudziesię- dziewiczego rejsu z Southampton do Nowego ciu lat nastąpił żywiołowy rozwój pancerni- Jorku przez Cherbourg i Queenstown, zderzył ków i wyścig zbrojeń w ich budowie. się 14 kwietnia 1912 roku z górą lodową i Podczas wojny secesyjnej w 1862 do- zatonął. Jego katastrofa spowodowała nowe- szło do słynnego pojedynku „Merrimaca” lizację praw i zasad bezpieczeństwa mor- (właściwie: „Virginii”) z „Monitorem” (rys. skiego. Kadłub okrętu był podzielony na 16 7.30) – pierwszej bitwy między opancerzo- przedziałów wodoszczelnych, z których nymi okrętami. Pomimo, że były to jedynie uszkodzeniu uległo 6 (a mogło najwyżej 2). niewielkie jednostki przybrzeżne, pojedynek Uratowało się 706 osób z 2223. ten pokazał znaczenie pancerza. W drugiej połowie XIX wieku koncepcja pancerników

157 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 7.31. „Potiomkin” (zwodowany w 1900), symbol rewolucji z 1905 roku

nie torpedowe, natomiast nie posiadały arty- Rys. 7.30. „CSS Virginia” - okręt pancerny Kon- federacji (rys. górny) oraz „USS Monitor” - pierw- lerii przeciwlotniczej. Uzbrojenie przeciwlot- szy okręt z uzbrojeniem umieszczonym w obroto- nicze dodane zostało dopiero przed II wojną wej wieży artyleryjskiej (rys. dolny) światową. Wyporność przeddrednotów wynosi od 10 do 15 tysięcy ton, prędkość do 18 dopiero ewoluowała i dlatego wyróżniano węzłów. Ostatnie z przeddrednotów - japoń- różne ich klasy, jak fregata pancerna, pancer- ski typ Satsuma i francuski typ Danton nik kazamatowy, pancernik wieżowy, a w (1911) miały wyporność do 19.000 t. Po- końcu pancerniki XIX-wieczne uzyskały cząwszy od 1906 roku pancerniki tej genera- pierwszą dojrzałą formę określaną jako cji zaczęły być wypierane przez konstrukcje przeddrednoty (umowne określenie gene- nowego typu - drednoty. Przykładem pancer- racji okrętów liniowych – pancerników - bu- nika tego typu jest „Potiomkin”, pokazany na dowanych od lat 80. XIX wieku do 1911 rys. 7.31. roku). Drednot to określenie generacji pan- Typowy pancernik generacji przeddred- cerników (okrętów liniowych) budowanych notów był napędzany maszynami parowymi z od 1906 roku do 1922 roku. Nazwa pochodzi centralnie umieszczoną kotłownią opalaną od nazwy brytyjskiego pancernika HMS węglem. Większość była uzbrojona w 4 „Dreadnought” - rys. 7.32, który wszedł do działa głównego kalibru umieszczone w służby w grudniu 1906 roku jako pierwszy dwóch wieżach lub barbetach na dziobie i na rufie, oraz kilka do kilkunastu dział średniego kalibru (zwykle 150 mm) w kazamatach. Ka- liber dział artylerii głównej zwykle wynosił 305 mm ÷ 343 mm, na niemieckich okrętach - 280 mm. Późniejsze przeddrednoty (nazywane czasami semi-drednotami) posiadały oprócz 4 dział głównego kalibru, od 4 do 12 dział drugiego głównego (mniejszego) kalibru (203 mm ÷ 240 mm) w wieżach umieszczonych na burtach. Przeddrednoty posiadały również działa mniejszego kalibru do zwal- Rys. 7.32. Pierwszy drednot - HMS „Dread- czania torpedowców oraz podwodne wyrzut- nought” z 1906 roku

158 7. Statki, łodzie i okręty okręt zbudowany według nowych koncepcji. Następnym etapem rozwoju okrętów li- W stosunku do wcześniejszych pancerników niowych były dopiero znacznie doskonalsze (zwanych przeddrednotami), drednoty cha- tzw. szybkie pancerniki, budowane od po- rakteryzowały się: łowy lat trzydziestych XX wieku. Szybkie znacznie silniejszą artylerią główną, zło- pancerniki połączyły cechy drednotów, takie żoną z 8÷12 dział jednolitego dużego jak silne opancerzenie i duża wytrzymałość, z kalibru, o wielkim zasięgu; podstawową zaletą krążowników liniowych, czyli dużą prędkością. większą prędkością, wynoszącą 20-21 węzłów, osiąganą w większości kon- Przykładem pancernika szybkiego jest strukcji dzięki zastosowaniu turbin pa- „Bismarck” (rys. 7.33), okręt niemiecki z rowych; okresu II wojny światowej. Budowę tej jednostki rozpoczęto 1 lipca 1936 roku w stoczni wykształceniem się systemów kierowania ogniem artylerii, poprawiających jej Blohm und Voss w Hamburgu. Pancernik Bi- celność na duże odległości (od około smarck wszedł do służby w Kriegsmarine 24 1911 roku). sierpnia 1940 r. Jego dowódcą został koman- dor Ernst Lindemann (1894-1941). 28 wrze- Drednoty były główną siłą bojową flot śnia 1940 "Bismarck" wyszedł w swój pierw- wojennych podczas I wojny światowej, szy rejs do Gdyni, która miała być jego zwłaszcza stanowiły uzbrojenie brytyjskiej i głównym portem postojowym. Okręt został niemieckiej floty liniowej. Największym ich przeznaczony wraz z innymi jednostkami starciem była Bitwa Jutlandzka 31.05-1.06. ("Scharnhorstem", "Gneisenau", "Prinz Eu- 1916, w której żaden z drednotów nie został genem" i "Tirpitzem"), do działań mających zatopiony, w przeciwieństwie do innych ro- wiązać okręty Royal Navy i tym samym dzajów okrętów liniowych. umożliwiać innym jednostkom swobodę Cechy drednotów, takie jak silna i jed- działania przeciwko konwojom zaopatrze- nolita artyleria oraz potężne siłownie, zdolne niowym. Jednakże wkrótce (10.05.1941 r.) do rozwijania jeszcze większych prędkości, został zatopiony przez okręty brytyjskie. miały także powstałe równocześnie z nimi krążowniki liniowe, mające jednak słabsze opancerzenie. Generację drednotów zakoń- 7.9. Lotniskowce czył Traktat Waszyngtoński z 1922 roku, za- braniający budowy nowych pancerników do Lotniskowce to klasa okrętów wojen- 1931 roku, co następnie przedłużono do 1936 nych, której głównym zadaniem jest prowa- roku. dzenie operacji bojowych za pomocą bazują-

Na pokładzie znajdowały się 4 „Bismarck” uzbrojony był w 8 dział wodnosamoloty Arado Ar 196, kalibru 380 mm oraz 12 dział kalibru które startowały ze specjalnych 150 mm katapult

Napęd zapewniały trzy zestawy turbin o Okręt miał ponad 250 m długości łącznej mocy ok. 153.000 KM (110 MW)

Rys. 7.33. Pancernik DKM „Bismarck”, zatopiony przez aliantów 10 V 1940 roku

159 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki niczych, natomiast za główną siłę uderze- niową uznano samoloty. Początkowo lotniskowce nie zdobyły uznania i uważane były za okręty co najwyżej pomocnicze wobec pancerników i używane były przede wszystkim do rozpoznania (cho- ciaż w latach międzywojennych sporą karierę zrobiła wizja lotniskowca-raidera zwalczają- cego żeglugę za pomocą dział i samolotów). Przyczyną takiego podejścia była niska sprawność ówczesnych samolotów. Stan ten Rys. 7.34. „USS Langley”– pierwszy amerykański lotniskowiec. Okręt został zbudowany w 1913 r. trwał aż do początków II wojny światowej. jako węglowiec pod nazwą „USS Jupiter”. Dopiero brytyjski atak na włoską bazę floty W 1920 r. rozpoczęto jego przebudowę na w Tarencie i wzorowany na nim atak na Pearl lotniskowiec i nazwano imieniem Samuela Harbor dokonany przez japońskie lotnictwo Pierponta Langley'a pokładowe, a potem zatopienie dwóch brytyjskich pancerników „Prince of Wales“ i „Re- cych na nich samolotów i przystosowana do pulse“, przez lotnictwo japońskie w bitwie tego celu konstrukcyjnie, przede wszystkim pod Kuantanem zmieniło sytuację. przez posiadanie pokładu startowego. Pierw- W trakcie II wojny światowej ustalił się sze okręty tej klasy powstały pod koniec I podział na lotniskowce floty służące jako wojny światowej, następne odegrały dużą główna siła oraz lotniskowce lekkie – śred- rolę w walkach II wojny światowej, szcze- niej wielkości, służące do wspierania głów- gólnie na Pacyfiku. W chwili obecnej tylko nych sił (klasyfikacja ta jednak poza amery- USA posiadają większą flotę lotniskowców. kańską flotą nie jest oficjalna). Trzecią grupą Ponadto Francja, Rosja i Brazylia mają nie- były lotniskowce eskortowe zwane też po- liczne lotniskowce uderzeniowe, a Wielka mocniczymi i konwojowymi, w ich budowie Brytania, Indie, Hiszpania, Włochy oraz specjalizowały się floty amerykańska i bry- Tajlandia lekkie lotniskowce dla samolotów tyjska. Podstawowymi zadaniami tej grupy V/STOL. Lotniskowiec porusza się wraz z okrętów była eskorta konwojów i zespołów tzw. grupą uderzeniową, składającą się z fre- okrętów nawodnych oraz zwalczanie okrętów gat, niszczycieli, okrętów podwodnych. podwodnych. Obecnie ten podział jest nie- Grupa taka jest w stanie samodzielnie prowa- aktualny i funkcjonuje inny. Według teraź- dzić działania wojenne na wielkim obszarze. niejszych kryteriów dzieli się lotniskowce na Pierwsze lotniskowce powstawały za- uderzeniowe (najczęściej z napędem atomo- zwyczaj jako jednostki przebudowywane z wym), lotniskowce średniej wielkości i śmi- innych okrętów – np. krążowników, jak bry- głowcowce (przeznaczone głównie do prze- tyjski „Furious”, czy statków handlowych, noszenia śmigłowców i grup szturmowych). jak amerykański „Langley“ – rys. 7.34, czy Lotniskowce mają różną wyporność w japoński „Hosho”. Przebudowa polegała zależności od klasy i przeznaczenia, uzbroje- przede wszystkim na likwidacji dotychcza- nie tak samo jest zmienne. Na przykład lekki sowych nadbudówek i uzbrojenia oraz nad- lotniskowiec japoński „Hosho“, przebudo- budowaniu nowych pomieszczeń i hangarów wany ze statku towarowego, miał wyporność dla samolotów, przykrytych płaskim pokła- standardową 7410 ton, pełną 10000 ton i za- dem lotniczym. Mimo, iż niektóre wczesne bierał w morze kilkanaście maszyn (w póź- lotniskowce miały także dość silne uzbrojenie niejszym okresie 8 samolotów używanych do artyleryjskie do walki z okrętami, to później ę ograniczono je do tylko do dział przeciwlot- zwalczania okr tów podwodnych). Przebu-

160 7. Statki, łodzie i okręty

„Nimitz” może pomieścić na pokładzie do 90 samolotów Na „wysepce” nadbudówki znajduje się mostek dowodzenia i Pokład sterowy ma nawigacji powierzchnię 1,8 hektara (18.200 m2)

Lotniskowiec zasilają dwa reaktory jądrowe, a napęd zapewniają cztery silniki Hangar pod pokładem, gdzie są magazynowane i poddawane konserwacji samoloty, rozciąga się prawie na całej długości statku

Rys. 7.35. Lotniskowiec „USS Nimitz” ma 333 metry długości i 18 pięter wysokości (od stępki do masztu), ma własny szpital z 53 łóżkami, kaplicę, pocztę a nawet 5 dentystów dowany z okrętu liniowego, „Kaga” miał wy- ve militari” przedstawia rysunek okrętu pod- porność standardową 38.200 i pełną 43.650 wodnego. Jest to jednak tylko czysta teoria, ton, zabierał w morze początkowo 81 ma- nie poparta przez autora żadnym opisem szyn, potem liczba ta spadła do 66. Zbudo- technicznym. wany w latach trzydziestych od podstaw jako 1580 - William Bourne (1535-1582), angiel- okręt lotniczy „Yorktown“ miał wyporność ski właściciel zajazdu oraz naukowiec ama- standardową 19.800 ton i pełną 25.400, i za- tor, przedstawia pierwsze plany okrętu pod- bierał w morze do 90 samolotów. Obecnie wodnego (rys. 7.36). Wyjaśnia w nich spo- budowane okręty są jeszcze większe, amery- sób, dzięki któremu okręt może się zanurzać kańskie lotniskowce uderzeniowe o napędzie pod wodę i jednocześnie nie tonąć. Opiera się atomowym typu „Nimitz“ (rys. 7.35) mają wyporność standardową 82.320 ton i pełną przekraczającą 92.000 ton, cztery podnośniki, cztery katapulty i ponad 90 samolotów i śmi- głowców. Załogę stanowi 5200 osób (razem z personelem lotniczym).

7.10. Łodzie podwodne Ważniejsze wydarzenia związane z hi- storią łodzi podwodnych podano w formie kalendarium, ogniskując się przede wszystkim na okresie sprzed I wojny światowej. 1472 - Inżynier wojskowy z Wenecji Robert Valturio (1405-1475) w swojej książce „De Rys. 7.36. Schemat okrętu podwodnego Bourne’a

161 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki żony był w taran (rys. 7.38), którym atako- wano jednostki nieprzyjaciela. 1773 - Anglik John Day buduje pierwszą łódź podwodną z odłączalnym balastem (kamienie przytwierdzone do zewnętrznej części ka- dłuba, zwalniane z wewnątrz okrętu). Roz- wiązanie takie sprawdziło się ale tylko na płytkiej wodzie. Day zachęcony przez pew- nego hazardzistę buduje większy model swojej łodzi. Teraz przyjmuje zakłady o to, jak długo może pozostać pod wodą. Po spuszczeniu łodzi na wodę okazuje się jed- Rys. 7.37. Łódź podwodna przepływa pod nak, że przytwierdzone kamienie są zbyt lek- Tamizą, 1623 r. kie, aby łódź mogła się zanurzyć. Zaczęto więc dokładać dodatkowe kamienie. W pew- w swoich planach na zjawisku wyporności nym momencie łódź gwałtownie poszła na wody. Okręt miał być wodoszczelny dzięki dno. Dayowi nie udało się zrzucić zbędnego wykorzystaniu przy jego budowie skóry. Z balastu i wypłynąć z powrotem na po- pomysłu tego skorzystano przy projektowa- wierzchnię. Nikt z załogi się nie uratował. niu okrętów podwodnych w Anglii (1729 r.) 1776 – Amerykanin David Bushnell (1740- oraz Francji (1863 r.). 1824) konstruuje pojazd podwodny, który 1623 - Cornelius Drebbel (1572-1633), Ho- nazywa "Turtle" (rys. 7.39). Jest on zbudo- lender który od 1603 roku na dworze angiel- wany w kształcie jajka, w środku którego skim Jakuba I (1566-1625) pełni rolę wyna- znajduje się miejsce dla jednego członka za- lazcy (w innych źródłach można znaleźć łogi. Operując dwoma śrubami Archimedesa, wzmiankę, że był lekarzem), buduje pierwszy napędzanymi ręcznie "Turtle" mógł się poru- działający okręt podwodny, który może zanu- szać zarówno w pionie jak i w poziomie. Po- rzać się na głębokość do 15 stóp. Jest to łódź wiosłowa, napędzana przez dwunastu wiośla- rzy znajdujących się wewnątrz niej. Pierwszy rejs okrętu podwodnego odbywa się na Ta- mizie (rys. 7.37). 1653 – Francuz De Son projektuje "Rotter- dam Boat", pierwszy okręt podwodny, który powstał w celu niszczenia jednostek nawodnych wroga (okrętu tego prawdopodobnie używała Belgia w wojnie z marynarką An- glii). Okręt miał długość 72 stóp i wyposa-

Rys. 7.38. Łódź „Rotterdam Boat” zaprojekto- Rys. 7.39. Pojazd podwodny „Turtle”, skonstru- wana przez Francuza De Son owany przez Davida Bushnell’a, 1776 r.

162 7. Statki, łodzie i okręty

Rys. 7.41. Okręt parowy „David”, zbudowany przez Francisa Lee, 1862 r.

cylindryczny kadłub ze stalowym szkieletem pokrytym blachą miedzianą. Jego załoga składa się z 3 osób. Podczas jednej z prób pozostaje pod wodą przez 6 godzin (powietrze do wnętrza okrętu dostarczane było przez tubę sięgającą powierzchni wody). "Nautilus" jest jakby przedłużoną wersją "Turtle,a". Do Rys. 7.40. Współczesna replika okrętu podwod- poruszania na powierzchni używa żagla, a nego „Nautilus”, zbudowanego przez Roberta pod wodą ręcznie napędzaną śrubę. Po pew- Fultona, 1800 r. nym czasie stosunki Fultona z rządem znów się pogarszają. W ostateczności sprzedaje on wietrza w zanurzeniu wystarczało tylko na "Nautilusa" na złom i udaje się do Anglii, około 30 minut, jednak gdy pojazd płynął po gdzie kontynuuje swoje eksperymenty. powierzchni (lub w półzanurzeniu) mogło być ono częściowo pobierane z zewnątrz. 1862 - kapitan Konfederatów w Wojnie Sece- Pojazd wyposażony był w zbiornik wodny, syjnej Francis D. Lee buduje częściowo pod- który poprzez jego zapełnianie lub opróżnia- wodny okręt "David" o napędzie parowym nie umożliwiał zmianę zanurzenia pojazdu. (rys. 7.41). Jednostka ta mogła pływać w nie- "Turtle" uzbrojony był w beczkę wypełnioną pełnym zanurzeniu (wtedy nad powierzchnię prochem, której eksplozja sterowana była wody wystawał jedynie komin oraz niewielka mechanizmem zegarowym. część pokładu z włazem, przez który napły- wało do wnętrza okrętu powietrze). Ponieważ 1797 - Robert Fulton (1765-1815) składa jednostka musiała pływać z otwartym wła- ofertę rządowi francuskiemu na budowę zem przyczyniło się to do zatopienia kilku okrętu podwodnego „Mechanical Nautilus”, wersji Davida. Okręt uzbrojony był w minę który może być użyty w wojnie przeciwko kontaktową umieszczoną na długim wytyku. Wielkiej Brytanii. Łódź jest kilkuosobowa i napędzana ręcznie. Może schodzić na głębo- 1864 – „CSS H. L. Hunley” (rys. 7.42) po kość do 8 metrów. Mimo przedstawionych miesiącach żmudnego treningu załogi odnosi zalet rząd francuski odmawia Fultonowi swoje pierwsze zwycięstwo dnia 17 lutego. przyznania środków finansowych na wybu- Na redzie Charlestone zatapia 20-działową dowanie okrętu. korwetę „Housatonic”. Jest to pierwszy okręt wojenny, który został zatopiony przez okręt 1800 - Robert Fulton po wielu staraniach podwodny. Nie obyło się tutaj jednak bez uzyskuje fundusze na zbudowanie "Nauti- tragicznych wydarzeń. Krótko po ataku lusa" (rys. 7.40). Przeprowadza kilka uda- "Hunley" znika. Przypuszcza się, że zatonął z nych prób. Okręt ma wyporność 9 ton, pod całą załogą. Dopiero w 1995 roku udaje się wodą może osiągnąć prędkość do 4 węzłów, zlokalizować jego wrak. Znajduje się on w maksymalne zanurzenie to 25 stóp. Posiada

163 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 7.42. Łódź podwodna „CSS H. L. Hunley”, napędzana ręcznie, która jako pierwsza w historii zato- piła jednostkę nieprzyjacielską - korwetę „Housatonic”, 17 II 1864 r. odległości około 1000 jardów od miejsca, w 1876 - polski inżynier, konstruktor na służbie którym przeprowadzono atak w 1864 roku. carskiej Stefan Drzewiecki (1844-1938) bu- Najbardziej prawdopodobną przyczyną jego duje niewielki okręt podwodny (rys. 7.43), zatonięcia było zalanie włazu doprowadzają- który napędzany jest pod wodą silnikiem cego do okrętu powietrze (np. przez falę elektrycznym czerpiącym energię z akumu- spowodowaną przez okręt płynący na pomoc latorów. Tym samym Polak jest prekursorem tonącemu „Housatonicowi”). Podczas lata tego typu rozwiązania, które stosowane jest roku 2000 wrak podniesiono z dna i poddano później podczas I i II wojny światowej. Okręt konserwacji dla umożliwienia wystawienia ma 4,5 metra długości oraz 1,5 średnicy. Jed- go w muzeum. nostka uzbrojona jest w dwie miny, które 1867 - angielski inżynier Robert Whitehead można podkładać pod kadłub wrogiego (1823-1905) przedstawia plany „miny z wła- okrętu. snym napędem”, którą nazywa „Automobile 1878 - John Phillip Holland (1840-1914) Torpedo”. Jest to przodek torpedy stosowanej uzyskuje środki na budowę prototypu swo- obecnie na okrętach podwodnych. jego okrętu. Nazywa go" Holland No 1". 1869 - U. S. Navy rozpoczyna produkcję tor- Okręt wyposażony jest w silnik benzynowy. ped Whiteheada na szeroką skalę. Specjalnie Przechodzi wszystkie próby pomyślnie, co dla wykorzystania nowej broni tworzy nastę- pujące klasy okrętów: torpedowiec, kontrtor- pedowiec oraz niszczyciel torpedowy. 1874 - irlandzki imigrant mieszkający w New Jersey John Phillip Holland (1840-1914) przedkłada Sekretarzowi Marynarki Wojen- nej Stanów Zjednoczonych projekt okrętu podwodnego swojego pomysłu (długość 15,5 stopy, załoga składająca się z 1 osoby „noż- nie” napędza śrubę napędową oraz zajmuje się kontrolą zbiornika balastowego o pojem- ności 1 m3). Niestety wynalazca spotyka się z odmową wsparcia finansowego. Rys. 7.43. Łódź podwodna skonstruowana przez Stefana Drzewieckiego 164 7. Statki, łodzie i okręty

Rys. 7.44. „Fenian Ram” – łódź podwodna zbudowana przez Hollanda, 1881 r. skłania Hollanda do zbudowania kolejnej I wojna światowa udowodniła jak ważną i większej jednostki. istotną bronią, mogącą znacznie przeważyć 1881 - Holland buduje „Fenian Ram” (rys. szalę zwycięstwa w konfliktach między róż- 7.44). Okręt podwodny o długości 33 stóp, nymi państwami są okręty podwodne. Wiel- uzbrojony w taran na dziobie oraz działo. kie okręty liniowe takie jak krążowniki czy Może on osiągać prędkość do 9 węzłów w pancerniki nagle stały się zupełnie bezbronne zanurzeniu i być pod wodą około 1 godziny. mając przeciwko sobie małe, skrycie działa- Maksymalne zanurzenie wynosi 60 stóp. jące okręty podwodne. Nikt z ówczesnych 1900 - 11 kwietnia marynarka Stanów Zjed- dowódców nie sądził, iż okręty podwodne noczonych kupuje za 150.000$ Hollanda VI. mogą w znaczny sposób przyczynić się do Budowa okrętu kosztowała 236.615$, jednak wygrania konfliktów morskich, budowano postanowiono sprzedać ją poniżej kosztów więc coraz większe i potężniej opancerzone produkcji, ze względu na możliwą reklamę okręty liniowe. Sukcesy okrętów podwod- mogącą spowodować sprzedaż kolejnych nych w pierwszych miesiącach wojny były jednostek. Odniosło to skutek, marynarka zamówiła kolejną jednostkę, a w sierpniu na- stępne 6 - ze względu na to, że wroga Hisz- pania posiadała już wtedy dwa okręty podwodne. Okręt wpisany zostaje do rejestru marynarki jako „USS Holland”. 1906 - Niemcy wodują U-1 (zmodyfikowana wersja "Karpia" Kruppa). Jest to pierwszy U- Boot. Ma on długość 139 stóp, wyporność 239 ton i zasięg 2.000 mil przy prędkości 11 węzłów w wynurzeniu oraz 9 w zanurzeniu. W tym samym czasie Francuzi mają już około 60 okrętów podwodnych (mniej więcej tyle samo okrętów tego typu ma Wielka Brytania). U-1 znajduje się obecnie w muzeum w München w Niemczech (rys. 7.45). Dla lepszej prezentacji wnętrza okrętu usu- Rys. 7.45. Wnętrze niemieckiej łodzi podwodnej nięto jedną stroną poszycia kadłuba. U-1, 1906 r. 165 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

antena peryskop, służący do radiowa obserwacji powierzchni morza, gdy okręt pozostaje w zanurzeniu

pokrywa luku torpedowego zbiorniki paliwa w postaci „siodła” śruba stery napędowa kierunku i głębokości Rys. 7.46. U-Boot typ VII dużym zaskoczeniem dla większości admira- II wojna światowa to okres, w którym nie- licji. Nie doceniana broń okazała się bardzo mieckie okręty podwodne zatopiły setki stat- skuteczna, był to typowy skutek niedocenia- ków handlowych. W ciągu pierwszych kilku- nia w porę rzeczy nowych, jak i zmieniają- nastu miesięcy każdy U-Boot (rys. 7.46) po- cych się doktryn wojennych. Znamiennym słał ich na dno minimum pięć. Niemcy ata- zdarzeniem w I wojnie światowej było zato- kowali w wilczych stadach, liczących do 40 pienie przez niemiecki okręt podwodny U-9 okrętów. Do czasu wynalezienia sonaru w Cieśninie Kaletańskiej trzech brytyjskich U-Booty niepodzielnie panowały na oce- krążowników „Aboukir”, „Houge” i „Cre- anach. Pod koniec wojny sytuacja odwróciła ssy”. To wydarzenie udowodniło ostatecznie się. Spośród około 50 tysięcy marynarzy jak groźną bronią jest okręt podwodny. pływających na U-Bootach, 63% zginęło.

166 8. Lotnictwo i astronautyka

Lotnictwo to ogół zagadnień związa- wanie powietrza odbitego od podłoża. Ze nych z wszelkiego rodzaju statkami po- względu na sposób unoszenia się w powie- wietrznymi, to jest pojazdami zdolnymi do trzu statki powietrzne dzieli się na aerostaty samodzielnego lotu w powietrzu. W innym (lżejsze od powietrza) i aerodyny (cięższe od sensie lotnictwo to nazwa gałęzi przemysłu, powietrza). który zajmuje się transportem ludzi i towa- Aerostaty to: rów z użyciem statków powietrznych (głów- balon; nie samolotów). W jeszcze innym sensie lot- sterowiec; nictwo to rodzaj sił zbrojnych, którego pod- zaś aerodyny to: stawową bronią są różnego rodzaju statki po- latawiec; wietrzne. lotnia, motolotnia, paralotnia; Astronautyka (gr. kosmonautyka) to szybowiec; zespół dziedzin nauk ścisłych, technicznych, biologiczno-medycznych oraz humanistycz- skrzydłowiec; nych, które zajmują się lotami poza atmosferę samolot; Ziemi oraz poznawaniem przestrzeni ko- spadochron; smicznej jak również znajdujących się w niej śmigłowiec (helikopter). obiektów. Astronautyka obejmuje poznawa- Poniżej w formie syntetycznej podaje się nie oraz analizowanie warunków i zjawisk podstawowe informacje na temat rozwoju po- towarzyszących lotom statków kosmicznych. szczególnych statków powietrznych. Odkrywa możliwości techniczne ich realizacji oraz bada oddziaływanie warunków lotu 8.1.1. Balon na psychofizyczny stan astronautów i możli- wość ich adaptacji do tych warunków. Balon to statek powietrzny z grupy ae- rostatów pozbawiony napędu silnikowego. W bieżącym rozdziale przedstawia się Składa się on z obszernej komory wykonanej podstawowe informacje na temat historii z nieprzepuszczalnej, lekkiej tkaniny nagu- statków powietrznych oraz kosmicznych, mowanej lub tworzywa sztucznego, o dużej opracowanych na przestrzeni lat przez czło- wytrzymałości i zawieszonej pod nią gondoli wieka. (kosza).

Pierwszej udokumentowanej próby z 8.1. Lotnictwo modelem balonu wypełnionego gorącym po- Jak już wspomniano lotnictwo dotyczy wietrzem dokonał 8 sierpnia 1709 Bartholo- wszelkich zagadnień związanych ze statkami meo Lourenço de Gusmăo (1686–1724), ka- powietrznymi, czyli urządzeniami zdolnymi pelan nadworny portugalskiego króla Jana V. do unoszenia się w atmosferze na skutek od- 5 czerwca 1783 bracia Joseph Michel działywania powietrza, innego niż oddziały- (1740-1810) i Jacques Étienne (1745-1799) 167 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki zadania zamierzał użyć balonu wykorzystują- cego zarówno gorące powietrze, jak i wodór. Po serii prób wraz z drugim śmiałkiem, Pier- re'em Romainem, wystartował z Boulogne- sur-Mer 15 czerwca 1785 r. Po pomyślnym pokonaniu części dystansu, zmiana kierunku i siły wiatru zepchnęła balon z powrotem nad ląd, 5 kilometrów poza miejsce startu. Balon, z którego uszedł wodór, rozbił się nieopodal Wimereux. Obydwaj piloci zginęli. W miejscu tym wzniesiono później obelisk upamięt- niający to wydarzenie. Na pamiątkę pioniera tego typu konstrukcji współczesne balony hybrydowe (wykorzystujące zarówno ogrza- Rys. 8.1. Balon braci Montgolfier, 1783 r. ne powietrze, jak i gaz) nazywane są balonami Roziera. Montgolfier w Annonay dokonali pierwszej Polska była jednym z pierwszych udanej próby wzlotu balonu papierowo-płó- państw, w których rozpoczęto samodzielne ciennego (o średnicy około 12 m) „Ad Astra” eksperymenty w dziedzinie baloniarstwa. Już (rys. 8.1), napełnionego gorącym powie- 12 lutego 1784 r. wypuszczono w przestrzeń trzem. Balon przeleciał 2336 m, unosząc się powietrzną w Warszawie pierwszy polski na wysokość około 1,8 km. Natomiast 27 balon. Dokonał tego nadworny chemik i mi- sierpnia 1783 Jacques Alexandre Charles (1746-1823) wypuścił w powietrze z Champ de Mars w Paryżu pierwszy balon (o średnicy 4 m) napełniony wodorem. 19 września 1783 r. w Wersalu odbył się pierwszy załogowy lot. Bracia Montgolfier zbudowali balon na gorące powietrze, na po- kładzie którego znalazły się baran, kogut i kaczka. Dzięki temu doświadczeniu próbo- wano ustalić, jaki wpływ na żywe organizmy będzie miała podróż powietrzna. Po tej próbie rozpoczęto przygotowania do lotu z udziałem ludzi. 15 października 1783 r. Jean François Pi- lâtre de Rozier (1754-1785) wzniósł się balonem na uwięzi na wysokość 26 m. Powodze- nie tych doświadczeń zadecydowało o tym, że bracia Montgolfier przygotowali balon o pojemności 2000 m3, który mógł unieść dwie osoby. 21 listopada tego samego roku odbył się pierwszy w historii wolny lot balonu (rys. 8.2), na pokładzie którego znaleźli się Jean François Pilâtre de Rozier i François Laurent d’Arlandes (1742-1809). Niedługo później Pilâtre postanowił po- konać balonem Kanał La Manche. Do tego Rys. 8.2. Pierwszy swobodny przelot balonem, 21 listopad 1783 r.

168 8. Lotnictwo i astronautyka neralog królewski Stanisław Okraszewski 8.1.2. Sterowiec (1744-1824). Balon, mający niespełna 1 m średnicy, został napełniony wodorem. Sterowiec to aerostat z własnym na- Utrzymywany na linie, wzniósł się na wyso- pędem. Inżynier Henri Jules Giffard (1825- kość około 180 m i pozostawał w powietrzu 1882) opracował pierwowzór sterowca (rys. przez około 3 minuty. Przeniesiony następnie 8.3), był to balon wyposażony w śmigło na- do wysokiej sali, utrzymywał się pod jej su- pędzane maszyną parową o mocy 2,2 kW. 24 fitem przez około godzinę. Próba ta odbyła września 1852 r. wzniósł się on z hipodromu się w obecności króla Stanisława Augusta w Paryżu na wysokość 1800 m i pokonał 27- Poniatowskiego (1732-1798) i licznych wi- kilometrową trasę do Elancourt koło Trappes dzów. z prędkością około 8 km/h, ale tylko z wia- Pierwszy w Polsce lot balonu załogo- trem. Pod wiatr napęd parowy zawodził. wego odbył się zaś 10 maja 1789 r. Z ogrodu 9 sierpnia 1884 r. w Chalais-Meudon Foksal w Warszawie, w obecności króla Sta- kpt. Charles Renard (1847-1905) i kpt. Ar- nisława Augusta Poniatowskiego, wystarto- thur Krebs (1850-1935) pokonali 7,6-kilo- wał aerostat pilotowany przez Francuza Jeana metrową trasę sterowcem „La France” (rys. Pierre’a Blancharda (1753-1809), który 8.4) z prędkością 5,5 m/s. Sterowiec o wy- wzniósł się na wysokość 2 km, a po 45 mi- dłużonym kształcie miał podwieszoną gon- nutach wylądował w Białołęce. dolę, na końcu której był zamocowany silnik Pierwsze zastosowania balonów do ce- elektryczny o mocy 6,6 kW ze śmigłem. lów wojskowych miały miejsce w czasie Statkiem kierowano za pomocą steru. Ten Wielkiej Rewolucju Francuskiej (1789- sterowiec bez trudności przebywał żądane 1799). 2 kwietnia 1794 r. Francuzi przystąpili trasy. Zatem tę chwilę można uważać za podo formowania pierwszego pododdziału że- czątek ery komunikacji powietrznej. glarzy powietrznych (tzw. Aérostiers) – Na początku XX wieku Niemiec Ferdi- kompanii balonowej w składzie: kapitan, po- nand von Zeppelin (1838-1917) skonstruował rucznik i podporucznik, 5 podoficerów, 25 nowy rodzaj sterowca – "Luftschiff-Zeppelin szeregowych i 1 dobosz. Jej dowódcą został I". Zamiast powłoki wypełnionej gazem, kpt. Jean Marie Coutelle (1748-1835). Żoł- która zmieniała swój kształt, zastosował nierze kompanii nosili niebieskie mundury z szkielet obciągnięty impregnowanym mate- czarnym kołnierzem i wyłogami oraz czer- riałem. Dzięki temu sterowiec stanowił so- wonymi wypustkami. Na guzikach był lidną konstrukcję. Pierwszy Zeppelin (rys. umieszczony napis Aérostiers. Kompania 8.5) miał długość 128 m i średnicę 11,6 m. dysponowała początkowo balonem Jego napęd stanowiły dwa silniki spalinowe "L’Entreprenant" (Zuchwały), a następnie sześcioma balonami na uwięzi o średnicy 9,8 m. Balony te były używane do celów obser- wacyjnych. Balony były szeroko stosowane dla ob- serwowania i kierowania ogniem artylerii do końca I wojny światowej. W miarę rozwoju lotnictwa bombowego, zaczęto stosować balony zaporowe. Używane one były do osłony ważnych celów przed bombardowaniem do okresu II wojny światowej, m.in. w systemie obrony przeciwlotniczej Londynu podczas bitwy o Anglię. Rys. 8.3. Sterowiec Giffard’a, 1852 r.

169 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki przekonanie, że maszynami tymi będzie można podróżować na szeroką skalę. Jeden ze sterowców „Graf Zeppelin” (rys. 8.6) w okresie od 1.08 do 4.09.1929 roku z komple- tem pasażerów dokonał lotu dookoła świata. Wykonana trasa liczyła 49.618 km, sterowiec przebywał w powietrzu przez około 450 godzin (prawie 19 dni), uzyskując średnią pręd- kość podróżną ponad 100 km/h. Największym sterowcem w historii był niemiecki LZ-129 „Hindenburg” (wraz z bliźniaczym LZ-130 „Graf Zeppelin II”). Wykorzystywany był on do przewozu przez Atlantyk pasażerów w luksusowych warunkach. „Hinderburg” miał długość 245 m, średnicę 41 m, zawierał 200000 m³ wodoru w 16 zbiornikach. Napędzany był 4 silnikami o mocy 1200 KM każdy, dzięki którym mógł Rys. 8.4. Sterowiec „La France”, 1884 r. rozwijać prędkość do 135 km/h. „Hinden- burg” był zdolny do przewożenia 72 pasaże- „Daimler” o mocy 5 kW. 2 lipca 1900 r. o rów (w rejsie transatlantyckim 50) oraz 61 godz. 20 wzniósł się wraz z 5 osobami i 350 osób załogi. Z powodów aerodynamicznych, kg balastu, po czym wykonał 18-minutowy pomieszczenia załogi znajdowały się we- lot z Friedrichshafen nad Jezioro Bodeńskie. wnątrz sterowca, a nie w gondoli pod sterow- Już podczas drugiej próby uzyskał prędkość cem. Ten statek powietrzny był przystoso- około 27 km/h. "Zeppelin I" nie był jeszcze wany konstrukcyjnie do wypełnienia helem, zbyt udany. W 1906 roku powstał "Zeppelin ale z powodu embargo narzuconego przez II", który jednak w czasie lądowania rozbił USA został przerobiony na użycie wodoru, się na skutek silnego wiatru. W tymże samym co nie stanowiło większego problemu, gdyż roku powstaje "Zeppelin III", tym razem Niemcy miały doświadczenie z użyciem tego udany. Przy pierwszej próbie unosi on 9 gazu. Żeby zapobiec zapaleniu gazu, poszy- osób i 2500 kg ładunku, a następnego dnia cie sterowca było wykonane z materiału, przelatuje 110 km w ciągu 2,25 h. który zapobiegał wyładowaniom elektrycz- Na początku I wojny Niemcy używali nym. Na pokładzie sterowca znajdowała się sterowców do bombardowania miast francu- również palarnia; pomieszczenie to było skich i angielskich. Po wojnie zapanowało utrzymywane pod ciśnieniem, żeby zapobiec

Rys. 8.5. Szkic sterowca "Luftschiff-Zeppelin I", 1900 r.

170 8. Lotnictwo i astronautyka 8.1.3. Latawiec Latawiec to najstarszy znany przyrząd latający cięższy od powietrza. Ojczyzną la- tawców są Chiny. Znane były one już tam ok. 2 tysięcy lat p.n.e. Zapiski z tamtego okresu mówią o latawcu o obrysie prostokątnym wykonanym z 4 prętów pokrytych tkaniną mającym pęk wstążek spełniających rolę ogona - stabilizatora. Wedle starych zapi- sków chińskich, w 196 roku p.n.e. jeden z chińskich generałów wzniósł się w powietrze za pomocą wielkiego latawca. Od czasów dynastii Song (960-1279) puszczanie lataw- Rys. 8.6. Sterowiec LZ-127 „Graf Zeppelin” nad ców stało się sportem narodowym Chińczy- Gdańskiem ków. Obecnie każdego dziewiątego dnia mie- siąca jest obchodzony w Chinach „Dzień La- dostaniu się doń gazu palnego. „Hindenburg” tawca”. spłonął 6 maja 1937 r. podczas cumowania Wojska rzymskie już około 105 roku n.e. na lotnisku w Lakehurst w USA (rys. 8.7). używały latawców jako proporców i wia- Zginęło wtedy 13 pasażerów i 22 członków trowskazów. Szczególne znaczenie miały załogi. Mimo ogólnego przekonania - więk- proporce – symbolizowały one siłę i spraw- szość załogi i pasażerów przeżyła. Również ność wodzów, były jakby godłem oddziałów wiele z ofiar nie tyle zginęło w płomieniach, wojskowych. Dlatego przybierały kształty co zostało przygniecionych przez innych, dzikich zwierząt i smoków, które miały z za- skaczących ze statku pasażerów. łożenia budzić respekt (rys. 8.8). Podobne Po tej katastrofie zrezygnowano z szer- latawce o smoczych kształtach stosowali Ta- szego wykorzystywania tych statków po- tarzy w bitwie pod Legnicą w 1241 roku. wietrznych. Obecnie sterowce stosuje się Ślady latawców w kształcie smoków i dzi- głównie jako obiekty reklamowe, a w ograni- kich zwierząt można znaleźć również w Au- czonym stopniu jako latające dźwigi zwłasz- strii, Włoszech, Anglii i Niemczech. cza tam, gdzie niemożliwe jest użycie śmi- głowców.

Rys. 8.7. Sterowiec LZ-129 „Hindenburg” w Rys. 8.8. Balon sygnałowy (latawiec) unoszony płomieniach, 6.05.1937 r. powietrzem gorącym, 1405 r.

171 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki 8.1.4. Lotnia lowany np. przez samolot lub, gdy znajdzie się w prądach wstępujących, które wznoszą Lotnia to urządzenie latające umożli- się szybciej, niż szybowiec opada. wiające pilotowi niesienie, start i lądowanie Prekursorem szybownictwa był Anglik tylko przy pomocy własnego ciała i nóg, przy George Cayley (1773-1857). W roku 1804 wietrze czołowym poniżej 1 m/s (gdyby nie skonstruował szybowiec przypominający to ograniczenie, przy odpowiedniej prędkości wyglądem latawiec. Miał on skrzydła od- wiatru możliwe byłoby utrzymanie w rękach chylone ku górze na przedniej krawędzi oraz także niektórych szybowców). statecznik ogonowy. Wyodrębnił główne Historia lotniarstwa rozpoczęła się we czynniki, mające wpływ na latanie, tzn. siłę wczesnych latach 50-tych, kiedy to Francis nośną, napęd i sterowanie. Uwzględniając je Rogallo (1912-2009) – syn polskiego emi- podczas swoich prób skonstruowania ma- granta Mateusza Rogali, opracował projekt szyny latającej doprowadził do tego, że w re- skrzydła o kształcie delty (rys. 8.9), mającego zultacie, jeden z jego asystentów w listopa- umożliwić powrót na Ziemię lotem ślizgo- dzie 1809 roku wzniósł się na krótko w powym lądownikom NASA. Projekt został od- wietrze, na zbudowanej maszynie latającej. rzucony, ale zajęli się nim prywatni pasjonaci Cayley sam również dokonał lotów ślizgo- – Amerykanie Bill Bennet i Dick Miller oraz wych na szybowcu własnej konstrukcji. Australijczycy Dave Kilbourn i Bill Moyes. W roku 1853 Cayley zbudował pełno- Pierwszy lot górski na lotni odbył się z Góry wymiarowy szybowiec – stałopłat (rys. 8.10), Kościuszki w Australii. który podobno przetransportował przerażo- nego stangreta nad niewielką doliną Bromp- ton Dale na odległość 460 metrów. Ponoć po tym fakcie nieszczęśnik miał zrezygnować z posady, wyjaśniając: „Pragnę zwrócić Pań- ską uwagę, Sir, że najmowałem się do woże- nia, a nie do latania”. W 150 rocznicę tego wydarzenia, zbudowano replikę szybowca, i wykonano na nim loty. Ogromny wkład w rozwój szybownictwa włożył Otto Lilienthal (1848-1896), niemiecki konstruktor i oblatywacz pierwszych szybowców (lotni). Był on autorem opubli- kowanej w 1889 roku książki p.t. „Lot ptaka jako podstawa sztuki latania”. W swoim ży-

Rys. 8.9. Próby NASA z lotnią projektu Francisa Rogallo, 1964 r.

8.1.5. Szybowiec Szybowiec to statek powietrzny cięż- szy od powietrza, sterowany, bez napędu, unoszący się dzięki sile nośnej powstającej na skrzydłach podczas lotu ślizgowego. Szy- bowiec może wznosić się w górę, gdy jest ho- Rys. 8.10. Szybowiec Cayley’a, 1853 r.

172 8. Lotnictwo i astronautyka

Rys. 8.11. Otto Lilienthal przed pierwszym lotem (1891 r.) – rys. z lewej, oraz w trakcie lotu (1895 r.) – rys. z prawej ciu Lilienthal zbudował około 18 konstrukcji wiatru”, po czym statek „ślizgał” się już sam. szybowców. Innowacją Pilchera było podwozie na kołach Wynalazca ten przypinał sobie szybo- (rys. 8.12). Zuchwały Szkot miewał mawiać: wiec do pleców, a następnie skakał ze stro- „Uważam się za ucznia Lilienthalla, mam na- mej hałdy w dół (usypisko Lichterfelde w dzieję, że jednak nie spotka mnie jego nie- Niemczech) – rys. 8.11. Jego loty ślizgowe szczęsny los”. Niestety 2.10.1899 roku za- dosięgały 300 m. Po sześciu latach nieustra- kończył życie w ten sam sposób co jego szony lotnik miał już za sobą 2000 lotów. Aż mistrz. Ciekawostką jest fakt, iż Pilcher’a wreszcie nadszedł koniec (8 sierpnia 1896 r.). uważa się za pierwszego człowieka, który W czasie lotu nieoczekiwany podmuch wia- mógł wykonać samodzielny i kontrolowany tru przewrócił szybowiec, który runął jak lot samolotem. Bowiem bezpośrednio przed kamień z wysokości 10 m. Lilienthal ze zła- katastrofą kończył on budowę pierwszego manym kręgosłupem umarł nazajutrz. szybowca napędzanego silnikiem, a więc sa- Dzieło Lilienthala kontynuuje profesor molotu. Uniwerytetu w Glasgow, Percy Sinclair Pil- Ideę lotów bezsilnikowych podejmuje cher (1866-1899). Zbudowany przez niego dalej Octave Chanute (1832-1910), amery- szybowiec holowany był ze wzgórza w dół kański inżynier kolejowo – mostowy. W star- przez cwałującego konia do chwili „złapania szym wieku z pasją zabrał się on do żeglugi

Rys. 8.12. Szybowiec Pilchera, 1895 r

173 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 8.13. Ewolucja szybowców Chanutea, od 12-płatowców (rys. z lewej) do 2-płatowców (rys. z prawej) powietrznej. Jego szybowiec w późniejszej były pierwszymi próbami tego rodzaju w wersji był zręczniejszy niż Lilienthala: miał Polsce. lepiej działający ster, a ponadto był dłuższy i W związku z fascynacją lotami wyko- smuklejszy, przez to lepiej zachowywał rów- nywanymi za pomocą maszyn silnikowych nowagę. Liczba płatów nośnych dochodziła (samolotów), która była następstwem uda- początkowo do 12, potem (słusznie) zredu- nych lotów braci Wright szybownictwo scho- kowano ją do dwóch (rys. 8.13). Na szybow- dzi na dalszy plan. Z tego też powodu pierw- cach skonstruowanych przez Chanute’a jego sze liczące się konstrukcje szybowców poja- asystent Augustus Herring (1867-1926) wy- wiły się dopiero w latach 20. XX wieku. Loty konał ponad tysiąc lotów. szybowcowe w owych czasach trwały zaled- W tym samym okresie szybownictwem wie od kilku do kilkudziesięciu sekund i bar- interesuje się Czesław Tański (1862-1942) - dziej przypominały ślizgi niż prawdziwe la- polski malarz, konstruktor lotniczy, pionier i tanie. Dopiero loty burzowe i termiczne stały popularyzator lotnictwa w Polsce. Pasją jego życia stało się lotnictwo. Pod wpływem wia- domości o próbach z szybowcem Otto Li- lienthala, w 1895 zbudował własny szybowiec nazywany „Lotnia”, który później udo- skonalał (rys. 8.14). Biegnąc z „Lotnią” pod wiatr udawało mu się dokonywać krótkie skoki, aczkolwiek informacja jakoby udało mu się wykonać 30-metrowy lot, który miał być pierwszym w historii szybownictwa wzlotem z terenu płaskiego, jest prawdopodobnie przesadzona z uwagi na ograniczenia wynikające z jej konstrukcji. „Lotnia” została później przekazana do Muzeum Przemysłu i Techniki w Warszawie, gdzie niestety uległa zniszczeniu podczas obrony Warszawy we wrześniu 1939. Próby wzlotów Tańskiego Rys. 8.14. Druga wersja lotni Tańskiego

174 8. Lotnictwo i astronautyka

Rys. 8.15. Nowoczesny, polski szybowiec „Diana-2”. Dane techniczne: rozpiętość 15 m, długość 6,88 m, wysokość 1,35 m, pow. nośna 8,64 m2, masa 182 kg, max. masa startowa 500 kg. się bodźcem do dalszego rozwoju sportu szy- podwozie, a od 1950 roku stosuje się profile bowcowego na świecie. Inspiratorami roz- laminarne skrzydeł. woju szybownictwa były przede wszystkim Współczesne szybowce mają znakomite Niemcy, Polska, USA i ZSRR. Lata dwudzie- osiągi, budowane są z laminatów węglowych ste zastały szybownictwo z wynikami: mak- i szklanych i zaliczane są do najbardziej symalny przelot na odległość 7,5 km (w 1921 efektownie wyglądających statków powietrz- r.) i czas lotu 3,5 godz. (w 1922 r), ale do- nych (rys. 8.15). Świadczą o tym m.in. rekor- piero lata trzydzieste przyniosły prawdziwy dowe wyniki uzyskane w początku XXI rozwój. Pojawiły się nowe, doskonalsze wieku, takie jak: odległość przelotu ponad konstrukcje, na których możliwe było do- 3000 km, czas lotu 55 godz., pułap maksy- konywanie przelotów odległościowych i uno- malny 15000 m oraz średnia prędkość w locie szenie się w powietrzu przez wiele godzin. na trasie znacznie przekraczająca 150 km/h. Początkowo większość ośrodków szy- bowcowych lokalizowanych było w górach. Start ze zbocza ułatwiał wzbicie się w po- 8.1.6. Skrzydłowiec wietrze. Pod koniec lat trzydziestych w Skrzydłowiec (ornitopter) to aero- związku z rozwojem techniki, szybowiska dyna napędzana ruchem powierzchni no- powstawać zaczęły także na terenach rów- śnych pracujących tak jak skrzydła u ptaków, ninnych. Do startu szybowca zastosowano napędzany zwykle pracą ludzkich mięśni samolot, potem wyciągarki spalinowe oraz (stąd też inna stosowana nazwa „mięśnio- liny gumowe. Zwykle szybowce z owego lot”). czasu budowane były z drewna, płótna i wy- Idea naśladowania ptaków była jedną z posażane były jedynie w podstawowy zestaw pierwszych jaką zaczął rozważać człowiek przyrządów i urządzeń sterujących. Podwozia myśląc o wzbiciu się w powietrze. Już Le- szybowców składały się najczęściej z płóz, a onardo da Vinci (1452-1519) w książeczce z szkolenie adepta szybowcowego polegało na 1505 r. pt. „Kodeks ptasiego lotu” napisał, że: krótkiej nauce startu i lądowania, ślizgach na „Można by zbudować przyrząd, którym da- wysokość 3 m, następnie 15 m, by ostatecz- łoby się wszędzie polecieć, gdyby się w nim nie opanować loty po okręgu i zakręty. Od siedziało i obracało maszynę, dzięki której 1933 roku stosowany jest balast wodny do skrzydła, kunsztownie z poszczególnych czę- zmiany obciążenia powierzchni, od 1936 ści złożone, uderzałyby powietrze na podo- klapy, hamulce aerodynamiczne i chowane bieństwo latającego ptaka”. Ten wybitny

175 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 8.16. Latający przyrząd Leonarda da Vinci, ok. 1485 r. uczony przedstawił także maszynę do latania większy od ważki (rys. 8.18). Jego masa wy- (rys. 8.16), za pomocą której człowiek nosi jedynie 3 g, z tego litowo-polimerowa mógłby się poruszać w powietrzu. Jednakże bateria waży 1 g, silnik 0,45 g, kamera wraz z w swojej działalności Leonardo ograniczył transmiterem 0,4 g, układ przeniesienia na- się wyłącznie do szkiców. pędu 0,5 g, odbiornik sygnałów panelu ste- Pierwszy model skrzydłowca zdolny do rowania lotem 0,2 g. Reszta, czyli szcząt- lotu został wykonany we Francji w roku 1870 kowy kadłub oraz skrzydła i usterzenie, wy- przez Gustawa Trouve (1839-1902). Model konane z folii poliestrowej i balsy – 0,52 g. ten był zdolny do wykonania lotu na odle- DelFly micro może latać przez 3 minuty, nie głość 70 m. Dwadzieścia lat później La- dalej niż 50 m od operatora. W tym czasie wrence Hargrave (1850-1915) buduje szereg obraz z kamery przekazywany jest do panelu modeli skrzydłowców napędzanych parą oraz kontrolnego. Ze względu na masę, skrzydło- powietrzem sprężonym. Następnie prace wiec może latać na razie wyłącznie w po- zmierzające do skonstruowania skrzydłowca mieszczeniach zamkniętych. zdolnego do uniesienia człowieka są konty- Równocześnie dalej prowadzone są ba- nuowane w początkach XX wieku (rys. 8.17), dania zmierzające do opracowania pełnowy- jednak bez powodzenia. miarowego ornitoptera, którym mógłby latać W ostatnich latach skonstruowano sze- człowiek. Prace w tym zakresie prowadzone reg modeli skrzydłowców zdolnych do kon- są między innymi na Uniwersytecie w To- trolowanego lotu. Przykładem są tu konstruk- ronto w Kanadzie. Zbudowany tam skrzy- cje opracowane przez naukowców i studen- tów holenderskiej uczelni Technische Universiteit Delft. Pierwszy ich model, stworzony w 2005 (DelFly I) miał 50 cm długości. Później udało się zmniejszyć jego wymiary o połowę (rozpiętość skrzydeł 30 cm), w modelu DelFly II. Skrzydłowiec o masie prawie 17 g mógł poruszać się do przodu z prędko- ścią wynoszącą prawie 50 km/h, pozostawać w zawisie, a nawet wykonywać powolny lot do tyłu. Czas pracy – w zależności od wykonywanych ewolucji – wynosił 8-15 minut. Następnie zespół badawczy stworzył naj- mniejszy produkt, "DelFly micro". Ornitopter ten ma długość jedynie 10 cm i jest niewiele Rys. 8.17. Skrzydłowiec z 1902 roku

176 8. Lotnictwo i astronautyka

Modele latające samolotów Jeszcze za życia prekursora szybownictwa Calyeya został opracowany (1843 rok) przez Anglika Williama Hensona (1812- 1888) projekt wielkiego samolotu śmigło- wego, o rozpiętości skrzydeł 45 m, napędza- nego maszyną parową. Zupełną nowość sta- nowiły tutaj śmigła zaczerpnięte od wiatra- ków. Henson założył „Towarzystwo Żeglugi Powietrzno – Parowej” (rys. 8.20). Wypusz- czono nawet akcje, które nie miały jednak Rys. 8.18. Skrzydłowiec "DelFly micro" wielu nabywców. Wynalazca wraz z Johnem Stringfellowem (1799-1883) zabrał się do dłowiec „UTIAS Ornithopter No.1” (rys. budowy małego modelu samolotu. Jednak po 8.19) 8 lipca 2006 roku przelatuje dystans 5 latach bezowocnych prób rezygnuje i 300 metrów w czasie 14 sekund. Dane tech- wyjeżdża do Ameryki. niczne tego skrzydłowca to: długość 7,47 m, Dzieło Hensona samotnie kontynuuje rozpiętość skrzydeł 12,56 m, masa dopusz- John Stringfellow, który w roku 1848 stwo- czalna 322 kg, załoga – 1 osoba, napęd – sil- rzył pierwszy latający model samolotu (rys. nik König SC-430 o mocy 18 kW, prędkość 8.21). Silniczek stanowiła maleńka maszyna przelotowa 82 km/h. parowa pobierająca ciepło od lampki naftowej. Cylinderki miały zaledwie 2 cm śred- nicy. Samolot ten był jednak niestateczny i spadał na ziemię. Maksymalny zasięg lotu wynosił 40 m. W późniejszych latach Alphonse Pe- naud (1850-1880) wpadł na pomysł, aby jako źródła energii użyć skręconą nić gumową

Rys. 8.19. Skrzydłowiec doświadczalny "UTIAS Ornithopter No.1", w czasie lotu

8.1.7. Samolot Samolot to statek powietrzny cięższy od powietrza (aerodyna), utrzymujący się w powietrzu dzięki wytwarzanej sile nośnej za pomocą nieruchomych, w danych warunkach względem statku, skrzydeł. Ciąg potrzebny do utrzymania prędkości wytwarzany jest przez jeden lub więcej silników. Wyróżnia się przy tym dwa rodzaje napędu: śmigłowy, w którym moment obrotowy silnika zamieniany jest na ciąg za po- mocą śmigła; odrzutowy, w którym ciąg wytwarzany Rys. 8.20. Karta informująca o Towarzystwie jest bezpośrednio w silniku. Żeglugi Powietrzno - Parowej

177 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki szy samolot Adera - napędzany silnikiem parowym „Éole” ze skrzydłami w kształcie skrzydeł nietoperza - został zbudowany w latach 1882-1890. Choć przeleciał zaledwie 50 m, wystarczyło to, by zachęcić armię fran- cuską do dalszych doświadczeń. Ader podjął Rys. 8.21. Pierwszy model, który latał: samolocik i porzucił prace nad swym „Avion II”, po Stringfellow’a, 1848 r. czym zbudował „Avion III” (rys. 8.23), z

dwoma silnikami parowymi napędzającymi (1871 r.). Ponadto, samolot Penaud’a odzna- śmigła ciągnące. Z tego projektu zrezygno- cza się dobrą statecznością w locie, którą za- wano w 1897 r. po dwóch nieudanych pró- wdzięcza specjalnie zakrzywionym po- bach, wykonanych w obecności przedstawi- wierzchniom sterowym. Wynalazca był cieli wojska. „Avion III” był wyposażony w pewny, że gdyby miał fundusze to mógłby dwie maszyny parowe i dwa śmigła. Przy sam zbudować dobry samolot zdolny do masie 23 kg, ciśnieniu pary 12-15 at. i 1100 uniesienia człowieka. Niestety z powodu ich obr./min osiągały one 22-23 KM mocy, co braku rozgoryczony Penaud wystrzałem z dawało 1,09 kg/KM (wskaźnik bardzo długo rewolweru odebrał sobie życie. nie osiągalny w silnikach spalinowych). Samoloty, które oderwały się od ziemi Układ obiegu wody był zamknięty, wyposa- żony w skraplacz z 1600 rurek miedzianych Twórcą pierwszego samolotu, który za- nad kadłubem, palniki spirytusowe, a napęd pewne oderwał się na chwilę od ziemi był śmigieł był bezpośredni. Masa całkowita sa- Aleksander Możajski z Rosji. Był on kapita- molotu wynosząca 400 kg dawała przy tym nem marynarki i zaprojektował bardzo po- bardzo korzystny wskaźnik obciążenia mocy prawną konstrukcję samolotu (1882 rok), za- opatrzonego w dwie maszyny parowe zamó- wione w Anglii i napędzające 3 śmigła (rys. 8.22). Większy z nich osiągał moc 20 KM przy masie 47,6 kg. Mniejszy o masie 28,6 kg miał zaś moc 10 KM przy 450 obr./min. Za- stosowane maszyny okazały się jednak zbyt słabe i próby lotu całości konstrukcji były nieudane. Sam Możajski próbował zbudować później znacznie lepsze silniki, ale wobec braku funduszy nie doprowadził swego za- mierzenia do końca. Innym pionierem awiacji był Clément Ader (1841-1925), francuski inżynier. Pierw-

Rys. 8.22. Samolot Możajskiego, 1882 r. Rys. 8.23. Replika samolotu Adera „Aviation III”

178 8. Lotnictwo i astronautyka rzędu 10 kg/KM. Bracia Wright Po nieudanych próbach z samolotami Bracia Orville Wright (1871-1948) i Ader wraca do pracy w przemyśle i w roku Wilbur Wright (1867-1912), amerykańscy 1898 publikuje książkę pod tytułem „Taktyka pionierzy lotnictwa, uważani są powszechnie wojny powietrznej”. Nie było wtedy jeszcze za konstruktorów pierwszego udanego sa- ani jednego samolotu z własnym napędem, a molotu. Bracia Wright dorastali w Dayton w w książce Adera roiło się od eskadr bombow- stanie Ohio w USA, gdzie od 1892 prowa- ców i samolotów myśliwskich. Francuski in- dzili wytwórnię i warsztaty rowerów Wright żynier wykazał się lepiej jako prorok niż kon- Cycle Company. Przejawiali przy tym zainte- struktor maszyn latających. resowanie problematyką zbudowania ma- W Anglii pasja lotnicza ogarnęła słyn- szyny latającej cięższej od powietrza, bazując nego wynalazcę karabinu maszynowego Hi- na doświadczeniach wczesnych pionierów riama Maxima (1840-1916). Mając wielkie lotnictwa, takich jak Otto Lilienthal (1848- fundusze własne zbudował on dużą maszynę, 1896). Podobnie jak Lilienthal, bracia Wright o rozpiętości skrzydeł 31,5 m, której śmigła początkowo budowali szybowce, sterowane były napędzane maszyną parową. Z niezwy- za pomocą skręcania części skrzydeł. W 1900 kłą starannością obmyślił silnik parowy o roku w celu kontynuowania eksperymentów mocy 360 KM. Kocioł składał się z leciutkich lotniczych przenieśli się do Kitty Hawk w rurek metalowych, które opływał płomień Karolinie Północnej, gdzie były dobre wa- naftowy. Wiele części silnika było pustych w runki do testów lotniczych wynikające z sil- środku, dzięki czemu Maxim osiągnął wagę nych wiatrów. 23 marca 1903 r. złożyli wnio- silnika 3,6 kg na 1 KM jego mocy (był to sek o patent (przyznany 22 maja 1906 r., U.S. wskaźnik lepszy niż u braci Wright). Niestety patent no 821393) na swój sposób sterowania zupełnie zaniedbana była sprawa stateczności maszynami latającymi, stworzony przy po- maszyny Maxima w locie. Konstruktor prze- mocy i finansowym udziale Alexandra G. widując to umieścił samolot między 4 szy- Bella (1847-1922). nami: dwiema dolnymi do jazdy i 2 górnymi W 1903 roku zbudowali swój pierwszy zabezpieczającymi maszynę przed uniesie- samolot „Wright Flyer”, napędzany silnikiem niem do góry i zniszczeniem. Przy próbie nie spalinowym skonstruowanym przez Charlie zawiódł tylko silnik. Spisał się tak dobrze, że Taylora (1868-1956). 14 grudnia 1903 Wil- po kilkudziesięciu metrach siła udźwigu ode- bur Wright dokonał pierwszej próby lotu ze rwała górne szyny, a cały samolot przewró- wzniesienia, na odległość 36 metrów (nie do ciwszy się w powietrzu rozbił się o ziemię końca udanej i zakończonej lekkim uszko- (rys. 8.24). Drugiej próby nie było. dzeniem samolotu). Następne próby miały

Rys. 8.24. Samolot Maxima (rys. z lewej) oraz jego pozostałości (rys. z prawej) po nieudanej próbie lotu dokonanej w dniu 31.07.1894 r.

179 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 8.25. Samolot braci Wright w czasie prób wykonywanych 17 grudnia 1903 miejsce 17 grudnia 1903 r. (rys. 8.25). Tego ranny. Pod koniec 1908 r. Wilbur Wright we dnia, ok. godziny 1035, Orville Wright wzbił Francji zabrał na pokład samolotu pierwszą się w powietrze na samolocie i dokonał lotu pasażerkę - kobietę, panią Hart O. Berg. 29 na odległość 39 metrów (120 stóp), trwają- września 1909 roku Wilbur samolotem Flyer cego 12 sekund. W czwartym locie tego dnia, III okrążył Statuę Wolności w Nowym Jorku. Wilbur Wright przeleciał 279 metrów w czasie 59 sekund - rys. 8.25. Inni pionierzy lotnictwa Po próbach w Kitty Hawk bracia Wright Osobą, która mogła wyprzedzić braci powrócili do Dayton, gdzie w 1904 roku Wright w wyścigu kończącym się pierwszym kontynuowali loty na polu wzlotów Huffman lotem człowieka był profesor fizyki Samuel Prairie. Ponieważ pierwszy samolot Wrigh- Pierpont Langley (1834-1906). Zaprezento- tów był zbyt słaby, aby sam wystartować w wał on w dniu 11.10.1896 r. władzom woj- przypadku braku sprzyjającego przeciwnego skowym USA wielki model dwupłatowca o wiatru, to tym razem bracia startowali za po- rozpiętości skrzydeł 4 m, wyposażony w mocą katapulty. Pod koniec roku bracia Wri- mały silnik parowy. Po pomyślnych próbach, ght doszli do lotów o długości 5 minut. W podczas których samolot przeleciał w ciągu 1904 i 1905 roku przeprowadzili oni ponad 1,5 minuty ponad 1600 metrów, wynalazcy 80 lotów z Huffman Prairie. 5 października przyznano 50.000 dolarów na budowę pro- 1905 Wilbur odbył lot trwający 39 minut, totypu samolotu. Po kilku latach prób powstał pokonując 24 1/2 mili. Pokazom tym asysto- wreszcie samolot z 5 cylindrowym 52 kon- wali sąsiedzi i miejscowa prasa. nym silnikiem gwiaździstym, skonstruowanym przez Charlesa Manly’ego (1876-1927), Bracia stali się jednak sławni dopiero w który był również pilotem. Próbnego lotu do- latach 1908-1909, kiedy to Wilbur zademon- konano 7.10.1903 r. na rzece Potomac, wy- strował samolot w Europie, a Orville zapre- rzucając samolot z katapulty na statku (rys. zentował go Armii USA w Forcie Myer. 14 8.26). Pechowo katapulta zawiodła i samolot maja 1908 r. bracia Wright dokonali pierw- rozbił się. Manly’ego z trudem uratowano szego lotu z pasażerem - był nim Charlie Fur- przed utonięciem. Nie powiodła się też próba nas (1880-1941). 17 września 1908 r., pod- następna dokonana 8.12.1903 r. i wojsko zre- czas prezentacji samolotu wojsku, doszło do zygnowało z finansowania dalszych do- katastrofy wskutek urwania się śmigła - świadczeń. Langley nie zniósł porażki i śmierć poniósł oficer Thomas Selfridge ostatnie lata życia spędził w zakładzie dla (1882-1908), stając się pierwszą ofiarą wy- umysłowo chorych. W roku 1912 przecho- padku lotniczego, natomiast Orville został

180 8. Lotnictwo i astronautyka pierwszy europejski rekord długości przelotu. Jego samolot No. 14-bis był samolotem dwu- płatowym w układzie kaczka, o skrzydłach zbudowanych na zasadzie latawca skrzynko- wego, z silnikiem o mocy 50 KM, napędzają- cym śmigło pchające (rys. 8.27). Warto również wspomnieć o Louisie Bleriot (1872-1936), który jako pierwszy przeleciał nad kanałem La Manche (25.07.1909 r.). Jednopłat Bleriot’a (rys. 8.28) był napędzany trzycylindrowym silni- Rys. 8.26. Pierwsza kraksa samolotu Langley’a, kiem Anzani o mocy 25 KM. Motorek ów nie 7.10.1903 r. był cudem techniki, po kilkunastu minutach pracy przegrzewał się i tracił obroty. Lot nad wywany w muzeum samolot Langleya za- kanałem trwał 37 minut, a lądowanie wypa- opatrzono w pływaki i wykazano, że jest dało na łąkach koło Dover, na szczycie wyso- zdolny do lotu, w ten sposób został on pro- kiego, kredowego klifu. Tego dnia przelotu totypem hydroplanu. La Manche miało próbować trzech pilotów: Innym pionierem lotnictwa był Brazy- Hubert Latham (1883-1912) na Antoinette, lijczyk Alberto Santos-Dumont (1873-1932). Bleriot oraz hrabia Charles de Lambert W wieku 18 lat wyjechał on z rodzicami do (1865-1944) z maszyną Wright. Latham pró- Paryża, gdzie zamieszkał. Interesował się tam bował przelotu kilka godzin przed Bleriotem, żywo nauką i osiągnięciami techniki. W 1904 ale musiał wodować 15 kilometrów od r. Santos-Dumont pojechał na wystawę do brzegu. Natomiast de Lambert na wieść o USA. Dowiedział się tam między innymi o sukcesie Bleriota oświadczył, że za żadne sukcesach braci Wright. Pod ich wpływem, pieniądze nie chce być drugim, po czym po- od 1906 r. sam przystąpił do konstrukcji sa- szedł do domu. molotów. 23 października 1906 r. samolotem W naszym kraju w początku XX wieku swojej konstrukcji No. 14-bis, Santos-Du- powstała Komisja Stowarzyszenia Techni- mont przeleciał odległość 60 m, zdobywając ków (w Warszawie), która miała zaznajomić nagrodę ufundowaną za przelot na odległość się ze sportem lotniczym. Utworzyła ona co najmniej 25 m. 12 listopada tego samego Koło Awiatorów. Na jednym z pierwszych roku przeleciał odległość 220 m. Wprawdzie spotkań Koło przyjęło do realizacji projekt były to dystanse mniejsze, niż osiągane przez pierwszego polskiego samolotu, autorstwa braci Wright, niemniej jednak stanowiły one Czesława Zbierańskiego (1885-1982) - rys. 8.29. Samolot (dwupłat) budowano z rur stalowych, skrzydła o rozpiętości 10 m były

Rys. 8.27. Santos-Dumont w samolocie No 14-bis, 1906 r. Rys. 8.28. Samolot Bleriot’a, 1909 r.

181 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Inne ważniejsze wydarzenia związane z rozwojem lotnictwa przed I wojną światową, podane w formie kalendarium, przedstawiają się w sposób następujący: 1910 r. - Jorge Chavez (1887-1910) przelatuje nad Alpami i przy okazji ustanawia rekord wysokości lotu wynoszący 2587 m n.p,m. 1911 - Eugene Ely (1886-1911) na samo- Rys. 8.29. Czesław Zbierański ze swoim samolo- locie Curtiss startuje z pokładu krążow- tem przed hangarami Aviaty na Polu Mokotow- skim nika Pennsylvania, po czym ląduje na nim (rys. 8.31). W tym samym roku kryte płótnem. Maszyna wyposażona była w Adolf Warchałowski (1886-1952) na silnik ENV 40 KM, widlasty 8 cylindrowy, Farmanie ustanawia rekord długotrwało- chłodzony wodą. Budowę rozpoczęto siłami ści lotu z trzema pasażerami - 45 minut i konstruktora i Stanisława Cywińskiego 46 sekund. (1884-1939) w warsztatach Krzemińskiego 1912 - Elmer Sperry (1860-1930) na Solcu, potem przeniesiono do hangaru konstruuje pierwszy model autopilota, Aviaty. Samolot oblatano pod koniec 1910, a urządzenia w którym siły z żyroskopu są próba oficjalna odbyła się latem 1911 roku. wzmacniane i zamieniane na wychylenia powierzchni sterowych. Pierwszy auto- Osiągnięcia przed I wojną światową pilot Sperry'ego umożliwiał utrzymanie W roku 1910 powstał pierwszy w świe- kursu i wysokości bez udziału pilota. cie samolot z silnikiem odrzutowym, zbudo- 1912 - Jules Vedrines (1881-1919) na sa- wany przez rumuńskiego konstruktora Hen- molocie Deperdussin osiąga w locie po- riego Coandę (1886-1972) - rys. 8.30. Sa- ziomym prędkość 145 km/h - tyle co naj- molot ten był wyposażony w opracowany szybszy ptak, jerzyk amerykański. przez Coandę prymitywny silnik odrzutowy. 1913 - Roland Garros (1888-1918) prze- Silnik ten, nazwany przez Coandę „Reaction latuje nad Morzem Śródziemnym, poko- Motor” składał się z silnika tłokowego o nując odległość 760 km. Elmer Sperry mocy 50 KM, który napędzał nie śmigło, ale (1860-1930) buduje pierwszy autopilot sprężarkę. Za sprężarką znajdowały się ko- stosowany do automatycznego sterowa- mory spalania, do których wstrzykiwane było nia samolotem. Natomiast Rosjanin Piotr paliwo, które ulegało spalaniu po zmieszaniu ze sprężonym powietrzem. Rozprężające się gazy wylotowe generowały ciąg rzędu 2,2 kN. Samolot odbył swój pierwszy i jedyny lot 16 grudnia 1910 r. Niestety podczas lotu zapalił się. Na szczęście pilot przeżył.

Rys. 8.30 Pierwszy samolot odrzutowy Coanda, Rys. 8.31. Lot z pokładu krążownika „Pennsylva- 1910 r. nia”, 18.01.1911 r.

182 8. Lotnictwo i astronautyka balonową, która miała chronić Wenecję przed austriackimi nalotami. W tym czasie oddano także do użytku pierwszy „prawdziwy” lotniskowiec, brytyjski „Furious”, z którego mo- gły operować samoloty z podwoziem koło- wym. Ponadto, na jednym z brytyjskich sa- molotów B.E.2 zastosowano pierwsze urzą- dzenie ostrzegające o bliskości gruntu. Była Rys. 8.32. Ilia Muromiec G-II, 1918 rok to piętnastometrowa linka z ciężarkiem, zwi- sająca pod lądującym samolotem. Kiedy cię- żarek zaczynał podskakiwać na gruncie, w Niestierow (1887-1914) jako pierwszy kokpicie dzwonił dzwonek. W założeniu wykonuje pętlę, a Francuz Adolphe Pe- miało to ułatwiać lądowanie w nocy. goud (1889-1915) beczkę, korkociąg i ślizg. W czasie I wojny światowej wykształ- ciły się samoloty bombowe oraz myśliwskie. Największym samolotem zbudowanym Wprawdzie po raz pierwszy samolot został przed I wojną światową był Ilia Muromiec wykorzystany przez Włochów do bombar- (rys. 8.32), skonstruowany przez Igora Sikor- dowania już w listopadzie 1911 r. podczas skiego (1889-1972). W 1914 roku ten cztero- konfliktu z Turcją w Afryce Północnej (zrzu- silnikowy samolot przeleciał dystans 700 km cono wtedy ręcznie cztery małe bomby z sa- w czasie 8 godzin. Muromiec mógł zabrać na molotu Etrich Taube na żołnierzy tureckich). pokład 10 pasażerów. W czasie pierwszej Jednak dopiero w latach 1915-1916 zaczęły wojny światowej kilka tych maszyn zostało się pojawiać samoloty specjalnie przystoso- przebudowanych na bombowce, przenoszące wane do bombardowania. W 1917 r. podo 500 kg bomb. Ogółem wyprodukowano wstały nowe udane konstrukcje lekkich bom- ok. 80 sztuk tych maszyn. bowców, takie jak francuskie Breguet XIV i I wojna światowa Salmson 2, brytyjskie DH.4 i następnie DH.9 W roku 1915 Hugo Junkers (1859- (rys. 8.34). W odróżnieniu od Ententy, w 1935) projektuje samolot J-1, pierwszy cał- dziedzinie lekkich samolotów, Niemcy kowicie metalowy dolnopłat. W czasach do- przede wszystkim budowali dwupłatowe minacji kratownicowych dwupłatów, krytych wielozadaniowe samoloty rozpoznawczo- płótnem i krzyżowanych odciągami z drutów bombowe, używane także do bombardowa- fortepianowych, jest to pomysł wizjonerski. nia. Były to samoloty kategorii „C”, zwłasz- J-1 (rys. 8.33) to pierwszy w świecie bojowo cza Albatrosy. W I wojnie światowej wpro- zastosowany samolot rozpoznawczy wyko- wadzono też bombowce średnie i ciężkie. Z nany z blachy falistej. samolotów średnich najbardziej znane stały się niemieckie dwusilnikowe bombowce serii W kolejnym roku wojny (1916 r.) Włosi ustawiają pierwszą przeciwlotniczą zaporę

Rys. 8.33. J-1, pierwszy samolot wykonany z blachy Rys. 8.34. Bombowiec brytyjski DH.9

183 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 8.35. Brytyjski bombowiec Handley Page V/1500, o rozpiętości skrzydeł 38,4 m, który nie zdążył wziąć udziału w I wojnie światowej

Gotha G.II – G.VI i Friedrichshafen G.III, zwiadu powietrznego przeprowadzanego powstałe już w latach 1915-16, przenoszące przez samoloty i sterowce, zrozumiano, jak od 300 do 900 kg bomb, które razem z cięż- ważną kwestią jest jednoczesne uniemożli- kimi bombowcami, używane były do strate- wienie nieprzyjacielowi zdobywania infor- gicznych bombardowań Londynu. macji analogicznym sposobem. Państwa Ententy używały średnich Pierwszym wykorzystanym bojowo, bombowców na małą skalę. Dość licznie podczas I wojny światowej samolotem my- rozwijane były natomiast przez nie bom- śliwskim był Vickers FB.5 Gunbus, zbudo- bowce ciężkie (począwszy od rosyjskiego wany specjalnie do prowadzenia walk po- czterosilnikowego Ilia Muromiec z 1914 r.). wietrznych przez brytyjską wytwórnię lotni- Największe bombowce budowali w czasie czą Vickers Limited. FB.5 był dwumiejsco- wojny Niemcy, były to SSW R i seria wiel- wym dwupłatem ze śmigłem pchającym, kich Staaken R o udźwigu 1000-2000 kg uzbrojonym w jeden karabin maszynowy bomb. Później niż inni do budowania cięż- (rys. 8.36). Natomiast pierwszą maszyną z kich bombowców przystąpili Brytyjczycy, karabinem strzelającym przez śmigło był tworząc udane samoloty Handley Page O francuski samolot Morane-Saulnier L (rys. (1916 r.) oraz wielkie Handley Page V/1500 8.37), w którym pionier francuskiego lot- (rys. 8.35) o rekordowym udźwigu bomb nictwa Roland Garros (1888-1918) zastoso- 3300 kg, które jednak nie zdążyły wziąć wał własne rozwiązanie polegające na zain- udziału w wojnie. stalowaniu na łopatach śmigła stalowych kli- Odnośnie samolotów myśliwskich nów odbijających uderzające w nie pociski. można stwierdzić, że walki powietrzne miały Chociaż nie było to rozwiązanie idealne, to swe korzenie już w spotkaniach samolotów skuteczność tego myśliwca była znacznie zwiadowczych stron przeciwnych, walczą- większa niż innych maszyn. Rozwiązanie cych na początku I wojny światowej. Spotka- Garrosa dostało się w ręce Niemców, po ze- nia takie miały najpierw charakter pokojowy strzeleniu jego maszyny poza linią frontu. i kończyły się zazwyczaj pozdrowieniem, pomachaniem skrzydłami, wkrótce jednak przeistoczyły się one w próby wzajemnego strącenia przeciwnika. Pierwsze sposoby niszczenia wrogich samolotów polegały na użyciu lin zakończonych kotwicami, którymi próbowano zaczepić nieprzyjacielską ma- szynę. Używano też broni ręcznej takiej jak rewolwery, karabiny powtarzalne oraz gra- naty. W momencie, gdy dowództwa walczą- cych stron zdały sobie sprawę ze znaczenia Rys. 8.36. Pierwszy samolot myśliwski Vickers FB.5 Gunbus

184 8. Lotnictwo i astronautyka Następnie Anton Fokker (1890-1939), zain- Paryżem bez międzylądowań. Pierwszymi spirowany urządzeniem skonstruowanym w śmiałkami byli francuscy weterani I wojny 1913 r. przez szwajcarskiego inżyniera światowej - kapitan Charles Nungesser Franza Schneidera, zbudował bardziej (1892-1927) i jego nawigator François Coli niezawodny system strzelania – (1881-1927). Wystartowali oni 8 maja 1927 synchronizator - umożliwiający oddawanie roku samolotem Levasseur PL 8 nazwanym strzałów bez możliwości uszkodzenia śmigła. "L'Oisseau Blanc" (Biały Ptak). Ostatni zano- towany kontakt z nimi miał miejsce, gdy przelatywali nad wybrzeżem Irlandii. Samo- lot nie dotarł jednak do Paryża, nie ustalono miejsca ani przyczyny katastrofy. Próby przelotu nad Atlantykiem podejmowali się także Rene Fonck (1894-1953), Clarence Chamberlin (1893-1976) i admirał Richard E. Byrd (1888-1927). Pierwszym, któremu udało się przele- cieć nad oceanem był Charles Lindbergh (1902-1974). Wystartował on z Roosevelt Rys. 8.37. Morane-Saulnier L - francuski jedno Airfield (Garden City, stan Nowy Jork) 20 lub dwumiejscowy myśliwiec w konfiguracji para- maja 1927 roku, a w Paryżu wylądował 21 sol zbudowany przez Aéroplanes Morane-Saulnier w 1914 roku i używany w początkowym okresie I maja po 33,5 godzinach lotu. Leciał na jedno- wojny światowej (tu w barwach niemieckich, po silnikowym samolocie "The Spirit of St. zdobyciu) Louis" (rys. 8.39) zaprojektowanym przez Donalda Halla (1898-1968) i zbudowanym Okres międzywojenny przez Royal Aeronautical Company z San W 1919 roku po raz pierwszy zastoso- Diego, Kalifornia. Za swój wyczyn Charles wano samolot do komunikacji powietrznej na Lindbergh otrzymał order Legii Honorowej z linii regularnej. Dokonało tego niemieckie rąk prezydenta Francji. W drodze powrotnej towarzystwo lotnicze „Luftreederei”, które amerykańska flota wojenna eskortowała go otwarło linię lotniczą na trasie Berlin - Lipsk do Waszyngtonu, gdzie prezydent Calvin - Weimar. Miało to miejsce 5 lutego 1919 Coolidge (1872-1933) odznaczył go Krzyżem roku. Wkrótce powstały linie lotnicze w in- Wybitnej Służby Lotniczej (ang. Distin- nych krajach. guished Flying Cross). Było to 11 czerwca W Polsce Wydział Lotnictwa Cywil- 1927 roku. nego w Ministerstwie Komunikacji opraco- wał program gruntownych zmian polskiej komunikacji lotniczej - likwidacja wszystkich prywatnych firm lotniczych (Aerolot, Aero- targ, Aerolloyd i.in., z których najstarsze po- chodziły z 1921 r). W ich miejsce - 29 grudnia 1928 roku - powstało jedno przedsiębior- stwo państwowo - samorządowe Linje Lotni- cze LOT sp. z o.o. (rys. 8.38). W 1919 roku nowojorski magnat hote- lowy Raymond Orteig (1870-1939) ufundo- wał nagrodę w wysokości 25.000 USD za pierwszy samotny przelot nad Oceanem Atlantyckim, pomiędzy Nowym Jorkiem a Rys. 8.38. Plakat zachęcający do korzystania z PLL LOT

185 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki biakiem wykonali przelot na trasie Warszawa - Tokio – Warszawa (22 600 km). W powietrzu spędzili łącznie 121 godz. i 16 minut. Tego wyczynu dokonali bazując na przy- dzielonym im do dyspozycji, przez władze wojskowe, lekkim jednosilnikowym bom- bowcu (w ówczesnej terminologii samolocie liniowym) Breguet XIX z 12 -cylindrowym silnikiem Lorraine-Dietrich LD-12eb o mocy 450 KM. Wykorzystany samolot nie był poddany żadnym przeróbkom i poleciał w trasę w swoim „regulaminowym” stanie. Rys. 8.39. „The Spirit of St. Louis”, samolot na Innymi polskimi pionierami lotnictwa w którym Lindbergh dokonał przelotu nad Atlanty- międzywojniu byli Franciszek Żwirko (1895- kiem, 1927 r. 1932) i Stanisław Wigura (1903-1932), któ- rzy w 1929 r. na RWD-2 wykonali lot do- Innym wyzwaniem było wykonanie, okoła Europy (5000 km, trasa: Warszawa – pierwszego w historii, udanego przelotu ae- Erfurt – Paryż – Barcelona – Wenecja – War- roplanem nad najwyższą górą świata Mount szawa). W 1932 r. piloci ci startując na Everestem. Dokonała tego 3 kwietnia 1933 RWD-6 (rys. 8.41) zwyciężyli w międzyna- roku brytyjska wyprawa, pod dowództwem rodowych zawodach samolotów turystycz- porucznika Stewart Blacker’a (1887-1964). nych w Berlinie. W tym samym roku zginęli Expedycja była sponsorowana przez Lucy, obaj śmiercią lotników w Cierlicku (Czechy). Lady Houston (1857-1936), wspierana przez Wybitnym polskim lotnikiem tego słynnego pisarza, członka ówczesnego par- okresu był Stanisław Skarżyński (1899- lamentu Johna Buchana (1875-1940) oraz 1942). Pilot ten w okresie od 27 kwietnia do RAF. Ekspedycja używała unikalnego, eks- 8 maja 1933 roku lecąc samotnie na zwykłym perymentalnego dwupłatowca Westland PV3 turystycznym RWD-5 bis (wyposażonym w (rys. 8.40), później nazwanego Houston-We- dodatkowe zbiorniki paliwa) wykonał przelot stland oraz samolotu Westland Wallach. z Warszawy przez Poznań, Lipsk, Frankfurt, W okresie międzywojennym polskie Lyon do Saint Louis w Senegalu. Następnie lotnictwo zapisało swe złote karty. W roku przeleciał przez południowy Atlantyk, lądu- 1926 por. pilot Bolesław Orliński (1899- jąc w Maceio w Brazylii, powtarzając tym 1992) z mechanikiem sierż. Leonardem Ku-

Rys. 8.41. RWD-6, polski samolot turystyczno- sportowy, skonstruowany przez zespół konstruk- Rys. 8.40Członkowie ekspedycji z 1933 roku, na cyjny RWD specjalnie na zawody Challenge w tle samolotu Westland PV3 1932 roku

186 8. Lotnictwo i astronautyka wyniosły 2500 poległych i wziętych do nie- woli oraz 1000 rannych lotników. Brytyj- czycy stracili natomiast 915 samolotów, a ok. 450 zostało uszkodzonych - wynosiło to ok. 135% stanu z lipca 1940 r. Śmierć poniosło 544 pilotów brytyjskich, a 500 zostało rannych. W czasie bitwy o Anglię wykorzysty- Rys. 8.42. Heinkel He 178 z napędem turbood- wano doświadczenia Polaków w łamaniu rzutowym zalicza pierwszy lot w dniu 27.08.1939 wiadomości szyfrowanych przez Enigmę, co pozwoliło na poznanie wielu niemieckich taj- samym lot Costesa i Le Brix z roku 1927 nych planów. Dużą rolę w przewidywaniu (Francuzi lecieli na znacznie potężniejszym kierunków niemieckich nalotów odegrały Breguecie XIX GR). Zawiadowca lotniska w również stacje radarowe. Maceio był ciężko zdumiony nie samym W bitwie o Anglię w składzie RAF wal- przelotem samolotu, lecz faktem że Skarżyń- czyły 2 polskie dywizjony myśliwskie (302 i ski był ubrany w garnitur i kapelusz, zamiast 303) oraz 81 polskich pilotów w dywizjonach obowiązkowego skórzanego kombinezonu i brytyjskich, w sumie 144 polskich pilotów hauby. Pokonując trasę 3160 km bez lądowa- (poległo 29 z nich), co stanowiło 5% ogółu nia, Skarżyński pobił ówczesny rekord odle- pilotów RAF biorących udział w bitwie. Po- głości dla samolotów turystycznych o masie lacy zestrzelili około 170 samolotów nie- własnej do 450 kg, za co otrzymał medal Ble- mieckich, uszkodzili 36, co z kolei stanowiło riota. około 12 % strat Luftwaffe. Dywizjon 303 W okresie międzywojennym angielski był najlepszą jednostką lotniczą, biorącą konstruktor Frank Whittle (1907-1996) opa- udział w bitwie o Anglię. Zgłosił on zestrze- tentował silnik turboodrzutowy. Człowiek ten lenie aż 126 maszyn Luftwaffe. Ciekawostką wpadł na pomysł działania silnika odrzuto- jest fakt, iż sierżant Stanisław Karubin (1915- wego w roku 1928 i w roku 1937 zbudował 1941) z dywizjonu 303 strącił niemiecki sa- jego prototyp. Natomiast pierwszy udany samolot, mimo że nie miał już amunicji. W molot odrzutowy Heinkel He 178 został zbu- czasie pościgu za hitlerowskim samolotem dowany w Niemczech przez Ernsta Heinkela Polakowi zabrakło amunicji do karabinów. (1888-1958) w roku 1939 (rys. 8.42). Jednak Zatem wyprzedził on pilota nieprzyjaciel- nie zdobył on zainteresowania. W zasadzie w skiego, nakręcił samolotem i wyszedł wprost pełni silnik turboodrzutowy wykorzystano naprzeciw wroga. Obydwaj piloci lecieli na dopiero w Me 262, powstałym pod koniec II siebie na małej wysokości i minęli się w od- wojny światowej. II wojna światowa W czasie II wojny światowej samoloty odegrały rolę dominującą. Największą kampanią powietrzną sto- czoną wówczas była tzw. „Bitwa o An- glię”, która rozegrała się w okresie od 10 lipca do 31 października 1940 roku. Była to pierwsza kampania toczona między Angli- kami a Niemcami wyłącznie za pomocą lotnictwa (rys. 8.43). W efekcie działań bojowych Niemcy stracili 1733 samoloty, a ok. 650 zostało uszkodzonych - było to 52% Rys. 8.43. Bombowiec Heinkel He 111 nad stanu Luftwaffe z lipca 1940 r., straty ludzkie Londynem, 7 wrzesień 1940 r.

187 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki przez firmę Hawker Siddeley Company. Używany na wielu frontach II wojny świato- wej odegrał znaczącą rolę podczas bitwy o Anglię. Produkowano go w wielu wersjach uzbrojenia i z różnymi jednostkami napędo- wymi. Do zakończenia produkcji w 1944 roku wyprodukowano ponad 14 tysięcy egzemplarzy wszystkich wersji lądowych Hur- Rys. 8.44. Hawker Hurricane. Dane techniczne ricane i morskich Sea Hurricane, przystoso- (wersja MK1 z 1937 r.): silnik: Rolls-Royce Mer- wanych do działania z pokładów lotniskow- lin III o mocy 1030 KM; rozp./dł./wys.: 12,2/9,59/ ców. 3,96 m; masa startowa: 2994 kg; vmax.: 520 km/h; pułap: 10900 m; zasięg: 965 km; uzbrojenie: Supermarine Spitfire (rys. 8.45) to karabiny maszynowe 8x 7,7 mm brytyjski jednomiejscowy myśliwiec zbudowany w wytwórni Supermarine w So- ległości ok. 1 metra. Niemiec, który chciał się uthampton w Anglii. Jeden z najsłynniej- usunąć z drogi Karubinowi w efekcie wyko- szych używanych podczas II wojny świato- nywanego manewru spadł na ziemię. wej samolotów bojowych, na którym wal- W uznaniu za zasługi w obronie Anglii czyli również Polacy. Ogółem wyproduko- Polacy byli uznawani przez dowództwo wano ponad 20.000 szt. tego samolotu, w RAF-u jako „The best, of the best”. wersjach od Mk1 (1937 r.) do Mk24 (zakoń- czenie produkcji 1948 r.). W czasie II wojny światowej powstało wiele nowych, udanych konstrukcji samolo- North American P-51 Mustang tów. Poniżej wyspecyfikowano kilka z nich, (rys. 8.46) - amerykański jednosilnikowy my- kierując się rolą jaką odegrały one w tym śliwiec zaprojektowany na zlecenie RAF-u i najtragiczniejszym w historii ludzkości kon- produkowany w zakładach North American flikcie zbrojnym. Aviation (NAA) w Stanach Zjednoczonych oraz w znacznie mniejszej liczbie przez Hawker Hurricane (rys. 8.44) to Commonwealth Aircraft Corporation w Au- brytyjski jednomiejscowy samolot myśliwski, stralii. Używany był przez USA i ich sojusz- dolnopłat, zaprojektowany i produkowany ników zarówno podczas II wojny światowej

Gruby pancerz za Owiewka zapewniająca kokpitem, chroniący dobrą widoczność pilota

Silnik Merlin o mocy 1460 KM (1074 kW) Skrzydło eliptyczne, o profilu zmniejszającym opór powietrza Rys. 8.45. Supermarine Spitfire, podstawowy samolot brytyjski w II wojnie światowej

188 8. Lotnictwo i astronautyka

Rys. 8.47. Mitsubishi A6M Zero (replika)

pozostawały podstawowymi myśliwcami po- kładowymi marynarki japońskiej. Kariera Rys. 8.46. Mustang Mk. IA, jeden z najszybszych bojowa A6M rozpoczęła się 19 sierpnia 1940 samolotów śmigłowych (prędkość maksymalna roku w Chinach; debiut był udany, gdyż ze- 730 km/h) strzelono 8 z 9 chińskich samolotów napo- tkanych w trakcie walki. Potem były walki na jak i w czasie wojny koreańskiej (jako sa- Pacyfiku: od ataku Pearl Harbor przez bitwy molot szturmowy). Udana konstrukcja z 1940 na Morzu Koralowym, o Midway, krwawe roku sprawiła, że ostatni projekt samolotu zmagania na Guadalcanalu, klęski na Morzu bojowego opartego na P-51 zamknięto do- Filipińskim aż do walk o Okinawę i kapitula- piero w 1986 roku, kończąc tym samym 46 cję Japonii. Myśliwce te brały udział we lat rozwoju jednej z najbardziej udanych kon- wszystkich bitwach toczonych przez lotnic- strukcji lotniczych. Obecnie wiele z tych ma- two marynarki. Pod koniec wojny wiele z szyn znajduje się w rękach prywatnych. La- tych samolotów było używanych przez for- tają one podczas pokazów i zawodów spor- macje „Kamikaze”. towych. Ogółem wyprodukowano 15.000 ÷ Ił-2 (rys. 8.48) to dwumiejscowy sa- 16.000 Mustangów. molot szturmowy produkcji ZSRR z czasów Mitsubishi A6M Reisen (popularna II wojny światowej. Samolot ten nie atakował nazwa „Zero”) – rys. 8.47, podstawowy typ celów z lotu nurkowego (nie był bombowcem samolotu myśliwskiego Cesarskiej Japońskiej nurkującym z uwagi na brak hamulców aero- Marynarki Wojennej w okresie drugiej wojny dynamicznych i niezbyt dużą odporność na światowej, jeden z najlepszych myśliwców przeciążenia). Atak odbywał się z płytkiego początkowego okresu wojny. Samolot ten nurkowania po prostej, często w formacji opracował inż. Jiro Horikoshi (1903-1982) w kilku maszyn jako atak po okręgu, dzięki 1940 roku. „Zera” przez cały okres wojny czemu nieprzyjaciel był pod nieustannym ostrzałem.

Rys. 8.48. Ił 2M Tip 3 – samolot szturmowy

189 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Karabiny maszynowe umieszczone w pokrywie silnika i działka w skrzydłach , opcjonalnie jedno dodatkowe strzelające Mała owiewka ograniczająca przez wał silnika widok z kokpitu Samolot ten walczył w bitwie o Anglię, 1940 r.

Chłodzony cieczą silnik Daimler-Benz V-12 o mocy 1191 KM

Rys. 8.49. Messerschmitt Bf 109 E, który mógł rozwijać prędkość do 560 km/h

Messerschmitt Bf 109, Me 109 gwiazdowe, śmigła trójłopatowe metalowe, (rys. 8.49) to niemiecki podstawowy myśli- przestawialne. W przedniej części kadłuba wiec Luftwaffe z drugiej wojny światowej. znajdowały się stanowiska bombardiera, na- Bf 109 był samolotem bardzo trudnym w pi- wigatora i strzelca pokładowego, za nim ka- lotażu w fazie startu i lądowania. Najlepsze bina pilotów, w środkowej części komora właściwości pilotażowe i manewrowe Bf 109 bombowa i stanowisko radiooperatora. osiągał w zakresie prędkości 350-420 km/h, W osobnych stanowiskach znajdowali się przewyższając pod tym względem nawet strzelcy pokładowi. swojego najgroźniejszego konkurenta Su- Messerschmitt Me 262 Schwalbe permarine Spitfire. Powyżej prędkości 400 (niem. Jaskółka) – pierwszy użyty bojowo km/h w wersjach B, C, D, oraz powyżej 485 samolot myśliwski o napędzie odrzutowym km/h w wersji E wraz ze wzrostem prędkości (rys. 8.51). Produkowany masowo podczas II opór sterów stopniowo zwiększał się, zmu- wojny światowej wszedł do służby w 1944 szając pilota do użycia coraz większej siły roku jako samolot bombowy i rozpoznawczy przy zmianie kierunku lub wysokości lotu. (A-1a), a także jako myśliwiec przechwytu- Tym samym reakcje samolotu następowały z jący (A-2a). Pomimo swych wad i niedosko- wyraźnym opóźnieniem. Identyczna sytuacja nałości Me 262 był pierwszym sygnałem następowała w czasie lotu nurkowego, gdzie końca ery samolotów napędzanych śmigłem i w górnych zakresach prędkości użycie steru początku ery odrzutowców latających z pręd- kierunku przez pilota było mocno problema- kościami rzędu 800 km/h, znacznie więk- tyczne. Należy podkreślić mały zasięg sa- szymi niż możliwe do uzyskania na samolo- molotu Bf 109. tach śmigłowych. Jako pierwszy został rów- Boeing B-17 Flying Fortress (pol. nież wyposażony w skrzydła skośne. “Latająca forteca”). Ten ciężki samolot bombowy (rys. 8.50), będący z całą pewnością Okres powojenny jednym z najsłynniejszych samolotów II Po II wojnie światowej lotnictwo roz- wojny światowej, był dolnopłatem z usterze- wija się w sposób bardzo intensywny i to zaniem klasycznym, o konstrukcji metalowej, równo w wersji wojskowej jak i cywilnej. wyposażonym w podwozie dwugoleniowe Powstaje szereg znakomitych konstrukcji, z chowane w locie. Napęd stanowiły 4 silniki których ze względu na ograniczoną objętość

190 8. Lotnictwo i astronautyka

Cztery silniki Wright Cyclone o mocy 1216 KM

W środku samolotu jest miejsce nawet dla 10 członków załogi

Samolot wyposażony był aż w 13 karabinów maszynowych służących głównie do obrony

Komora bombowa, mogąca pomieścić do 8 ton bomb

Rys. 8.50. Boeing B-17G „Latająca forteca”, jeden z pierwszych bombowców mających całkowicie me- talową konstrukcję niniejszego podręcznika można przybliżyć niewielkim stopniu różniła się od swego woj- zaledwie kilka. Są to: skowego protoplasty, jednakże w środku Boeing 377 Stratocruiser (rys. miała kuszetki oraz barek na dolnym pokła- 8.52), który jako nieliczny rozpoczynał dzie. Ciekawostką jest fakt, iż transportowiec służbę jako maszyna wojskowa, a kończył w Stratofeighter oparty był na konstrukcji su- roli luksusowego samolotu pasażerskiego. perfortecy B-29, która została wykorzystana Pod koniec II wojny światowej Boeing pro- do zrzucenia bomby atomowej na Hiroszimę dukował samoloty transportowe 367 Strato- i Nagasaki. freighters. W 1949 roku na zamówienie linii Saab JA-37 Viggen (rys. 8.53). W lotniczych Pan Am powstała wersja cywilna latach 60-tych ubiegłego stulecia Szwecja tego transportowca. Na zewnątrz maszyna w rozpoczęła prace nad programem System 37,

Rys. 8.51. Messerschmitt Me 262A-1a/U4, z działem kalibru 50 mm, który rozwijał prędkość maksy- malną 872 km/h (na wysokości 6000 m) 191 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 8.52. Boeing 377 Stratocruiser Rys. 8.53. Saab JA-37 Viggen którego celem było stworzenie całej rodziny trzeby wojny w Wietnamie, a ich kolejne samolotów bojowych. Maszyny, które udało wersje były wyposażane w coraz mocniejsze się zaprojektować w ramach tego programu, uzbrojenie. Wariant AC-130H został stwo- przerosły wszelkie oczekiwania. Pomimo rzony na podstawie AC-130E i ma między przystosowania każdego z pięciu modeli tej innymi lepsze systemy ostrzegania przed za- maszyny do pełnienia specyficznej roli, grożeniami. Do dzisiaj „Widmo” wciąż od- wszystkie odmiany korzystały z najnowszych grywa istotną rolę w działaniach Sił Po- osiągnięć techniki, co uczyniło je jednymi z wietrznych Stanów Zjednoczonych. najbardziej zaawansowanych samolotów BAC/Aerospatiale Concorde (rys. wojskowych świata. Urządzenia, które dzisiaj 8.55) – samolot pasażerski, zdolny do lotu z są standardem na wyposażeniu myśliwców dwukrotną prędkością dźwięku (mach 2), taktycznych, takie jak komputery nawiga- mógł pokonać trasę z Londynu do Nowego cyjne, były po raz pierwszy zbudowane i te- Jorku dwa razy szybciej od typowych samo- stowane właśnie w samolocie Saab Viggen. lotów. Został wycofany przez British Air- Lockheed AC-130H (rys. 8.54), ways z użytku w 2003 roku, po 27 latach zwany „Widmem” jest szturmowym wa- eksploatacji. Był jak dotychczas jednym z riantem dobrze znanej maszyny transporto- dwóch w historii ponaddźwiękowych samo- wej C-130 Hercules, używanej przez siły po- lotów pasażerskich (drugi z nich to radziecki wietrzne wielu państw na całym świecie. Sa- Tupolev Tu-144, wycofany z eksploatacji w moloty AC-130 powstały pierwotnie na po- roku 1983). Zbudowany wysiłkiem British

Kamery na podczerwień Dwa działka i radary Rampa pod ogonem M61A1Vulcan, (ze szklana kopułą) kalibru 20 mm pozwalająca na Dwie armaty obserwacje pola walki automatyczne Bofors kalibru 40 mm

Rys. 8.54. Samolot szturmowy Lockheed AC-130H Pave Spectre

192 8. Lotnictwo i astronautyka żych wysokościach podniebny szpieg, jakim jest SR-71, obecnie ponownie odszedł na za- służoną emeryturę, pozostając przy tym cudem XX-wiecznego lotnictwa. Ciekawostką jest fakt, iż SR-71 rozpędzał się do tak du- żych prędkości, że tarcie powietrza o kadłub powodowało rozgrzewanie się poszycia do około 200°C. Kolor czarny, na jaki pomalo- wana była maszyna, pod wpływem ekstre- malnych temperatur zmieniał barwę na nie- bieską. Rys. 8.55. BAC/Aerospatiale Concorde Lockheed F-117 Nighthawk (rys. 8.57) to samolot, który został po raz pierwszy Aircraft Corporation i francuskiej firmy Ae- wykorzystany podczas amerykańskiej inwazji rospatiale Concorde był jednym z najbardziej na Panamę w 1989 roku. Był to pierwszy na zaawansowanych technologicznie samolo- świecie bombowiec taktyczny typu „stealh”, tów, jakie kiedykolwiek powstały. Mogąc za- czyli maszyna bardzo trudno wykrywalna dla brać na pokład zaledwie 100 pasażerów był radarów przeciwnika. Podczas operacji „Pu- jednym z najdroższych w utrzymaniu i eks- stynna burza” technologia "stealh" okazała ploatacji środków transportu. Pomimo swojej się na tyle skuteczna, że w trakcie 1271 misji niewątpliwej urody, nie był w stanie sprostać wykonanych nad terytorium wroga, żaden konkurencji cenowej ze strony nowej genera- samolot nie został trafiony pociskiem prze- cji maszyn typu Super Jumbo. ciwlotniczym. Lockheed SR-71 Blackbird (Kos) MCDonnell Douglas F-15E trafił do Amerykańskich Sił Powietrznych w Strike Eagle (rys. 8.58), to maszyna nie- 1966 roku. Ta niezwykła maszyna (rys. 8.56) podzielnie panująca w przestworzach od nosiła kiedyś tytuł najszybszego odrzutowca 1972 roku. Pierwszym modelem był F-15A, świata, a gdy w latach 90-tych XX wieku po- który powstał jako myśliwiec, a następnie zo- nownie weszła do służby jej osiągi wciąż de- stał przystosowany do roli samolotu wieloza- klasowały konkurentów. Zaprojektowany daniowego. F-15C, ulepszony wariant mo- jako samolot rozpoznawczy do lotów na du- delu A, pojawił się w 1979 roku. Po nim przyszedł F-15D, dwumiejscowa, treningowa wersja modelu C, i najwspanialszy ze wszystkich F-15E Strike Eagle.

Rys. 8.56. Zbudowany w zaledwie 32 egzemplarzach Lockheed SR-71 Blackbird Rys. 8.57. Lockheed F-117 Nighthawk

193 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 8.58. F-15E Eagle Rys. 8.60 Northrop Grumman B-2A Spirit British Aerospace Harrier Gr. 5 (rys. 8.59) to samolot, który może startować i Knudsena Northropa (1895-1981), jednego z lądować pionowo. Pozwola to nie tylko na najbardziej nowatorskich konstruktorów lot- zrezygnowanie z wielkich i kosztownych lotniczych XX wieku. Pomimo tego, że praco- niskowców, ale również umożliwia myśliw- wał on dla takich firm jak Lockheed czy com operowanie z tymczasowych baz w po- Douglas, to właśnie jego imię nosi firma pro- bliżu linii frontu. Prawdziwie wyjątkowy dukująca samoloty B-2A Spirit (Duch). Ten Harrier jest pierwszym samolotem piono- wyprodukowany w szczytowym okresie zim- wego startu i lądowania (oznaczonych skró- nej wojny bombowiec wciąż odgrywa klu- tem VTOL), który wszedł do służby i poka- czową rolę w potencjale uderzeniowym Sił zał, iż podana koncepcja wyśmienicie spraw- Powietrznych Stanów Zjednoczonych. Ma- dza się na polu walki. szyna jest praktycznie niewykrywalna przez Northrop Grumman B-2A Spirit radary, a na dodatek jest w stanie zaatakować (rys. 8.60), to samolot stworzony przez Johna każdy cel na kuli ziemskiej przy jednym tan-

Małe dysze w dziobie, ogonie oraz na końcówkach skrzydeł Silnik samolotu potrzebuje pomagają stabilizować maszynę ogromnych ilości powietrza, gdy w zawieszeniu pozostaje on w zawieszeniu, z tego Harrier służący w powodu wloty powietrza są większe barwach RAF niż w innych odrzutowcach

Dysze kierują ciąg w dół, dzięki czemu samolot unosi się w powietrzu Rys. 8.59. British Aerospace Harrier Gr. 5, w produkcji od roku 1983

194 8. Lotnictwo i astronautyka kowaniu, startując z jednej z trzech baz USA myślnie przetestowany dopiero w XX na świecie. wieku). W sto lat po śmierci Leonarda da Vinci na pomysł budowy spadochronu wpadł 8.1.8. Spadochron biskup dalmacki Fausto Verancio de Sebe- nico (1551-1617). Jednym z kolejnych waż- Spadochron to statek powietrzny, któ- niejszych wynalazców był francuski fizyk rego zadaniem jest zwiększenie oporu aero- Sebastian Lenormand (1757-1837). W 1783 dynamicznego, co powoduje spadek prędko- roku wydał on broszurkę, w której opisał ści opadania w atmosferze. konstrukcję swego spadochronu. Jest mało Pierwszym, legendarnym spadochronia- prawdopodobne by sam wykonał skok, cho- rzem, według podań chińskich, był cesarz ciaż niektóre źródła podają, że w dniu 29 chiński Shun (ok. 2258 p.n.e. – ok. 2208 grudnia 1783 r. skoczył z balkonu obserwato- p.n.e), który skoczył z wysokiej płonącej sto- rium w Montpellier – rys. 8.62. On też nadał doły, trzymając w rękach dwa szerokie ka- temu przyrządowi nazwę: „parachute”. pelusze w celu osłabienia upadku. Stare kro- Około roku 1783 konstrukcją i próbami niki chińskie zawierają także opisy skoków spadochronu zajmował się też Joseph Mont- amortyzowanych za pomocą parasoli. We- golfier (1740-1810). W 1785 r. Jean Pierre dług tych kronik popisy tego typu były wy- Blanchard (1753-1809) wyrzucił z kosza konywane przez akrobatów, między innymi swego balonu psa na spadochronie własnej podczas uroczystości koronacyjnych cesarza konstrukcji. 21 listopada 1785 r. podczas ko- Fu-Kien w 1306 r. lejnej próby z psem balon uległ awarii i Blan- Pierwszy projekt budowy spadochronu chard zmuszony był skorzystać z własnego (rys. 8.61) opracował Leonardo da Vinci urządzenia, które zdało egzamin. (1452-1519), a jego szkice i opis budowy za- mieścił w 4 rozdziale Kodeksu Atlantyckiego (spadochron według tego projektu został po-

Rys. 8.61. Model spadochronu wg pomysłu Rys. 8.62. Wizja artystyczna skoku Sebastiana Leonarda da Vinci Lenormanda z roku 1783

195 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki W 1797 r. Francuz Andre Jacques Gar- Baldwin (1860-1923) wykonał pierwszy skok nerin (1769-1823) zbudował i osobiście za- przy użyciu spadochronu bez kosza, trzyma- demonstrował spadochron, który nie miał jąc się tylko drewnianej obręczy. W 1890 r. usztywnień. 22 października 1797 wzniósł się Niemiec Herman Lattemann (1852-1894) za- w powietrze balonem, będąc na wysokości czął układać czaszę i linki w lekko rozwija- około 700 m, przeciął sznur łączący spado- jące się pakiety, podwieszone do pierścienia chron z balonem i zaczął spadać w koszu blisko kosza balonu. Spadając, człowiek wła- (rys. 8.63). Spadochron wypełnił się powie- snym ciężarem wyciągał czaszę z linkami, po trzem i Garnerin wylądował żywy i zdrowy. czym spadochron otwierał się. Jak wiemy rok Prócz Jacquesa Garnerina skoki ze spado- 1903 rozpoczął erę samolotu. Od tego okresu chronem wykonywały także jego żona Jeanne datują się również próby zastosowania spa- (1775-1847) i bratanica Eliza. W latach 1797- dochronu do ratowania pilotów samolotów. 1835 wykonali oni wiele skoków ze spado- W 1911 Rosjanin Gleb Kotielnikow (1872- chronem w różnych miastach Europy, w tym 1944) opracował i opatentował spadochron także w Warszawie. Eliza wykonała łącznie „RK-1”, który w zasadzie odpowiadał ponad 40 skoków. wszystkim wymaganiom tego okresu. Wy- XIX wiek był okresem twórczych po- różniał się niezależnością od samolotu i szukiwań w kierunku zbudowania praktycz- możliwością użycia w każdej chwili. Był to nego i niezawodnego spadochronu ratowni- spadochron plecakowy. czego dla potrzeb rozwijającej się żeglugi Przełomowy moment w konstrukcji powietrznej. W 1887 r. Amerykanin Thomas spadochronu nastąpił w 1908 r., kiedy to Leo Stevens (1876-1944) wpadł na pomysł złoże- nia spadochronu w pokrowcu przymocowa- nym do pleców za pomocą skórzanej uprzęży. Spadochron otwierał się przez po- ciągnięcie linki przez skaczącego. Dalsze poszukiwania szły w dwóch kierunkach. Pierw- szy z nich to udoskonalanie prostego spadochronu osobistego. Drugi zaś kierunek repre- zentowali konstruktorzy projektujący spadochrony przewidziane do ratowania, w razie awarii, całych samolotów wraz z załogą. Ów- czesny poziom techniki uniemożliwiał jednak budowę niezawodnych, wielkich i skomplikowanych w użyciu spadochronów, stąd większość prób prowadzonych w tym kierunku kończyła się niepowodzeniem. W 1918 r. dowództwo armii USA ogło- siło konkurs na spadochron ratowniczy, sta- wiając jedenastopunktowe warunki, którym miała odpowiadać konstrukcja spadochronu. Już w 1919 r. lotnictwo Stanów Zjednoczo- nych zostało zaopatrzone w spadochrony „Irvina”. Spadochrony te były produkowane w trzech odmianach: plecowej (rys. 8.64), siedzeniowej i kolanowej. Wersje różniły się Rys. 8.63. Udana próba lądowania ze spadochro- między sobą uprzężą i pokrowcami. Wy- nem kosza balonu pilotowanego przez Garnerina, twórnia „Irvin” rozpoczęła w tym czasie 22 X 1797 r. 196 8. Lotnictwo i astronautyka

Rys. 8.64. Projekt spadochronu z 1920 r. również produkcję spadochronów ćwiczeb- nych i zapasowych. W 1926 r. ukazał się spadochron trójkątny Hoffmana. Czasza po- Rys. 8.65. Lądowanie kapsuły Apollo 15 łączona była z uprzężą systemu „Irvin” 36 linkami nośnymi. W okresie międzywojen- nym specjaliści wojskowi zauważyli, że spa- 8.1.9. Śmigłowiec dochron może być nie tylko środkiem ratow- Śmigłowiec (helikopter) to statek po- niczym, ale także transportowym, przezna- wietrzny cięższy od powietrza, który wytwa- czonym do zrzucania ładunków i ludzi. rza siłę nośną dzięki ruchowi obrotowemu Spadochron sprawdził się w II wojnie wirnika lub wirników napędzanych przez sil- światowej w wielu operacjach. Między in- nik (obecnie przez 2, a czasem nawet 3 sil- nymi we wrześniu 1944 r., w operacji Mar- niki). Wirnik zbudowany jest z odpowiednio ket-Garden, w której udział brała polska profilowanych łopat osadzonych w głowicy. Pierwsza Samodzielna Brygada Spadochro- nowa, która została zrzucona na spadochro- Pierwsze modele nach pod Arnhem w Holandii. Pierwszy model śmigłowca (rys. 8.66) Po II wojnie światowej spadochron zaprojektował w roku 1480 Leonardo da Vinci (1452-1519), który naszkicował ma- znalazł jeszcze bogatsze zastosowanie. szynę unoszącą się w powietrzu dzięki po- W wielu konstrukcjach samolotów spado- ziomemu wirnikowi w kształcie ogromnej chron jest używany do skracania dobiegu śruby. Śmigłowiec Leonarda przypominał przy lądowaniu (spadochron hamujący). W korkociąg o średnicy 4 metrów. Cztery osoby technice astronautycznej spadochron służy do biegające wokół osi wirnika miały go obra- sprowadzania na ziemię statków kosmicz- cać, a jego ruch miał wytwarzać siłę nośną. nych (rys. 8.65) oraz do miękkiego lądowania Niestety Leonardo zapomniał uwzględnić sond kosmicznych na innych planetach, oto- moment obrotowy. czonych atmosferą. Współczesny spadochron W połowie XIX wieku (1842 r.) Anglik jest też jedną z części całego systemu zabez- W. H. Phillips zbudował model śmigłowca, pieczenia pilota we współczesnym samolocie zdolny do niekontrolowanego lotu na dystan- naddźwiękowym. System ten jest w pełni sie kilkudziesięciu metrów. Natomiast 20 lat zautomatyzowany i prawie niezawodny. Spa- później (1862 r.) Gustave de Ponton d'Amer- dochron znalazł też zastosowanie sportowe. court (1825-1888) zbudował model śmi-

197 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Pierwsze loty Pierwszym człowiekiem, który wzniósł się w powietrze za pomocą śmigłowca był Słowak Jan Bahyl (1845-1916). 13 sierpnia 1895 roku uzyskał on grant nr 3392 od cesarza Franciszka Józefa (1830-1916) na bu- dowę śmigłowca. W ciągu następnych kilku lat wykonał szereg prób lotu uzyskując wy- sokość 0,5 m w 1901 roku, 1,5 m w 1903. Ostatecznie 5 maja 1905 roku w Petersburgu dokonał lotu swoim śmigłowcem z silnikiem benzynowym na wysokości 4 m na odległość 1500 m. Wydarzenie to odnotowane zostało przez „International Airship Organisation”. Kolejnym entuzjastą lotów śmigłowco- wych był Louis Charles Breguet (1880- 1955), francuski konstruktor lotniczy. Wraz z bratem Jacquesem i pod kierownictwem Cha- Rys. 8.66. Model śmigłowca wykonany wg pro- rles'a Richeta (1850-1935) w 1905 r. rozpo- jektu Leonarda da Vinci z roku 1480 czął pracę nad śmigłowcem Gyroplane 1 (rys. 8.68), w którym silnik spalinowy napędzał głowca z dwoma wirnikami (rys. 8.67) prze- cztery wirniki nośne. Pierwszy wzlot tej kon- ciwbieżnymi, napędzanymi maszyną parową. strukcji odbył się 24 sierpnia 1907 r. (na wy- Model ten był zdolny do odrywania się od sokość jedynie ok. pół metra, ze względów ziemi. bezpieczeństwa i z uwagi na brak układów sterowania). Kolejna, bardziej zaawansowana konstrukcja śmigłowca Breguet-Richet 2 zo- stała oblatana w marcu 1908 r., a następnie trzecia Breguet-Richet 2bis w 1909 roku. Po zniszczeniu trzeciego śmigłowca przez wi- churę, Breguet poświęcił się bardziej per- spektywicznemu przy ówczesnym stanie techniki konstruowaniu samolotów. W roku 1907 roku odbyła się próba lotu innego śmigłowca (rys. 8.69). Maszyna miała dwa bliźniacze śmigła i silnik o mocy 24 KM. Najdłużej utrzymała się w powietrzu przez 20 sekund na wysokości 1,8 metra. Była ona zbudowana przez Francuza, sprze- dawcę rowerów - Paula Cornu (1881-1944). Również w roku 1907 został zbudowany przez Czesława Tańskiego (1862-1942) pierwszy polski śmigłowiec (rys. 8.70). Była to machina o dwóch przeciwbieżnych, dwu- łopatowych wirnikach napędzanych siłą mię-

śni za pomocą korby. Nieudane próby pode- Rys. 8.67. Śmigłowiec zbudowany przez Pontona rwania maszyny wykazały jednak, że siła d'Amercourta, 1862 r. mięśni jest niewystarczająca i w dwa lata

198 8. Lotnictwo i astronautyka

Rys. 8.68. Pierwszy śmigłowiec Breguet’a Gyroplane 1 (1907 r.). Maszyna ta czasem odrywała się od ziemi, ale była zupełnie niesterowna, na zakończenie prób pogalopowała około 100 metrów i skraksowała na polu buraczanym. później zamontowano w niej dwucylindrowy ciwieństwie do śmigłowca wiatrakowiec silnik Anzani o mocy 2,5 KM. Jednak z po- musi utrzymywać prędkość postępową. Wia- wodu braku chłodzenia i małej mocy silnik trakowce były szczególnie popularne w okre- przegrzewał się, a uniesienie człowieka wciąż sie międzywojennym. było niemożliwe. Śmigłowiec ten nie miał W trakcie II wojny światowej wykorzy- ponadto przyrządów sterowniczych. W efek- stywano je między innymi do obserwacji na cie nigdy nie uniósł się w powietrze. okrętach podwodnych niemieckiej Kriegsma- Wiatrakowce rine (Focke-Achgelis Fa 330). W wiatrakowce Fa 330 (rys. 8.72), począwszy od W roku 1919 Hiszpan Juan de la Cierva czerwca 1942, były wyposażone U-Booty (1895-1936) skonstruował wiatrakowiec, typu IX operujące na Oceanie Indyjskim i w czyli autożyro - rys. 8.71. Wiatrakowiec do Zatoce Adeńskiej. W załodze każdego okrętu, wytworzenia siły nośnej wykorzystuje auto- wyposażonego w wiatrakowiec, znajdowało rotację swobodnego wirnika. Napęd daje kla- się 2-3 marynarzy przeszkolonych do jego syczne śmigło. Zaletą autożyra jest bardzo pilotowania. Start z U-Boota odbywał sie z krótki start i lądowanie oraz obciążenie mocy małej platformy umieszczonej za kioskiem. znacznie mniejsze niż w śmigłowcu. W prze- Potrzebna do tego była prędkość powietrza

Rys. 8.69. Paul Cornu i jego śmigłowiec, rok 1907 Rys. 8.70. Czesław Tański przy swojej maszynie

199 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Obecnie wiatrakowce są domeną konstrukcji amatorskich. Pierwsze udane konstrukcje W roku 1924, dopiero trzeci z rzędu (rys. 8.73), śmigłowiec dwuwirnikowy (wirniki współosiowe sprzężone po dwa) Hisz- pana Raula Pescary (1890-1966) wykonał przelot po obwodzie zamkniętym o długości 1 km ze średnią prędkością 15 km/h. Fakt ten można uznać za pierwszy udany przelot śmi- głowca po zaplanowanym torze. Rys. 8.71. Wiatrakowiec Cierva, 1919 r. Z kolei w roku 1937 Heinrich Focke (1890-1979) wykonał dwuwirnikowy śmi- opływającego wirnik nie mniejsza niż 35 głowiec Fw-61 (rys. 8.74), który był zbudo- km/h. Osiągano to płynąc pod wiatr z pełną wany na bazie lekkiego samolotu FW Stie- prędkością. Fa 330 był połączony z okrętem, glitz z silnikem Siemens o mocy 118 kW. kablem o długości ok. 300 m. Zapewniało to Dwa wirniki nośne były umieszczone na pułap ok. 220 m i zasięg obserwacji ok. 53 końcach poprzecznej kratownicy z rur. W km. Obserwator łączył się z okrętem przez konstrukcji wykorzystano kadłub popular- telefon pokładowy. Wiatrakowiec Fa 330 nego samolotu treningowego Focke-Wulf Fw charakteryzował się bardzo prostą konstruk- 44 Stieglitz. Pojedynczy silnik napędzał dwa cją, małymi wymiarami oraz możliwością śmigła znajdujące się po obu stronach ka- montażu i demontażu w ciągu kilku minut. dłuba na kratownicowych wysięgnikach. Konstrukcja składała się z dwóch stalowych Zbudowany został tylko prototypowy egzem- rur: poziomej i pionowej, nieco pochylonej w plarz śmigłowca. Ustanowiono na nim kilka kierunku lotu. Rura pozioma stanowiła ka- pierwszych rekordów śmigłowcowych, m.in.: dłub. Były na niej zamontowane siedzenie rekord wysokości lotu (3427 m) - uzyskany pilota, urządzenia sterownicze (orczyk i drą- 29 stycznia 1939 r. Konstrukcji śmigłowca żek sterowy) oraz statecznik pionowy i po- Fw 61, mimo że była udana, nie rozwijano. ziomy. Posiadał on trzy łopaty o konstrukcji Jednakże doświadczenia, zebrane podczas stalowej. Pokryte one były sklejką lotniczą w prac nad tą maszyną, były bardzo cenne dla pobliżu krawędzi natarcia, a płótnem na po- zostałej części. Ogółem zbudowano ok. 200 egzemplarzy wiatrakowca Fa 330.

Rys. 8.73. Śmigłowiec Pescara No 3 (silnik 135 kW, średnica rotora 7,2 m, waga 1000 kg, pręd- kość max. 13 km/h) , wykorzystany w próbie z Rys. 8.72. Wiatrakowiec Focke-Achgelis Fa-330, roku 1924 - poprzednie maszyny Pescary budo- produkowany w latach 1942-43 wane od roku 1919 były mniej udane

200 8. Lotnictwo i astronautyka Vought-Sikorsky 300 (rys. 8.75) – z silnikiem 75 KM i pojedynczym wirnikiem z trzema łopatami – można było uznać za kon- strukcję w pełni zadowalającą. Ojciec Igora Sikorskiego był Polakiem. II wojna światowa W czasie II wojny światowej Niemcy projektują i wykonują „Flettner Fl 282” Ko- Rys. 8.74. Śmigłowiec Fw-61: prędkość max: 122 libri (rys. 8.76), jednomiejscowy śmigłowiec km/h, długość 7,29 m, średnica rotorów 7,0 m, z otwartym kokpitem, produkowany od roku zasięg 230 km, pułap 3200 m, 1937 r. 1940 przez firmę Antona Flettnera (1895- 1961). Dzięki zastosowaniu dwóch zazębia- rozwoju innych tego typu projektów. jących się wirników, pomysłu Antona Flett- Następnie na scenie historii pojawia się nera, maszyna nie musiała być wyposażona w najwybitniejszy konstruktor śmigłowców śmigło ogonowe. „Kolibri” czyli Koliber był Igor Sikorski (1889-1972), który o lataniu pierwszym helikopterem użytym z działa- marzył od dziecka. W 1913 r. skonstruował niach bojowych. W czasie II wojny świato- on pierwszy w świecie czterosilnikowy sa- wej Niemcy przetestowali go na śródziem- molot bombowy Ilia Muromiec (rys. 8.32), nomorskim teatrze działań. Plany zakładały który brał udział w I wojnie światowej. W budowę 1000 sztuk Fl 282. Po zbombardo- roku 1919 wyemigrował do USA, gdzie - po waniu fabryki Flettnera przez aliantów plany paru latach pracy jako nauczyciel - założył te legły w gruzach. Inny plan zakładał użycie przy pomocy kilku innych rosyjskich emi- nieuzbrojonych Fl 282 jako śmigłowców roz- grantów firmę lotniczą Sikorsky Aero Engi- poznawczych operujących z okrętów neering Company, którą w 1929 zakupił podwodnych dalekiego zasięgu. United Aircraft. Sikorski uważany jest za Z kolei Amerykanie wykonują Sikorsky „ojca” współczesnych śmigłowców. Pierwsze XR-4, pierwszy śmigłowiec użyty bojowo próby z tego typu maszynami prowadził jesz- przez USA AF i pierwszy na świecie śmigło- cze w Rosji, ale dopiero po ponad 20 latach, wiec produkowany seryjnie. Prototyp ma- 24 maja 1940 r. zbudowany według jego pro- szyny nazwany XR-4 powstał na bazie ekspe- jektu i oblatany przez niego śmigłowiec rymentalnego VS-300 (rys. 8.75) zaprojek-

Rys. 8.76. Śmigłowiec FL-282: silnik 119 kW, Rys. 8.75. Vought-Sikorsky VS-300: średnica średnica wirnika 11,96 m, długość 6,65 m, wyso- wirnika 9,14 m, długość 8,53 m, wysokość 3,05 m kość 2,2 m, masa startowa 1000 kg, prędkość max. – pierwszy lot swobodny: 13.05.1940 roku. 150 km/h, pułap 3300 m, zasięg 170 km

201 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki towanego przez Igora Sikorskiego w 1940 r. Pierwszy lot XR-4 odbył się 13 stycznia 1942, a po testach USA AF zamówiło 30 egzemplarzy helikoptera w dwóch wersjach YR-4A (do testowania, 3 egzemplarze) i YR- 4B (wersja użytkowa, 27 sztuk). Śmigłowce okazały się tak udane, że zamówiono dodatkowo 100 egzemplarzy modelu R-4B. Śmi- głowiec ten (rys. 8.77) został pierwszy raz użyty bojowo 23 kwietnia 1944 r. Wówczas stacjonujący w Birmie i należący do nowo Rys. 8.78. Bell AH-1 Cobra: maszyna ta ma spe- powstałej grupy 1st Air Commandos YR-4 cjalne ostrza umieszczone pod i nad kabiną załogi, wziął udział w operacji uratowania załogi służące do przecinania kabli wysokiego napięcia samolotu, który rozbił się na terenie nieprzyjaciela. R-4 był także pierwszym helikopte- Pierwszym projektem spółki Boeing-Vertol rem, który wylądował na okręcie. okazał się śmigłowiec z podwójnym wirnikiem. Chinook (rys. 8.79) został zaprojektowany specjalnie na zamówienie armii Sta- nów Zjednoczonych. Dzięki dwóm potężnym wirnikom utrzymującym maszynę w powietrzu, Chinook jest prawdziwą ciężarówką po- wietrzną, zdolną do wykonania każdej pracy.

Rys. 8.77. Śmigłowiec R-4B, produkcji amerykań- skiej Okres powojenny W ostatnich czasach śmigłowce zaczęły odgrywać rolę decydującą. Nie sposób jest zatem wymienić wszystkie godne uwagi konstrukcje maszyn tego typu. Jednakże poniżej przedstawia się kilka z nich, ważniejszych zdaniem autora. Rys. 8.79. Boeing Chinook, który ma przezwisko AH-1 Cobra (rys. 8.78) to śmigło- Big Windy, ze względu na siłę podmuchu wywo- wiec, który został zaprojektowany jako silnie ływanego przez łopaty wirników uzbrojona maszyna mająca wspierać piechotę w walce. Jej rozwój wiązał się z potrzebą Westland Lynx (Ryś – rys. 8.80) zo- ochrony bezbronnego śmigłowca transporto- stał stworzony wg wymagań postawionych wego UH-1 Huey. Pierwszy egzemplarz tego przez marynarki wojenne Wielkiej Brytanii i helikoptera wzbił się w powietrze w 1965 Francji oraz brytyjskie wojska lądowe. Od roku, a swój chrzest bojowy przeszedł już chwili powstania ta szybka i uniwersalna ma- dwa lata później w Wietnamie. szyna wykonywała wiele zadań, począwszy Jednym z pionierów rozwijających pro- od lotów rozpoznawczych przez ewakuacje jekty helikopterów z wirnikami w układzie rannych i ofiar wypadków, po transport woj- tandemowym był Frank Piasecki (1919- ska i wsparcie ogniowe na polu walki. Lynx 2008), Amerykanin polskiego pochodzenia. może zostać wyposażony w 8 pocisków ra- Jego firma Vertol (założona w 1956 r.) zo- kietowych i doskonale się sprawdza w roli stała w 1960 roku przejęta przez Boeinga. niszczyciela czołgów. Wersje dla marynarki 202 8. Lotnictwo i astronautyka

Rys. 8.80. Westland Lynx, jeden z najszybszych śmigłowców - w 1986 ustanowiono na nim świa- towy rekord prędkości śmigłowca wynoszący Rys. 8.81. Śmigłowiec SH-60B Seahawk, operu- 400,87 km/h jący z pokładów fregat, niszczycieli, krążowników oraz lotniskowców wojennej zaadoptowano do wykonywania podobnych zadań na lądzie. 60B Seahawk (Morski Jastrząb) – rys. 8.81 W okresie powojennym firma Sikorsky – to „łowca okrętów podwodnych”, wyposa- stała się jednym z najbardziej cenionych i żony w zestaw specjalnych czujników do ich podziwianych producentów śmigłowców. wykrywania oraz torpedy. Maszyny spod tego znaku służą w wojsku od Innym produktem firmy Sikorsky jest czasów II wojny światowej. Między innymi CH-53D Sea Stallion (Morski Ogier) – potężne helikoptery z serii H-60 wykorzy- rys. 8.82, o długości 30 metrów. Kiedy wzbił stywane są przez armię, siły powietrzne oraz się po raz pierwszy w powietrze (14.10.1964 marynarkę wojenną Stanów Zjednoczonych i r.), był największym śmigłowcem firmy Si- ponad 20 innych krajów świata. Model SH- korsky, jaki kiedykolwiek powstał. Zapro-

Sześć olbrzymich łopat wirnika wykonanych jest z aluminium; można je złożyć, gdy palowany jest dłuższy postój maszyny

Wysięgnik pozwala na uzupełnianie paliwa w powietrzu; musi być na tyle długi, by wirnik śmigłowca nie uszkodził samolotu podającego paliwo

Tylne drzwi i rampa pozwalają na sprawny załadunek i rozładunek

Większe ładunki mogą być przewożone w kontenerach podwieszanych pod śmigłowcem Rys. 8.82. Sikorsky CH-53D Sea Stallion: produkcja od 1964 r., długość 30,2 m, wysokość 8,46 m, średnica głównego wirnika 24,1 m, masa własna 15071 kg, maksymalna masa startowa 33340 kg, prędkość maksymalna 315 km/h, pułap praktyczny 5640 m, zasięg 1110 km

203 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Wirnik główny ma pięć tytanowych łopat, odpornych na ogień z broni ręcznej

Wieżyczka z czterolufowym karabinem maszynowym Niekierowane pociski rakietowe Płoza ogonowa zapobiegająca kalibru 57 mm uderzeniu tylnego wirnika o ziemię Rys. 8.83. Mi-24 Hind-D: produkcja od 1969 r., długość 21,35 m, wysokość 5,47 m, średnica wirnika głównego 17,3 m, masa własna 8450 kg, maksymalna masa startowa 11800 kg, prędkość maksymalna 335 km/h, pułap praktyczny 5000 m, zasięg 500 km jektowano go specjalnie do transportu wojska podobnie najlepsze śmigłowce szturmowe na i ładunków. Dzięki swoim dużym drzwiom świecie. Unowocześniona wersja tej maszyny tylnym oraz zamontowanym uchwytom ma AH-64D (rys. 8.84), która powstała w 1997 wspaniałe możliwości ładunkowe. Może roku, jest przynajmniej czterokrotnie bardziej m.in. przetransportować ważącą 1,5 tony cię- efektywna. Śmigłowiec AH-64 został zapro- żarówkę na odległość 414 km, albo prze- wieźć 38 żołnierzy w pełnym rynsztunku z prędkością 315 km/h. Z kolei słynny rosyjski Mi-24 Hind (rys. 8.83) pod wieloma względami przypomina amerykańskie śmigłowce szturmowe, takie jak AH-1 Cobra lub AH-64 Apache. Wszystkie one mają szczątkowe skrzydła, duże kuloodporne szyby zapewniające dobrą widoczność oraz działko (wielkokalibrowy karabin maszynowy) zamontowane pod ka- dłubem. W okresie zimnej wojny maszynie tej na Zachodzie nadano imię Hind (łania). Jest to bardzo wartościowy śmigłowiec bojowy, który może być również użyty do transportu żołnierzy – w środku jest miejsce dla 8 komandosów. Mi-24 został sprzedany w ilości ponad 2,5 tysiąca maszyn i jest do dzisiaj użytkowany przez co najmniej 50 armii Rys. 8.84. AH-64D Apache: produkcja od 1982 r., w świecie. długość: 17,7 m , wysokość 3,87 m, średnica głównego wirnika 14,63 m, masa własna 5165 kg, W 1982 roku Armii Stanów Zjednoczo- maksymalna masa startowa 9525 kg, prędkość nych dostarczone zostały pierwsze egzempla- maksymalna 365 km/h, pułap praktyczny 6400 m, rze śmigłowca AH-64A Apache - prawdo- zasięg 500 km 204 8. Lotnictwo i astronautyka jektowany do walki w każdych warunkach, w dzień i w nocy, przy każdej pogodzie, nawet przy całkowitym braku widoczności. Ma na wyposażeniu najnowocześniejszą technologię pozwalającą odszukać, zidentyfikować i za- atakować każdy potencjalny cel w ciągu zaledwie 30 sekund. Uzbrojenie śmigłowca AH-64D przeznaczone jest głównie do niszczenia pojazdów pancernych i obejmuje zestaw pocisków Hellfire oraz ruchome działko pokładowe kal. 30 mm. Można również Apa- che uzbroić w niekierowane pociski kal. 70 mm do niszczenia celów powierzchniowych. Wszystkie podsystemy uzbrojenia mogą być Rys. 8.86. Śmigłowiec JK-1 Trzmiel: masa star- sterowane przez strzelca lub pilota. Śmi- towa 340 kg, prędkość maksymalna 130 km/h, głowce Apache brały udział w operacjach pułap 5500 m, zasięg 200 km wojskowych w Zatoce Perskiej oraz misjach pokojowych w Bośni i w Kosowie. bowy śmigłowiec eksperymentalny JK-1 Trzmiel (rys. 8.86) z silnikami strumienio- Śmigłowce w Polsce wymi na końcach łopat, dwułopatowego wir- W roku 1950 w Instytucie Lotnictwa w nika nośnego. Program badawczy zawieszono Warszawie z powodzeniem oblatano do- jednak po katastrofie (21.06.1957 r.), w któ- świadczalny śmigłowiec SP-GIL (rys. 8.85), rej zginął pilot Antoni Śmigiel. Jedyny obec- konstrukcji inż. Bronisława Żurakowskiego nie istniejący egzemplarz tej maszyny znaj- (1911-2009). Śmigłowiec był napędzany sil- duje się w Muzeum Lotnictwa Polskiego w nikiem Hirth o mocy 100 KM. SP-GIL nie Krakowie. wszedł do produkcji ze względu na brak za- Głównym konstruktorem kolejnego, bu- interesowania ze strony przemysłu i wojska. dowanego w Polsce 4-miejscowego śmi- Nie jest to dziwne, gdyż w socjalistycznej głowca – nazwanego BŻ-4 Żuk (rys. 8.87) – Polsce nie przewidywano zastosowania dla o kratownicowej konstrukcji kadłuba był czysto pasażerskiego śmigłowca dwumiej- także inż. Bronisław Żurakowski. Budowany scowego. w latach 1953-1959 śmigłowiec pierwszy lot Drugą konstrukcją rozwijaną w Polsce odbywa 10 lutego 1959 roku nad lotniskiem powojennej (w latach 1955-57) był jednooso- Okęcie. W maszynie tej zastosowano wiele nowatorskich technik, takich jak: wielołopa- towy układ nośny z wirnikiem sterującym, elastyczne zawieszenie przekładni głównej śmigłowca, sprzęgło rtęciowe sprzęgające

Rys. 8.85. Śmigłowiec SP-GIL - fotografia jedy- nego prototypu, który odbył 254 loty (łącznie prawie 33 godziny w powietrzu), obecnie znajduje się w Muzeum Lotnictwa Polskiego w Krakowie Rys. 8.87. Śmigłowiec BŻ-4 Żuk

205 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Ś Rys. 8.88. migłowiec PZL SM-1: masa własna - 1785 kg, masa startowa - 2210 kg, max. prędkość - 185 km/h, pułap - 3500 m, zasięg - 380 km Rys. 8.89. Śmigłowiec PZL SM-2: średnica wirnika - 14,30 m, długość kadłuba – 16,90 m, ść silnik z przekładnią główną oraz amortyza- szeroko kadłuba - 12,08 m, masa z uzbrojeniem – 2550 kg, prędkość max. - 170 km/h, zasięg - tory podwozia przedniego i głównego. 310 km Oprócz podanych zalet śmigłowiec miał też szereg wad, związanych głównie z zastoso- Najliczniej produkowanym w Polsce waniem słabych materiałów i niedostateczną śmigłowcem, była maszyna wielozadaniowa jakością wykonania. Wyprodukowano zale- Mi-2 (rys. 8.90) zaprojektowana przez biuro dwie jeden egzemplarz „Żuka”, który obecnie konstrukcyjne Michaiła Mila, którą seryjnie w stanie niekompletnym znajduje się w Mu- wytwarzano tylko w zakładach PZL w Świd- zeum Lotnictwa Polskiego w Krakowie. niku. Ogółem wykonano 5500 maszyn, z Produkcja pierwszego wykonywanego czego więcej niż 280 trafiło do polskich sił seryjnie w Polsce jednosilnikowego śmi- zbrojnych, a duża ich część do ZSRR oraz głowca o konstrukcji metalowej ze stałym ponad trzydziestu innych krajów świata. Za- podwoziem kołowym, nazwanego SM-1 (rys. sadnicze cechy konstrukcyjne śmigłowca Mi- 8.88), była prowadzona w latach 1956-65 w 2 stanowią: zakładach PZL Świdnik. Maszyna ta została napęd od dwóch silników turbinowych zaprojektowana przez radzieckiego kon- GTD-350; struktora Michaiła Mila (1909-1970) i jest metalowe łopaty wirnika nośnego i śmi- bardziej znana jako Mi-1. Łącznie wyprodu- gła ogonowego; kowano 1594 szt. śmigłowców SM-1, które użytkowane były w Polsce, ZSRR i Czecho- słowacji Na bazie śmigłowca SM-1 w zakładach PZL Świdnik opracowano nową maszynę, znaną jako SM-2 (rys. 8.89). Od swojego poprzednika różniła się ona m.in większą, 5- osobową kabiną. Pozostałe części pierwo- wzoru, a w szczególności silnik oraz ogon, pozostały praktycznie niezmienione. Śmigłowiec ten był oblatany 3 lutego 1961 roku. W odróżnieniu od SM-1 miał gorsze Rys. 8.90. Śmigłowiec Mi-2. Dane techniczne: w kadłubie zbiornik na 440 litrów paliwa; dodat- ś ś ą wła ciwo ci podczas startu oraz gorsze osi gi kowy zbiornik zewnętrzny mieszczący 476 l., po- w zawisie. Wyprodukowano zaledwie 85 jemność wersji pasażerskiej - 8 osób, wersji towa- sztuk, z czego kilka sprzedano do Czecho- rowej - 700 kg ładunku, max. pułap – 4000 m, słowacji. max. prędkość - 200 km/h, zasięg - 797 km

206 8. Lotnictwo i astronautyka

hydrauliczne tłumiki w piaście wirnika; W ostatnim czasie w wytwórni PZL- dwupłatowe śmigło ogonowe; Świdnik skonstruowany został polski lekki wzmacniacze hydrauliczne w układzie śmigłowiec PZL SW-4 (rys. 8.92) – prototyp sterowania; po raz pierwszy oblatano 29.10.1996 r. Śmi- kadłub półskorupowy z duraluminum; głowiec ten w klasycznym układzie wirnika bogate wyposażenie ERNO. nośnego, posiada przegubowy trzyłopatowy wirnik nośny z łopatami z kompozytu epok- Śmigłowiec Mi-2 poddano modyfika- sydowo-szklanego i dwułopatowe śmigło cjom, w efekcie których powstała maszyna ogonowe. Przeznaczony jest do przewozu 5 PZL-Kania. Zastosowane zmiany polegały osób (pilot + 4 pasażerów) na dwóch przed- głównie na zabudowie nowego układu napę- nich i trzech tylnych fotelach. Po obu stro- dowego w miejsce dotychczasowego GTD- nach kadłuba znajdują się otwierane na za- 350. Ponadto, wprowadzono: nowoczesne wiasach drzwi przednie i odsuwane drzwi wyposażenie radiowo-nawigacyjne, po- tylne, bez słupka między drzwiami, co uła- dwójną instalację prądu stałego, nowy kształt twia załadunek. W wersji pasażerskiej po- osłon silnika i zastosowano deflektor redu- siada bagażnik na 150 kg ładunku o pojemno- kujący drgania śmigłowca. Pierwszy oblot ści do 0,85 m³. śmigłowca PZL-Kania odbył się 3 czerwca 1979 roku. Ostatecznie zbudowano tylko 16 maszyn tego typu. Obecnie najbardziej znaną konstrukcją polskiego śmigłowca jest PZL W-3 Sokół (rys. 8.91). Oprócz Polski użytkowany jest on w wielu krajach świata, do których zaliczane są m.in.: Czechy, Birma, Hiszpania, Korea Południowa, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Niemcy, Wietnam, Rosja. Zasadnicze cechy tego śmigłowca stanowią: zwiększony w stosunku do Mi-2 udźwig, napęd od dwóch sil- Rys. 8.92. Śmigłowiec PZL SW-4: długość: 10,57 ników turbinowych, czterołopatowy wirnik m, wysokość: 3,05 m, średnica wirnika głównego nośny, trzypłatowe śmigło ogonowe, lami- 9 m, masa własna 1050 kg, maksymalna masa natowe łopaty obu wirników, statecznik po- startowa 1800 kg, prędkość maksymalna 260 ziomy, wahaczowy układ kinematyczny km/h, pułap praktyczny 5200 m, zasięg 790 km podwozia. 8.2. Astronautyka Jak podano na wstępie niniejszego roz- działu astronautyka obejmuje poznawanie oraz analizowanie warunków i zjawisk towa- rzyszących lotom statków kosmicznych, ro- zumianych jako pojazdy poruszające się poza atmosferą Ziemi. Pojazdy te muszą być wy- niesione i rozpędzone do odpowiedniej pręd- Rys. 8.91. Śmigłowiec PZL W-3 Sokół : długość - kości przez potężne silniki napędowe. 18,79 m , wysokość - 5,14 m, średnica głównego Współczesne statki kosmiczne wynoszone są wirnika - 15,70 m, masa własna - 3 850 kg, mak- w górę dzięki napędowi rakietowemu, który symalna masa startowa - 6400 kg, prędkość mak- wytwarza siłę odrzutu. symalna - 243 km/h, pułap praktyczny - 6000 m, zasięg - 745 km

207 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Obecnie wyróżniane są następujące ro- Sondy kosmiczne wynoszone są przez dzaje statków kosmicznych: rakiety lub wahadłowce. Wyposażone w Rakieta, czyli pojazd latający lub po- kamery i aparaturę naukową, zbierają cisk, napędzany silnikiem rakietowym. dane i przesyłają je na naszą planetę Obiekt ten nabywa siłę ciągu dzięki re- drogą radiową. akcji szybko wyrzucanych gazów spali- Sztuczny satelita - to satelita wyko- nowych lub innych mediów (np. sprę- nany przez człowieka, poruszający się po żone gazy, przegrzana para) z dysz sil- orbicie wokół ciała niebieskiego. Jest to nika rakietowego, zgodnie z trzecią za- statek kosmiczny (z załogą lub bez za- sadą dynamiki Newtona. Rakiety służą łogi) okrążający ciało niebieskie (np. między innymi do przenoszenia ładunku planetę, Księżyc) po orbicie zamkniętej. np. statku kosmicznego, głowic bojo- Najliczniejszą grupę stanowią sztuczne wych, sztucznych satelitów w warunkach satelity Ziemi. Wyniesiono również w przestrzeni kosmicznej, gdzie nie ma przestrzeń kosmiczną sztuczne satelity żadnej zewnętrznej substancji, której Księżyca, Marsa, Wenus, Słońca (np. pojazd mógłby użyć jako elementu na- Helios, Pioneer 6 i 9) oraz Jowisza. pędzającego. Bardziej szczegółowe informacje na te- Wahadłowiec kosmiczny, inaczej mat poszczególnych statków kosmicznych prom kosmiczny będący rodzajem zało- podaje się poniżej. gowego statku kosmicznego, który może być wykorzystywany wielokrotnie i 8.2.1. Rakieta zwykle przystosowany jest do wynosze- nia na orbitę i ściągania z orbity sateli- Chiński wynalazek prochu strzelni- tów i innych ładunków. W założeniach czego, którego używano jako elementu broni prom, dzięki możliwości wielokrotnego (płonących strzał, bomb, dział) doprowadza wykorzystania, ma umożliwić znaczną w rezultacie do opanowania technologii redukcję kosztów związanych z wyno- pierwszych rakiet (użytych już około roku szeniem na orbitę ładunków i pasażerów. 970). Rakiety były używane w religijnych ob- W praktyce dotychczasowe programy rzędach na cześć bogów chińskich, podobnie budowy promów kosmicznych okazały jak dziś używane są „sztuczne ognie”. Ra- się niezwykle kosztowne, a same po- kiety były instalowane w fortach Wielkiego jazdy – bardzo złożone. Muru Chińskiego i obsługiwane przez eli- Samolot kosmiczny to statek ko- tarne oddziały specjalistów rakietowych. smiczny łączący pewne cechy samolotu Technologia budowy rakiet trafiła do Europy oraz rakiety. Zwykle ma on formę wraz z wojskami Czyngis – Chana (ok. 1155- uskrzydlonego pojazdu z napędem ra- 1227) i jego syna Ugedeja (1185-1241). kietowym. W odróżnieniu od waha- Mongołowie wykradli technologię budowy dłowca samolot kosmiczny nie startuje z rakiet z podbitej północnej części Chin, oraz wyrzutni tylko z lotniska. W zależności zatrudniali chińskich ekspertów rakietowych. od konstrukcji pojazd ten jest w stanie Pierwszymi Europejczykami mającymi do- sam dostać się w kosmos, bądź też jest świadczenie z rakietami byli Rosjanie, a wynoszony na pokładzie innego pojazdu. także narody Europy Wschodniej i Europy Najczęściej jest to tradycyjny odrzuto- Środkowej (Austria) podbite przez Imperium wiec. Czyngis-Chana. Sonda kosmiczna to zautomatyzo- W XVII wieku polski generał, inżynier wany, bezzałogowy statek kosmiczny wojskowy i artylerzysta Kazimierz Siemie- przeznaczony do prowadzenia badań na- nowicz (ok. 1600-po 1651) publikuje w 1650 ukowych w przestrzeni pozaziemskiej. roku w Amsterdamie fundamentalne dzieło

208 8. Lotnictwo i astronautyka „Artis Magnae Artilleriae Pars Prima” przy budowie współczesnych silników ra- („Wielkiej sztuki artylerii część pierwsza”), kietowych, rakiet i statków kosmicznych. będące przez prawie 200 lat podstawowym W roku 1917 Robert Goddard (1882- podręcznikiem artylerii w Europie. 1945) z Smithsonian Institution w USA opa- W XIX wieku Anglicy rozwijali tech- tentował wynalazek poprawiający w zna- nologię rakietową, a główną postacią w ba- czący sposób wydajność rakiety (rys. 8.93). daniach i eksperymentach z rakietami był Dodał on dysze wewnątrz komory spalania William Congreve (1772-1828) angielski silnika rakietowego. Dysze te formowały go- wynalazca, pracujący nad udoskonaleniem rący gaz z komory spalania, na zewnątrz sil- celności rakiet. W roku 1805 jego praca nad nika. Wynalazek ten podwajał ciąg rakiety i rakietami była na tyle zaawansowana, że podnosił jej sprawność. Po roku 1920 w Brytyjska Marynarka Wojenna użyła rakiet wielu krajach prowadzone były badania nad do ostrzeliwania portów Francji i jej sojusz- rakietami. Do krajów tych należały Niemcy, ników podczas wojen napoleońskich. Między Rosja, Stany Zjednoczone, Wielka Brytania, innymi, w 1807 r. spalono Kopenhagę, wy- Francja, Czechosłowacja, Austria oraz Wło- strzeliwując 40.000 rakiet, a w 1813 ostrze- chy. Około roku 1925, w Niemczech ekspe- lano nimi Gdańsk. W roku 1809 parlament rymentowano z rakietą na ciekłe paliwo, angielski upoważnił Williama Congreve’a do która osiągała stosunkowo dużą wysokość i założenia dwóch kompanii rakietowych w daleki zasięg. W roku 1927 i 1931 została od- armii brytyjskiej. Congreve dowodził jedną z palona rakieta używająca jako paliwa ben- tych kompanii w bitwie pod Lipskiem w roku zyny i tlenu, dzięki czemu Niemcy wysunęły się na czoło w budowie rakiet i sterowaniu 1813. Jego rakiety były używane do końca nimi. wojny z Napoleonem Bonaparte (1769-1821), jak również w wojnie przeciw USA w latach Od 1936 roku w Niemczech istniała 1812-1814. Amerykański hymn wspomina o wytwórnia pocisków rakietowych, a od roku „czerwieni oślepiających rakiet”, chodzi tu o 1943 Niemcy prowadziły seryjną produkcję rakiety Congreve’a, którymi Anglicy ostrze- pierwszej rakiety balistycznej V-2. Jej głów- lali Fort McHenry pod Baltimore (1814). W roku 1903 Konstanty Ciołkowski (1857-1935), rosyjski uczony polskiego pochodzenia, opracował teorię lotu rakiety z uwzględnieniem zmiany masy. Dwadzieścia lat później Ciołkowski opracował teorię ruchu rakiet wielostopniowych w ziemskim polu grawitacyjnym. Zaproponował zastosowanie w rakietach stabilizatorów żyroskopo- wych, chłodzenie komory spalania silnika rakietowego składnikami paliwa. Po raz pierwszy w dziejach podał podstawy teorii silnika rakietowego na paliwo ciekłe. Zaprojektował także wiele rakietowych mieszanek paliwo- wych. Na podkreślenie zasługuje fakt, iż Ciołkowski opracował podstawy lotów kosmicznych, zanim jeszcze bracia Wright wykonali pierwszy w świecie lot samolotem. Idee techniczne wysunięte przez Ciołkow- skiego, także obecnie znajdują zastosowanie Rys. 8.93. Rakieta Goddard'a, rok 1917

209 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki nym konstruktorem był niemiecki uczony Celem rakiety była głównie Anglia, ale rów- Wernher von Braun (1912-1977). W okresie nież Belgia i Francja. W Anglii w efekcie jej II wojny światowej także ZSRR, USA i użycia zginęło 2754 osób, a 6523 zostało Wielka Brytania używały broni rakietowej na rannych. V-2 nie zmieniła biegu wojny, ale masową skalę, lecz były to niekierowane po- zademonstrowała zwycięzcom możliwości ciski znacznie mniej zaawansowane od V-2 rakiety balistycznej nie tylko jako broni, ale (np. Rosjanie używali wyrzutni rakietowych także jako pojazdu kosmicznego. Katiusza). Rakieta V-2 była (rys. 8.94) naj- Po II wojnie światowej Rosja, Anglia i większym krokiem do przodu w technologii USA prześcigały się w pozyskiwaniu tech- rakietowej. Z zasięgiem 300 km przy nologii niemieckiej. Anglia i Rosja miały tu obciążeniu 1000 kg, posiadała wszystkie pewne sukcesy, ale najwięcej skorzystały elementy rakiet współczesnych. Miała turbo- Stany Zjednoczone. Po kapitulacji Niemiec, sprężarkę, inercyjny system sterowania i von Braun wraz ze współpracownikami pod- wiele innych elementów dzisiejszych rakiet. dał się wojskom amerykańskim, licząc na możliwość kontynuowania prac nad rakietami wykorzystywanymi do celów cywil- nych. Amerykańskie władze, w obliczu ry- sującej się konfrontacji z państwami komuni- stycznymi, chętnie przyjęły zarówno tego na- ukowca, jak i część jego zespołu wraz z ocalałymi częściami rakiet V-2. Inna grupa niemieckich naukowców została zagarnięta przez ZSRR. Był to początek zimnowojen- nego wyścigu, którego ukoronowaniem stała się wyprawa na Księżyc.

8.2.2. Pierwsze sztuczne satelity Sputnik 1 (ros. „towarzysz podróży”) to pierwszy sztuczny satelita Ziemi, który został wystrzelony przez ZSRR 4 października 1957 roku. Wraz z 3 innymi satelitami serii Sputnik, stanowił on radziecki wkład w Mię- dzynarodowy Rok Geofizyki. Wyniesienie Sputnika 1 na orbitę jest symbolicznym po- czątkiem „Wyścigu w Kosmos”, między ZSRR a USA. Obserwacje wizualne i ra- Rys. 8.94. Rakieta V-2: 1 - głowica bojowa, 2 -ży- diowe Sputnika były prowadzone na całym roskopowy system naprowadzający, 3 - odbiornik świecie. Do momentu spłonięcia w atmosfe- radiowy systemu naprowadzającego, 4 - miesza- rze, Sputnik 1 zdążył okrążyć Ziemię 1400 nina alkoholu etylowego i wody, 5 - korpus poci- razy, co oznacza, że przebył łącznie około 60 sku, 6 - zbiornik ciekłego tlenu, 7 - zbiornik nad- milionów kilometrów. Sputnik 1 (rys. 8.95) tlenku wodoru, 8 - butle ze sprężonym azotem, 9 - komora reakcyjna nadtlenku wodoru, 10 - pompa ważył 83,6 kg i miał kształt kuli o średnicy paliwowa, 11 - zapłonniki mieszaniny wodno-al- 58 cm, do której przytwierdzone były 4 an- koholowej, 12 - rama zespołu napędowego; 13 - teny w postaci prętów. komora spalania (zewnętrzne powłoki), 14 - Kolejnym wyniesionym na orbitę Ziemi skrzydło, 15 - wtryskiwacze alkoholu, 16 - ste- obiektem był również radziecki Sputnik 2 rownice strumienia gazów wylotowych, 17 - po- (rys. 8.96). Jako pierwszy w historii wyniósł wierzchnie sterowe (lotki);

210 8. Lotnictwo i astronautyka

Rys. 8.95. Sputnik 1, wystrzelony na orbitę Ziemi 4.10.1957 roku on w przestrzeń kosmiczną żywą istotę, psa Łajkę. Ponieważ ówczesna technika nie po- zwalała bezpiecznie sprowadzić psa z powrotem na Ziemię, zamierzono uśpić go w 10 dniu lotu. Jednak prawdziwy przebieg lotu Łajki i Sputnika 2 nie był znany aż do 2002 r. Rys. 8.97. Amerykański Explorer 1, wystrzelony Wtedy to wyjawiono okrutną prawdę. Łajka na orbitę Ziemi 31.01.1958 roku zdechła z przegrzania w panice i bólu już kilka godzin po starcie. ziemskim polu magnetycznym promieniowa- Pierwszym amerykańskim sztucznym nie, nazwane później pasami Van Allena. satelitą Ziemi był Explorer 1 (rys. 8.97), po- Dane z pomiarów były rejestrowane na ta- czątkujący serię satelitów badawczych typu śmie magnetycznej. Z rejestratora przesyłano Explorer. Statek ten odkrył schwytane w je na Ziemię drogą radiową, za pomocą dwóch nadajników. Statek miał dwie anteny, których pozycja po rozłożeniu była utrzymy- wana pod wpływem ruchu obrotowego satelity.

8.2.3. Człowiek na orbicie Pierwszym kosmonautą w historii był Jurij Aleksiejewicz Gagarin (1934-1968). W styczniu 1960 został on jednym z 20 pilo- tów, którzy rozpoczęli przygotowania do lo- tów w kosmos. Treningi odbywały się w tajemnicy, a grupa kandydatów do pierwszego lotu w kosmos została szybko zmniejszona do sześciu. 10 kwietnia 1961 r. Komisja Pań- stwowa zdecydowała, że to właśnie Gagarin będzie pierwszym człowiekiem, który poleci w przestrzeń międzyplanetarną. Jurij Gagarin odbył w statku kosmicz- Rys. 8.96. Sputnik 2, wystrzelony - wraz z psem Łajką - na orbitę Ziemi 3.11.1957 roku nym Wostok 1 (12 kwietnia 1961 r. – rys.

211 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 8.99. John Glenn wchodzący do statku Mer- kury, 20.02.1962 r.

nazwę Friendship-7. Podczas trwającej 4 godziny, 55 minut i 23 sekundy misji astronauta trzykrotnie obleciał Ziemię. W czasie lotu Glenn miał problemy ze sterowaniem kap- suły. Temperatura w kabinie podniosła się do ponad 40°C wskutek problemów z klimatyza- cją. Po pomyślnym wodowaniu na Oceanie Atlantyckim w odległości około 350 km od wyspy San Juan został on bohaterem naro- Rys. 8.98. Start rakiety Wostok 1, na pokładzie której znajduje się Jurij Gagarin, 12.04.1961 r. dowym Stanów Zjednoczonych. Ciekawostką jest, iż drugi lot kosmiczny Glenn odbył po 8.98) lot po orbicie satelitarnej Ziemi, doko- 36 latach w charakterze specjalisty ładunku ż nując jednokrotnego jej okrążenia w ciągu 1 u ytecznego na pokładzie wahadłowca Di- godziny i 48 minut. W locie tym można wy- scovery w roku 1998. różnić trzy kluczowe etapy (charakteryzo- Pierwszą kobietą, która odbyła lot po wane czasem), które przeszły do historii. orbicie okołoziemskiej była Walentina Tie- 07 rieszkowa (ur. 1937) - rys. 8.100. 16 czerwca 6 - Start statku Wostok 1; 1963 r. rozpoczęła ona lot na statku Wostok 00 7 - wiadomość o locie Gagarina podaje 6, który trwał 2 doby 22 godziny 50 minut i 8 Radio Moskwa. Jest to punkt kulmina- sekund. Lądowanie miało miejsce po 48- cyjny dla całego programu kosmicznego krotnym okrążeniu Ziemi. Po powrocie z ko- ZSRR. Od tego momentu informacje smosu została uhonorowana wieloma nagro- utajnione, dotyczące zarówno przygoto- dami (m.in. tytułem Bohatera Związku Ra- wań do lotu jak i samego lotu, są stop- dzieckiego). Kolejna kobieta - Swietłana Sa- niowo ujawniane; wicka (ur. 1948) - poleciała w kosmos do- 55 7 - lądowanie Gagarina, stanowiące piero 19 lat później. szczęśliwe zakończenie lotu, a zarazem Pierwszym i dotychczas jedynym pol- największy sukces programu kosmicz- skim kosmonautą był gen. Mirosław Herma- nego ZSRR. szewski (ur. 1941). W roku 1978 został on Pierwszym kosmonautą amerykańskim wyłoniony w drodze selekcji z grona kilkuset był John Herschel Glenn (ur. 1921). 20 lutego polskich pilotów - wraz z płk. Zenonem Jan- 1962 roku wykonał on lot orbitalny na pokła- kowskim (ur. 1937) - jako kandydat do lotu dzie statku kosmicznego Mercury 6 (rys. kosmicznego w ramach międzynarodowego 8.99). Kapsuła, w której leciał Glenn nosiła programu Interkosmos, utworzonego przez

212 8. Lotnictwo i astronautyka dowanie człowieka na Księżycu a następnie jego bezpieczny powrót na Ziemię. Zadanie zostało zrealizowane w 1969 r. w czasie misji Apollo 11. Program ten był kontynuowany do 1972 r. w celu prowadzenia dokładnej nauko- wej eksploracji Księżyca. Podstawowe założenia programu, czyli lądowanie człowieka na Srebrnym Globie i jego bezpieczny powrót na Ziemię, prezydent John Kennedy (1917-1963) wyłożył podczas przemówienia przed Kongresem 25 maja 1961 roku. Stany Zjednoczone, zaniepoko- jone sukcesami ZSRR w trwającym amery- kańsko-radzieckim wyścigu w kosmos, wdra- żając program Apollo zamierzały przejąć w tej rywalizacji inicjatywę Rys. 8.100 Walentina Tierieszkowa, pierwsza kobieta w kosmosie, 16.06.1963 r. Pierwszym statkiem kosmicznym, który lądował na Księżycu był Apollo 11. Rakieta ZSRR. W efekcie tej decyzji, począwszy od wraz z modułem załogowym mierzyła 111 godziny 1727 27 czerwca do godziny 1631 5 metrów wysokości, a całkowita masa star- lipca 1978, wraz z Piotrem Klimukiem (ur. towa wynosiła około 3000 ton. Załogę sta- 1942) – rys. 8.101 - odbył lot kosmiczny na nowili: Neil Armstrong (ur. 1930) – do- statku Sojuz 30. wódca, Edwin Aldrin (ur. 1930) – pilot mo- dułu księżycowego (lądownika) oraz Michael Collins (ur. 1930) – pilot modułu załogo- 8.2.4. Program Apollo wego. Start nastąpił w dniu 16 lipca 1969 r. z Program Apollo był serią amerykań- Centrum Lotów Kosmicznych na Przylądku skich lotów kosmicznych wykonywanych w Canaveral. Początek lotu Apollo 11 spędził latach 1961-1972. Celem programu było lą- na orbicie okołoziemskiej, następnie udał się w trasę licząca 384.400 km. Po trzech dniach Apollo 11 wszedł na orbitę Księżyca. Arm- strong i Aldrin przeszli do modułu księżyco- wego, który został odłączony i rozpoczął historyczne lądowanie. Astronauci wylądowali na Księżycu 20 lipca 1969 roku (rys. 8.102). Po misji Apollo 11 na Księżycu lądo- wało jeszcze pięć statków z załogą ludzką, ostatnia taka misja odbyła się w 1972 roku. Od tamtego czasu nikt nie lądował na Srebr- nym Globie.

8.2.5. Wahadłowiec Wahadłowiec to załogowo - transpor- towy statek kosmiczny wielokrotnego użycia, przeznaczony do transportu ludzi i sprzętu na orbitę okołoziemską i z powrotem (używany Rys. 8.101. Załoga statku Sojuz 30: Piotr Klimuk i m.in. do umieszczania w przestrzeni ko- Mirosław Hermaszewski, lot: 27.06-5.07.78 r. 213 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki

Rys. 8.103. Wahadłowiec Atlantis: pierwsza misja Atlantis miała miejsce 3 października 1985 roku. Rys. 8.102. Człowiek na Księżycu, 20.07.1969 r. Była to jedna z pięciu tajnych misji związanych z programem wojen gwiezdnych. W roku 1989 smicznej sztucznych satelitów Ziemi i prób- Atlantis wyniósł na swoim pokładzie sondy kosmiczne Magellan oraz Galileo ników kosmicznych) oraz prowadzenia przez kilkuosobową załogę badań naukowych i 8.103) i Endeavour. 15 listopada 1988 odbył eksperymentów technicznych na orbicie. swój inauguracyjny (bezzałogowy) i jedyny W zależności od zastosowanych rozwiązań lot kosmiczny po orbicie okołoziemskiej so- konstrukcyjnych statek ten jest wynoszony w wiecki wahadłowiec Buran, wyniesiony w przestrzeń kosmiczną dzięki pracy silników, przestrzeń kosmiczną przez rakietę nośną głównie członu orbitalnego, oraz wspomaga- Energia. jących rakiet nośnych (odzyskiwanych), bądź też dzięki ciągowi głównej rakiety nośnej, a po jej odłączeniu - za pomocą silników orbi- 8.2.6. Samolot kosmiczny tera. Rozwój wahadłowców występujący od Powrót załogowego członu orbitalnego końca lat 70. XX wieku nie doprowadził do wahadłowca na Ziemię jest realizowany szczególnego postępu w technice lotów orbi- przez stopniowe obniżanie orbity w wyniku talnych. Na początku nowego milenium sze- hamującego działania silników, po którym reg biznesmenów postanowiło nadać nowe następuje przejście do lotu ślizgowego tempo rozwojowi turystyki kosmicznej. Za- uwieńczonego lądowaniem na specjalnym proponowali oni wszystkim chętnym udział pasie lądowiska kosmodromu. Taki sposób w konkursie o Nagrodę X Prize (w wysokości powrotu orbitera na Ziemię wymaga m.in. 10 mln. dolarów). specjalnego zabezpieczenia kadłuba (za po- 29 września oraz 4 października 2004 mocą płytek ceramicznych) przed przegrza- roku samolot kosmiczny SpaceShipOne od- niem występującym podczas wnikania statku był dwa załogowe loty w przestrzeń poza- w coraz to gęstsze warstwy atmosfery. Pierw- ziemską, co pozwoliło mu na wygranie Na- szym w historii lotów wahadłowcem był grody X Prize. SpaceShipOne (rys. 8.104) do amerykański statek kosmiczny Columbia napędu wykorzystuje hybrydowy napęd ra- (pierwszy lot 12-14.04.1981), następnie zo- kietowy. Jego silnik zużywa w charakterze stały wprowadzone do eksploatacji amery- utleniacza podtlenek azotu, a jako paliwo kańskie wahadłowce: Challenger (uległ kata- uwodorniony polibutadien (gumę). Space- strofie 28.01.1986), Discovery, Atlantis (rys.

214 8. Lotnictwo i astronautyka tować programy telewizyjne. Sieć sond umieszczonych na niskich orbitach tworzy system nawigacyjny GPS, dzięki któremu możliwe jest dokładne określenie pozycji na całej kuli ziemskiej. Jednak dla nauki najważniejsze okazały się sondy badające planety Układu Słonecz- nego i przestrzeń kosmiczną poza nim. Sondy te jako nasze zdalne oczy i uszy dotarły w pobliże komety Halleya, kilku planetoid i na wszystkie planety Układu Słonecznego. Najdalej zawędrowały sondy kosmiczne Rys. 8.104. Scaled Composites Model 316 Spa- Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 i Voyager ceShipOne, pierwszy prywatny załogowy samolot 2, które opuściły już Układ Słoneczny i po- kosmiczny. Został wyprodukowany przez korpo- rację Scaled Composites. mknęły ku innym gwiazdom naszej galak- tyki. Na ich pokładzie umieszczono informacje o mieszkańcach planety Ziemi. Zakodo- ShipOne w przeciwieństwie do tradycyjnych wane przez naukowców przesłanie dotrze w rakiet nie startuje z wyrzutni. Jego platforma pobliże najbliższych gwiazd za około 40.000 startowa to samolot White Knight. Wznosi lat. Sondy kosmiczne stanowią ważny ele- się on do granicy stratosfery wykorzystując ment w badaniach dotyczących Słońca. lotnicze silniki turboodrzutowe. Na dużej Sonda SOHO stale obserwuje tę niespokojną wysokości SpaceShipOne odłącza się i od- gwiazdę ostrzegając nas przed nagłymi ude- pala swój silnik rakietowy. Wykorzystując rzeniami wiatru słonecznego. jego ciąg pojazd wznosi się w kosmos. Ka- bina SpaceShipOne zapewnia miejsce dla trzech ludzi w tym pilota. Aby zredukować naprężenia występujące w kadłubie pojazd posiada zamiast wielkiej przeszklonej kabiny, szereg okrągłych wizjerów, które pozwalają na obserwację otoczenia. Nadają mu one bardzo charakterystyczny wygląd.

8.2.7. Sonda kosmiczna Niektóre sondy kosmiczne spełniają swoje zadania krążąc na orbicie wokół Ziemi jako jej sztuczne satelity (rys. 8.105). Oprócz celów naukowych służą one zastosowaniom Rys. 8.105. Kosmiczny Teleskop Hubble'a poru- komercyjnym. Mogą pomagać meteorologom szający się po orbicie okołoziemskiej. Od mo- w przewidywaniu pogody, służyć komunika- mentu wystrzelenia w 1990 roku, teleskop ten jest cji, czy jako satelity geostacjonarne transmi- jednym z najważniejszych przyrządów w historii astronomii

215

9. Ludzie techniki

Ader Clement (2.04.1841-5.03.1925) - fran- odkrył fluor, niezależnie od Avogadro sfor- cuski inżynier, pionier awiacji. Studiował in- mułował prawo o identyczności liczby czą- żynierię elektryczną. Usprawnił (1878) tele- steczek każdego gazu pod tym samym ci- fon wynaleziony przez Alexandra Grahama śnieniem i w tej samej objętości. Opracował Bella (1847-1922). Następnie zajmował się klasyfikację pierwiastków. Jednak za naj- budową statków powietrznych. Pierwszy sa- większe dokonanie Ampère'a uważany jest molot (napędzany silnikiem parowym "Éole" jego wkład do rozwoju nauki o elektryczno- ze skrzydłami w kształcie skrzydeł nietope- ści i magnetyzmie. rza) zbudował w latach 1882-1890. Samolot Archimedes (ok. 287-212 p.n.e) - grecki fi- ten dokonał niekontrolowanego lotu na odle- lozof przyrody i matematyk. Opracował głość ok. 50 m, co wystarczyło do zachęcenia wzory na pole powierzchni i objętość walca, armii francuskiej do finansowania dalszych kuli i czaszy kulistej oraz rozważał objętości doświadczeń. Kolejne samoloty Adera były paraboloidy, hiperboloidy i elipsoidy obroto- nieudane i armia francuska w 1898 r. zerwała wej. Poprawnie oszacował wartość liczby π. kontrakt na ich budowę. Sformułował prawo Archimedesa. Wprowa- Ampere Andre Maria (20.01.1775 - dził pojęcie siły, podał zasadę dźwigni. Wy- 10.06.1836) - francuski fizyk i matematyk, nalazł udoskonalony wielokrążek i tzw. śrubę zajmował się badaniem zjawiska elektroma- Archimedesa. Był również konstruktorem gnetyzmu. W 1804 roku wyjechał do Paryża. machin wojennych, wykorzystanych do Został zatrudniony w École Polytechnique, obrony Syrakuz przed Rzymianami w latach najpierw jako wykładowca matematyki, a od 214-212 p.n.e., tj. podczas II wojny punic- r. 1808 jako profesor. Stanowisko profesora kiej. Zginął po zdobyciu miasta, zabity przez dzielił z Cauchym. W roku 1808 został no- rzymskiego żołnierza. minowany (przez Napoleona) na inspektora Bahyl Jan (25.05.1845-13.03.1916) - sło- generalnego francuskich wyższych uczelni. wacki wynalazca. Ukończył (1869) Akade- W roku 1826 w uznaniu dla ogromnego, mię Górnictwa w Bańskiej Szczawnicy zdo- wartościowego dorobku naukowego otrzymał bywając dyplom z rysunku technicznego, a katedrę fizyki w prestiżowym Collège de następnie Akademię Wojskowej w Wiedniu France. Kierował nią aż do śmierci. Po roku (1879). Podczas pracy dla wojska opracował 1826 roku wykładał również filozofię na wiele wynalazków, w szczególności z za- Faculté des Lettres. Był przede wszystkim kresu hydrauliki. Uzyskał siedem patentów, matematykiem. W tej dyscyplinie prowadził w tym na pompę zbiornikową, balon połą- wykłady i większość badań. Między innymi czony z turbiną powietrzną (1894), pierwszy rozwijał teorię równań różniczkowych cząst- benzynowy silnik samochodowy na Słowacji kowych, opracowując ich klasyfikację. Pro- i helikopter Avion (1905). wadził również badania w dziedzinie chemii: 217

Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Baildon John (11.07.1772-7.08.1846) - hut- barwnika z mosiądzu, używanego w farbach. nik, przemysłowiec, inżynier, uważany za Dzięki dużemu zapotrzebowaniu na tego typu ojca współczesnego hutnictwa żelaza. W surowiec Bessemer wkrótce doszedł do 1793 roku przybył do Tarnowskich Gór, znacznej fortuny. Równocześnie zajmował gdzie objął stanowisko doradcy technicznego się także innymi sprawami, m.in. maszyną do przy budowie Królewskiej Odlewni Żelaza w wytwarzania cukru z trzciny cukrowej. Gliwicach (projektował i nadzorował budowę Wkrótce jednak skupił się na metalurgii. W wielkiego pieca hutniczego opalanego kok- 1856 roku ogłosił nową technologię świeże- sem). Zbudowany przez Baildona wielki piec nia roztopionej surówki żelaza, poprzez prze- był pierwszym tego typu na kontynencie eu- dmuchiwanie jej powietrzem w specjalnym ropejskim (uruchomienie 21.09.1796). Brał piecu zwanym konwerterem. Do przeróbki w także udział przy konstrukcji i odlewie naj- procesie Bessemera nadawała się surówka starszego na kontynencie europejskim mostu pozbawiona fosforu. Prace wynalazcze kon- żelaznego nad Strzegomką w Łażanach na tynuował do późnej starości (dotyczyły one Dolnym Śląsku (1796). Współuczestniczył m.in. pieca solarnego i maszyny do polero- (1799) w pracach projektowych nowej huty, wania diamentów). która otrzymała nazwę „Królewska Huta” i Blanchard Jean Pierre (4.07.1753 - stała się najnowocześniejszą hutą ówczesnej 7.03.1809) - francuski wynalazca, pionier Europy. W 1804, inwestując własne fundu- baloniarstwa. Swój pierwszy, w pełni udany sze, wybudował hutę cynku w Katowicach - lot odbył 2 marca 1784 startując z Pól Mar- Wełnowcu, w której wykorzystał nowatorskie sowych w Paryżu balonem wypełnionym wówczas piece muflowe. Był także właści- wodorem. Pięć lat później (10.05.1789) wy- cielem nieistniejących obecnie kopalni węgla konał lot pokazowy w Warszawie, w obecno- kamiennego Helena i Pax w Bełku, gdzie ści króla Stanisława Augusta Poniatowskiego miał też majątek ziemski. (lot trwał 49 min, w czasie których pokonano Benz Karl (25.11.1844-4.04.1929) - nie- dystans 7 km). miecki inżynier, pionier motoryzacji. Ukoń- Blériot Louis (1.07.1872-2.08.1936) - fran- czył (1864) studia w Polytechnische cuski producent lamp samochodowych, mo- Hochschule. W 1878 roku opracował kon- tocykli i samolotów, wynalazca i pionier lot- strukcję dwusuwowego silnika spalinowego, nictwa. Ukończył (1895) zaliczaną do najlep- a następnie lekkiego silnika czterosuwowego. szych francuskich uczelni technicznych École Zastosował mechanizm różnicowy, oraz Centrale Paris uzyskując tytuł inżyniera. W skonstruował inne zespoły pojazdu mecha- 1900 roku zbudował swój pierwszy statek nicznego, jak świeca zapłonowa, sprzęgło, latający typu ornitopter (skrzydłowiec). W gaźnik, chłodnica wodna oraz skrzynia bie- 1907 odbył swój pierwszy lot samolotem gów. Zbudował (1885) pierwszy pojazd trzy- własnej konstrukcji, a w 1910 przyznano mu kołowy z silnikiem spalinowym i elektrycz- pierwszą licencję pilota we Francji. W dniu nym zapłonem. W 1883 roku założył spółkę 25 lipca 1909 jako pierwszy człowiek na „Benz & Cie. Rheinische Gasmotorenfabrik świecie pokonał jednopłatowym samolotem Mannheim“ wytwarzającą stacjonarne silniki własnej konstrukcji Blériot XI Kanał La spalinowe na gaz miejski. Firma ta po połą- Manche. Zbudował (1910) pierwszy samolot czeniu w roku 1926 ze spółką Daimler-Moto- pasażerski nazwany aerobusem, rozpoczyna- ren-Gesellschaft przekształciła się w spółkę jąc tym samym erę lotnictwa pasażerskiego. akcyjną Daimler-Benz AG. W 1914 odkupił od Deperdussina wytwórnię Bessemer Henry (19.01.1813-15.03.1898) - SPAD, w której podczas I wojny światowej brytyjski inżynier i wynalazca. Jego pierw- wyprodukował około 10 tysięcy samolotów. szym wynalazkiem była pieczęć z ruchomym Po I wojnie zajął się produkcją motocykli. datownikiem. Później zajął się produkcją

218 9. Ludzie techniki Bollee Amedee (1844-1917) - francuski wy- Buffalo, San Francisco, Cleveland i inne). W nalazca specjalizujący sie w samochodach roku 1880 zakłada firmę Brush Electric parowych. W 1878 roku zaprojektował po- Company, w której produkowane jest wypo- jazd "La Mancelle", który był pierwszym se- sażenie dla pierwszej hydroelektrowni w ryjnie produkowanym automobilem (wyko- USA (St. Anthony Falls w Minneapolis). nano ok. 50 szt.), wyposażonym w napęd na Firmę tę sprzedaje w roku 1889 (staje się ona tylną oś (poprzez wał napędowy, dyferencjał częścią General Electric) i nie wraca więcej i przekładnię łańcuchową) oraz niezależne do przemysłu. Do końca życia zajmuje się zawieszenie czterech kół. Następny jego po- wynalazczością i pracą badawczą. Jest auto- jazd "La Rapide" (1881) osiągał prędkość 62 rem pierwszego generatora wiatrowego oraz km/h i mógł być obsługiwany przez jedną igły piezoelektrycznej. osobę. Cayley George (27.12.1773 - 5.12.1857) - Boulton Mattew (3.09.1728-17.08.1809) - brytyjski inżynier, pionier lotnictwa. Autor fabrykant angielski, wspólnik szkockiego in- prac z dziedziny aeronautyki: teorii lotu, kon- żyniera Jamesa Watta. W okresie ostatnich 25 strukcji statków latających oraz ich napędza- lat XIX wieku spółka Boulton & Watt wy- nia. Projektował różnorodne statki po- produkowała ok. 250 silników parowych, co wietrzne: sterowce, samoloty, szybowce. umożliwiło mechanizację fabryk i młynów. Czasami jest nazywany "Ojcem Awiacji". Boulton opracował też m. in. nowe technolo- Był pierwszym człowiekiem, który wykorzy- gie do wybijania monet, używane następnie stywał osiągnięcia i narzędzia współczesnej w wielu krajach. nauki oraz inżynierii w celu zrozumienia me- Breguet Louis Charles (2.01.1880 - chanizmu lotu. Jego sukcesem było stworze- 4.05.1955) - francuski konstruktor lotniczy, nie pierwszego na świecie szybowca zdol- jeden z pionierów lotnictwa. W 1905 rozpo- nego do uniesienia człowieka (1853). czął pracę nad śmigłowcem Gyroplane 1, w Cierva Juan de la (21.09.1895-9.12.1936) - którym silnik spalinowy napędzał cztery wir- hiszpański inżynier, konstruktor lotniczy i niki nośne, jednakże próby lotu były nie- pilot. Już w wieku 15 lat budował szybowce - udane. Począwszy od 1909 roku projektował lotnie, na których wykonywał loty. W 1918 samoloty. Wraz z bratem założył (1911) skonstruował trójsilnikowy samolot. Skon- wytwórnię lotniczą Société Anonyme des struował autożyro (wiatrakowiec) z dwoma Ateliers d'Aviation Louis Breguet, ktora pro- przeciwbieżnymi wirnikami osadzonymi na dukowała maszyny dla armii francuskiej. W wspólnej, pionowej osi (1920). W połowie lat 1917 r. skonstruował nowoczesny lekki bom- dwudziestych przeniósł się do Wielkiej Bry- bowiec Breguet 14, jeden z najlepszych sa- tanii, gdzie stanął na czele przedsiębiorstwa molotów okresu I wojny, zbudowany w ilości Cierva Autogiro Company Ltd opracowują- ok. 8000 sztuk. W 1919 założył Compagnie cego i produkującego kolejne, coraz dosko- des Messageries Aeriennes, które z czasem nalsze, modele wiatrakowców. W 1934 roku przekształciło się w linie lotnicze Air France. jeden z modeli (Cierva C.30) zakupiła Polska Brush Charles Francis (17.03.1849 - dla potrzeb swoich sił zbrojnych. 15.06.1929) - amerykański wynalazca, przed- Chanute Octave (18.02.1832 - 23.11.1910) - siębiorca i filantrop. Ukończył górnicze stu- amerykański inżynier, wynalazca oraz pionier dia na University of Michigan. W 1876 roku lotnictwa, pochodzenia francuskiego. Z wy- w Telegraph Supply Company in Cleveland kształcenia był inżynierem transportu kole- projektuje generator elektryczny (dynamo) do jowego. Zaprojektował i zbudował wiele mo- zasilania lamp łukowych. Następnie opraco- stów w Stanach Zjednoczonych, między in- wuje system oświetlenia ulicznego, które nymi Kansas City Bridge. Zajmował się też sprzedaje szeregu miastom (New York, Bo- teorią lotnictwa. W latach 1894-1898 zbudo- ston, Philadelphia, Baltimore, Montreal, wał wiele szybowców, na których jego asy-

219 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki stent Augustus Herring (1867-1926) wykonał cze w Trinity College, Uniwersytet Cam- ponad tysiąc lotów. Wynalazł stery wysoko- bridge. Od 1804 natomiast prowadził w Kró- ści i kierunku lotu. Swoją pomocą i radą lewskim Laboratorium badania nad poci- wspierał braci Wright skami rakietowymi, które były bronią prak- Coanda Henri (7.06.1886-25.11.1972) - ru- tycznie nie używaną w Europie. Poprawił muński inżynier i konstruktor lotniczy. Uro- celność tej broni na tyle, że Brytyjska Mary- dził się w Bukareszcie i tam ukończył aka- narka Wojenna użyła jej do ostrzeliwania demię wojskową jako oficer artylerii. Naukę portów Francji i jej sojuszników podczas kontynuował w Niemczech i Belgii a następ- wojen napoleońskich. Wynalazł także czanie we Francji na nowo powstałej Wyższej sowy detonator, spadochron do rakiet, Szkole Inżynierów Lotniczych (w Paryżu), wodno-pneumatyczne zamykanie kanałów, którą ukończył w 1910 roku. Po przeprowa- śluzę (1813), druk kolorowy (1821), nowy dzeniu dużej liczby badań oraz pionierskich typ silnika parowego, metodę neutralizowa- eksperymentów w tunelu aerodynamicznym nia dymu. odkrył nowy efekt aerodynamiczny nazwany Coulomb Charles Augustin de (14.06.1736 później efektem Coandy. W 1910 roku skon- - 23.08.1806) - francuski fizyk. Uczęszczał struował zaś samolot znany jako "Coandă do Szkoły Inżynierii (École du Génie), po 1910", uznawany za pierwszy samolot od- ukończeniu której (1761), został mianowany rzutowy. W okresie międzywojennym konna stopień porucznika wojsk inżynieryjnych. struował różne środki transportu, jak sanie o Najpierw skierowano go do garnizonu Brest, napędzie odrzutowym i aerodynamiczny po- a później na wyspę Martynikę w Indiach Za- ciąg. W 1935 roku skonstruował "Aerodina chodnich. Tam w latach 1763–1772 kierował Lenticulara" – latający poduszkowiec w budową Fortu Burbon. Począwszy od 1773 kształcie dysku, opierający się na odkrytym i całkowicie poświęcił się pracom badawczym zbadanym przez siebie efekcie. dotyczącym magnetyzmu, teorii maszyn pro- Colt Samuel (19.07.1814-10.01.1862) - ame- stych i elektrostatyki. Od 1781 członek fran- rykański konstruktor i producent broni strze- cuskiej Akademii Nauk. W 1785 na podsta- leckiej. Skonstruował (1830) prototyp re- wie wielu precyzyjnych eksperymentów, wolweru kapiszonowego, wyposażonego w przeprowadzonych za pomocą wagi skręceń otwarty szkielet oraz mechanizm obrotu i ry- sformułował prawo nazwane od jego nazwi- glowania bębna, na który uzyskał (1835) ska prawem Coulomba, będące podstawo- amerykański i angielski patent. W 1839 roku wym prawem elektrostatyki. Później rozwinął opatentował urządzenie do ładowania bę- teorię elektryzowania powierzchniowego benka bez jego demontażu ze szkieletu. Zało- przewodników. W 1786 odkrył zjawisko żył zakłady Colt's Manufacturing Company ekranowania elektrycznego, a w 1789 wpro- w Hartford w stanie Connecticut. Z powodu wadził pojęcie momentu magnetycznego. opatentowania w 1857 roku przez firmę Cowper Edward (10.12.1819-9.05.1893) - Smith & Wesson rewolweru na naboje ze- angielski inżynier i wynalazca. Opatentował spolone bocznego zapłonu, nie zdecydował między innymi system sygnalizacji kolejowej się na wprowadzenie tego naboju do swoich działającej we mgle (1837), samopiszący te- rewolwerów i produkował wyłącznie rewol- legraf elektryczny oraz nagrzewnicę dmuchu wery kapiszonowe. Wynalazł również baterię wielkopiecowego (1857). W latach 1880- podwodną oraz uruchomił (1843) pierwszy 1881 pełnił funkcję przewodniczącego Insti- podwodny telegraf łączący Fire Island i New tution of Mechanical Engineers, brytyjskiego York. stowarzyszenie inżynierów Congreve William (20.05.1770-16.05.1828) Cort Henry (1740-25.05.1800) - brytyjski - angielski wynalazca, pionier badań nad bro- metalurg. Początkowo pracuje jako dostawca nią rakietową. Zdobył wykształcenie prawni- materiałów dla Royal Navy. W 1775 roku

220 9. Ludzie techniki wynajmuje kuźnicę w pobliżu Portsmuth i w czasie rewolucji przemysłowej. Rozwinął rozpoczyna produkcję żelaza. W latach 1783 metodę wytwarzania surówki w procesie i 1784 patentuje dwa procesy, które wkrótce wielkopiecowym, w którym paliwem w miej- zapewniają Anglii pierwszeństwo w świecie sce dotychczas stosowanego węgla drzew- pod względem produkcji żelaza. Pierwszy z nego był koks (1709). nich dotyczy świeżenia surówki w celu jej Davenport Thomas (9.07.1802-6.07.1851) - odwęglenia w piecu pudlarskim, drugi zaś amerykański kowal i wynalazca. W 1834 walcowania bruzdowego prętów. roku zbudował pierwszy silnik elektryczny, Cugnot Nicolas Joseph (25.02.1725 - rok później zastosował go do napędu modelu 2.10.1804) - francuski inżynier wojskowy. elektrycznej kolejki. W tym samym roku Od 1765 roku eksperymentował dla francu- zbudował również pierwszy model samo- skiej armii z modelami pojazdów napędza- chodu napędzanego silnikiem elektrycznym, nych silnikiem parowym, mającymi ciągnąć czerpiącym prąd z baterii elektrycznej. ciężkie działa (pierwszymi ciągnikami artyle- Pierwszy silnik elektryczny, osiągający pręd- ryjskimi). Skonstruowany przez niego pojazd kość obrotową 450 obr/min, nadający się do został uruchomiony w 1769. Dwa lata później napędzania obrabiarki zbudował w roku ulepszony pojazd zderzył się z murem, co w 1837. Dwa lata później zbudował jeszcze połączeniu z problemami budżetowymi spo- większy silnik, napędzający rotacyjną prasę wodowało zakończenie eksperymentu armii drukarską. Drukował na niej (w Nowym francuskiej z pojazdami mechanicznymi. Jorku) czasopismo poświęcone elektryczno- Daimler Gottlieb (17.03.1834-6.03.1900) - ści. niemiecki konstruktor i przemysłowiec. Po Davy Edmund (1785-5.11.1857) - brytyjski ukończeniu studiów w Szkole Politechnicznej chemik. Zastosował powłokę z cynku, jako w Stuttgarcie podjął w roku 1862 pracę, jako ochronę żelaza przed korozją (1829). Wyna- konstruktor w fabryce wyrobów metalowych. lazł gaz - acetylen, który został tak nazwany W roku 1872 Nikolaus Otto powierza Da- później przez Marcellina Berthelota (1827- imlerowi kierownictwo wydziału produkcyj- 1907). nego w Fabryce Silników Spalinowych Ga- Davy Humphry (17.12.1778-29.05.1829) - zowych Gasmotorenfabrik Deutz, gdzie angielski chemik i fizyk. Wykazał, że obję- wspólnie z Maybachem udoskonalają i tość wodoru wydzielonego podczas elektro- wprowadzają silnik spalinowy systemu Otto lizy wody jest dwukrotnie większa od objęto- do produkcji seryjnej. W 1882 r. zakłada wła- ści wydzielonego tlenu. Posługując się me- sny warsztat doświadczalny w Cannstatt ce- todami elektrochemicznymi otrzymał bar, lem opracowania projektu małego silnika magnez, potas, sód, stront, chlor. Wykazał, że benzynowego dużej mocy. Po roku prac roz- chlor jest pierwiastkiem oraz, że istnieją wojowych prowadzonych wspólnie z Mayba- kwasy beztlenowe. Stwierdził znieczulające chem mają gotowy czterosuwowy silnik jed- działanie tlenku azotu. Uznał diament za od- nocylindrowy. Kolejnym ich wynalazkiem mianę alotropową węgla. Odkrył łuk elek- jest motocykl (1885), jeden z pierwszych na tryczny. Skonstruował bezpieczną lampę świecie. Następnie zakłada w Cannstatt górniczą, tzw. lampę Davy’ego. Był człon- (1887) fabrykę produkującą silniki spalinowe kiem honorowym Towarzystwa Warszaw- i pojazdy mechaniczne. W 1890 przekształca skiego Przyjaciół Nauk. firmę w spółkę Daimler-Motoren-Gesell- Diesel Rudolf (18.03.1858-29.09.1913) - schaft. niemiecki konstruktor, twórca silnika wyso- Darby Abraham (14.04.1678-8.03.1717) - koprężnego. Ukończył (1880) studia na poli- brytyjski metalurg. Był pierwszym przedsta- technice w Monachium, gdzie uzyskał naj- wicielem trzypokoleniowej rodziny, która lepszy wynikiem w dotychczasowej historii wniosła znaczący wkład w rozwój metalurgii uczelni. Projekt nowego rodzaju silnika ogło- 221 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki sił w lutym 1892 (patent 28.02.1893). Pierw- nią opracowany przez niego silnik trójfazowy szy w pełni udany silnik wysokoprężny zbu- o mocy ok. 74 kW (100 KM - największy dował w roku 1897, pracując w zakładach wówczas na świecie). Skonstruował także MAN AG w Augsburgu. W kwietniu 1900 pierwszą prądnicę prądu zmiennego 3-fazo- roku przedstawił na wystawie światowej w wego z wirującym polem magnetycznym. W Paryżu silnik swojej konstrukcji napędzany latach 1894-1895 pracował nad generatorami olejem arachidowym z orzeszków ziemnych. dużej mocy dla hydroelektrowni. Opracował Zginął tragicznie, zanim wprowadził napę- założenia techniczne pierwszej na świecie dzany olejami roślinnymi silnik do produkcji. trójfazowej elektrowni wodnej na Renie w Było to na rękę producentom ropy, która Rheinfelden, zbudowanej w 1895 roku. wtedy była jedynym paliwem do silników Współpracował przy projektowaniu elek- spalinowych. trowni trójfazowych w Zabrzu i Chorzowie Dion Albert de (9.03.1856-19.08.1946) - (1897). francuski wynalazca i konstruktor samocho- Drzewiecki Stefan (26.07.1844-23.04.1938) dów. Był jednym z pierwszych automobili- - polski inżynier, wynalazca, pionier żeglugi stów i założycielem francuskiego Automo- podwodnej i lotnictwa. W 1872 dokonał bilklubu. Początkowo zagorzały zwolennik dwóch wynalazków: specjalnego cyrkla do samochodów parowych - razem ze swoim wykreślania przekrojów stożkowych oraz pa- wspólnikiem skonstruował (1884) parowy rabolicznego regulatora silników parowych. pojazd opalany węglem. Później jednak za- W tym samym okresie skonstruował "dromo- czął się skłaniać ku silnikom spalinowym. graf" - przyrząd automatycznie kreślący Pierwszy patent na taki silnik otrzymał w drogę statku na mapie, którym zainteresowała roku 1889. Był to silnik, o pojemności zale- się rosyjska marynarka wojenna. Po przenie- dwie 98 centymetrów sześciennych, ale jako sieniu się do Rosji zajął się konstruowaniem jeden z pierwszych na świecie z elektryczną okrętów podwodnych, stale je udoskonalając instalacją zapłonową wyposażoną w cewkę i i wyposażając w nowoczesne urządzenia. Po- przerywacz. Pięć lat później buduje większy cząwszy od 1888 konstruował okręty pod- silnik o pojemności 180 cm3 i mocy 3 KM, wodne o napędzie elektrycznym. W 1892 który montuje w trójkołowych pojazdach (je- przeniósł się na stałe do Francji. W 1896 zo- den z nich można oglądać w Muzeum Tech- stał laureatem pierwszej nagrody w konkursie niki w Warszawie). ministerstwa marynarki za projekt nowocze- Doliwo-Dobrowolski Michał (2.01.1862 - snego okrętu podwodnego. W 1908 w Rosji 15.11.1919) rosyjski (pochodzenia polskiego) zbudowano, według jego projektu, okręt elektrotechnik, elektryk i wynalazca. Studio- podwodny z napędem spalinowym o wypor- wał na Wydziale Chemicznym politechniki w ności 350 t. Zajmował się także lotnictwem, Rydze, skąd został relegowany (1881) bez skonstruował m.in. płatowiec "Canard", wyprawa studiowania w Rosji. Wyjechał wtedy posażony w tylne śmigło i samoczynne urzą- do Niemiec, gdzie kontynuował naukę na po- dzenia stabilizacyjne. Z jego inicjatywy politechnice w Darmstadt. W 1888 roku wybu- wstały w Paryżu pierwsze tunele aerodyna- dował prądnicę trójfazowego prądu zmien- miczne. nego, robiąć to na kilka miesięcy przed Ni- Dudley Dudd (1600-1684) - angielski meta- kola Teslą. Skonstruował trójfazowy silnik lurg i inżynier wojskowy. Był jednym z indukcyjny z wirnikiem klatkowym (1889). pierwszych, którzy do wytapiania rudy żelaza Na światowej Wystawie Elektrotechnicznej zaczęli stosować koks. Patent na nowy spo- we Frankfurcie n. Menem (1891) zaprezen- sób wytopu został udzielony jego ojcu tował wiele urządzeń, m in. trójfazową linię Edwardowi w 1622 roku. energetyczną o długości 175 km, napięciu 20 Dunlop John (5.02.1840-23.10.1921) - wy- kV i sprawności 75%. Współpracował z tą li- nalazca brytyjski, z zawodu lekarz weteryna-

222 9. Ludzie techniki rii. Od 1867 roku prowadził swoją praktykę nowisku w federalnym biurze patentowym w w Belfaście. Usprawnił rower swojego syna Bernie, opublikował pracę (1905) zawiera- nakładając na koła konstrukcję z płótna jącą podstawowe idee szczególnej teorii wzmocnionego gumą (1887). W ten sposób względności. W tym samym roku opubliko- stał się wynalazcą rowerowej opony pneu- wał wyniki prac nad korpuskularną teorią matycznej. Rok później (1888) opatentował światła i zależnością pomiędzy masą i ener- swój wynalazek, używając słowa "pneuma- gią (wzór Einsteina). Od 1909 roku był profe- tyczny". W 1890 roku Dunlop założył firmę sorem uniwersytetu w Zurychu, następnie od Pneumatic Tyre and Booth's Cycle Agency w 1911 r. uniwersytetu w Pradze, a w 1914 Belfaście, stając się pierwszym na świecie roku przeniósł się do Berlina, gdzie został dy- masowym producentem opon rowerowych. rektorem specjalnie stworzonego Instytutu W 1896 roku Harvey du Cros (1846-1918), Fizyki. W 1916 roku Einstein opublikował producent papieru, odkupił patent od Dun- swoją najważniejszą pracę dotyczącą ogólnej lopa za 3000 funtów. Wynalazca przeprowa- teorii względności, która stanowiła uogólnie- dził się do Dublina, gdzie rozpoczął współ- nie teorii grawitacji Newtona. W tym czasie pracę z firmą rowerową Bowden and Gillies. rozwinął także kwantową teorię promienio- Edison Thomas (11.02.1847-18.10.1931) - wania. W 1921 roku otrzymał Nagrodę Nobla jeden z najbardziej znanych i twórczych wy- za odkrycie praw zjawiska fotoelektrycznego. nalazców na świecie, przedsiębiorca. Doro- Zmuszony do opuszczenia Niemiec (1933) bek założonych i administrowanych przez objął stanowisko profesora w Institute for niego laboratoriów to około 5000 patentów, z Advanced Study w Princeton (USA). Do których 1093 wystawionych jest na jego na- końca życia pracował na połączeniem w zwisko. Założyciel prestiżowego czasopisma jedną całość teorii grawitacji z innymi teo- naukowego Science (1880). Samouk, od 1927 riami pola, jak np. pola elektromagnetycz- członek Narodowej Akademii Nauk w Wa- nego. Prace te nie zostały zakończone sukce- szyngtonie. Udoskonalił telefon Bella przy sem. Opublikował ponad 450 prac, w tym użyciu cewki indukcyjnej i mikrofonu wę- ponad 300 naukowych. Wniósł też swój glowego, wynalazł fonograf (1877), opaten- wkład do rozwoju filozofii nauki tował żarówkę elektryczną (1879), w latach Evans Oliver (13.09.1755-15.04.1819) - wy- 1891–1900 pracował nad udoskonaleniem nalazca amerykański. Początkowo zajmował magnetycznej metody wzbogacania rud że- się usprawnieniami maszyn włókienniczych. laza, odkrył emisję termoelektronową (1883), Usprawnił i zautomatyzował również pracę zbudował akumulator zasadowy niklowo-że- młyna wodnego. W roku 1789 roku otrzymał lazowy (1904). Zorganizował w Menlo Park patent na pojazd, w którym jako napęd zasto- pierwszy na świecie instytut badań naukowo- sował wysokociśnieniowy silnik parowy. Na technicznych, zbudował w Nowym Jorku zamówienie władz Filadelfii (1805) skon- (1881-82) pierwszą na świecie elektrownię struował pojazd napędzany silnikiem paro- publicznego użytku, był właścicielem wielu wym o mocy 5 KM. Oruktor Amphibolis (bo przedsiębiorstw w Ameryce Północnej i Eu- tak nazwał swój pojazd), był pierwszym na ropie. Wiele kontrowersji wzbudzały jego świecie samochodem amfibią. Służył on do metody egzekwowania swoich praw paten- pogłębiania toru wodnego w dokach filadel- towych. Kwestionowane jest również autor- fijskich. W wodzie napędzało go koło łopat- stwo części z przypisywanych mu wynalaz- kowe, a na lądzie dwa koła umieszczone pod ków. silnikiem. Einstein Albert (14.03.1879-18.04.1955) - Faraday Michael (22.09.1791-25.08.1967) - jeden z największych fizyków-teoretyków fizyk i chemik angielski, samouk. Największe XX wieku. Studiował w szkole politechnicz- znaczenie miały prace Faradaya dotyczące nej w Zurychu. Pracując na podrzędnym sta- elektryczności. Odkrył zjawisko indukcji

223 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki elektromagnetycznej (1831), co przyczyniło osobiście każdy wyprodukowany samochód się do powstania elektrodynamiki. Sformu- (potwierdzając to własnoręcznym podpisem łował (1833-34) prawa elektrolizy i wprowa- Ford). Powszechna dostępność aut Forda dził nomenklaturę dla opisu tego zjawiska. zrewolucjonizowała układy społeczne w Stworzył podstawy elektrochemii. Zbudował USA, umożliwiając zasiedlanie przedmieść pierwszy model silnika elektrycznego (1831). wielkich miast. W 1848 r. odkrył tzw. zjawisko Faradaya,, Francis James Bicheno (18.05.1815 - mające wpływ na sformułowanie przez C. J. 18.09.1892) - inżynier amerykański. Urodził Maxwella elektromagnetycznej teorii światła. się w South Leigh w Anglii, z której wyemi- Odkrył benzen (1825), skroplił większość grował do USA w wieku 18 lat. W 1834 r. znanych wówczas gazów (oprócz m.in. tlenu otrzymał pracę w Locks and Canal Company i azotu). Prowadził pionierskie prace nad of Lowell (Massachusetts). W zakładzie tym stalami stopowymi i szkłem optycznym. Od przepracował całe życie zawodowe (od 1837 jego nazwiska jednostka pojemności elek- jako główny inżynier). Jego największym trycznej nazywana jest faradem. osiągnięciem jest wynalezienie turbiny wod- Focke Henrich (8.10.1890-25.02.1979) - nej (1848), o wysokiej sprawności (90%). niemiecki konstruktor samolotów i śmigłow- Fulton Robert (14.11.1765-24.02.1815) - in- ców. Wraz z George Wulfem i Wernerem żynier amerykański, wynalazca. Studiował Neumannem założył zakłady lotnicze Focke- malarstwo w Londynie, później zajął się kon- Wulf (1924). Produkował słynne samoloty struowaniem statków. Na zlecenie Napoleona szkolne Fw 44, wielozadaniowe Fw 58, pasa- zbudował (1800) okręt podwodny Nautilus, żerski transatlantycki Fw 200 i myśliwski Fw napędzany ręcznie za pomocą śruby. W 1802 190. Był pionierem techniki śmigłowcowej. r. pierwszy jego statek parowy został przete- Jego Fw 61 pobił (1937) wszystkie dotych- stowany w Anglii. Zbudował pierwszy ko- czasowe rekordy świata dla helikopterów. Po mercyjny parowy statek pasażerski "Cler- wojnie pracował przy konstrukcji śmigłow- mont" (1807), który przewoził ludzi na trasie ców we Francji i w Brazylii. New York - Alabany. Ford Henry (30.07.1863-7.04.1947) - ame- Galileusz (15.02.1564-8.01.1642) - włoski rykański przemysłowiec. W 1896 roku zbu- astronom, astrolog, fizyk i filozof, twórca dował pierwszy prototyp własnego samo- podstaw nowożytnej fizyki. Poza pracami z chodu. Był jednym ze współzałożycieli firmy dziedziny filozofii i astrofizyki odkrył prawo Detroit Automobile Company (1899), później ruchu wahadła (1583). Zbudował wagę hy- przekształconej w Cadillac Motor Company drostatyczną (1586). Sformułował prawo (1902). Wkrótce po założeniu firmy poróżnił swobodnego spadania ciał (1602). Zbudował się ze współudziałowcami co do strategii jej lunetę astronomiczną i zastosował ją do ob- rozwoju, dlatego sprzedał udziały. Był zwo- serwacji (1609). Odkrył góry na Księżycu, lennikiem produkcji dużej liczby tanich sa- satelity Jowisza, fazy Wenus oraz stwierdził mochodów. Zrewolucjonizował system pro- obrót Słońca dookoła osi. Udoskonalił też dukcji aut, wprowadzając ruchomą taśmę tzw. kompas geometryczny i wojskowy produkcyjną i trzyzmianowy dzień pracy. (1595-98), umożliwiający precyzyjne strzela- Szybko pokonał konkurencję, wprowadzając nie z dział. (1907) Forda T i ograniczając produkcję wy- Garnerin Andre-Jacques (31.01.1769 - łącznie do jednego modelu i koloru - czar- 18.08.1823) - skoczek spadochronowy i pilot nego. Dzięki temu był w stanie zredukować balonowy. W 1794 r. zastosował po raz cenę i uczynić auto dostępne dla szerokiego pierwszy balon do obserwacji pola walki. grona odbiorców. Do zakończenia produkcji Jako pierwszy człowiek na świecie wykonał w 1927 r. wyprodukowano w sumie ponad 15 (1797) skok spadochronowy, z wysokości milionów Fordów T. Początkowo sprawdzał około 900 m, wykorzystując jedwabny spa- 224 9. Ludzie techniki dochron przytwierdzony do kosza balonu. W dował pierwszy na świecie sterowiec, którym 1803 r. wykonał balonem przelot długości wzniósł się w powietrze 24 września 1852 300 km. Jego żona Jeanne Genevieve (1775- roku. Przeleciał ok. 27,5 km z Paryża do Él- 1846) była pierwszą w świecie pilotką balo- ancourt z prędkością ok. 8 km/h. nową i spadochroniarką. Goddart Robert (5.10.1882-10.08.1945) - Garros Roland (6.10.1888-5.10.1918) - amerykański konstruktor i wynalazca lotni- francuski pilot. Studiował muzykę, chcąc zo- czy, pionier techniki rakietowej i astronau- stać pianistą, lecz po obejrzeniu pierwszych tyki. W latach 1919-43 był profesorem uni- pokazów lotniczych (1909) poświęcił się no- wersytetu Clarka w Worcester. Uzyskał 214 wej pasji i już przed wojną został znanym patentów za opracowania z dziedziny tech- lotnikiem. Sławę przyniósł mu pierwszy niki rakietowej, w tym na rakietę wielostop- przelot nad Morzem Śródziemnym do Bizerty niową (1915) oraz rakietę na paliwo ciekłe (23 września 1913), trwający 7 godzin 53 mi- (1915). W latach 1926-1941 wystrzelił wraz nuty. Brał udział w wyścigach i pokazach ze swoim zespołem badawczym 34 rakiety. lotniczych, ustanowił również szereg rekor- Goodyer Charles (29.12.1800-1.07.1860) - dów wysokości lotu. W 1911 roku został ob- amerykański wynalazca i przedsiębiorca, latywaczem w firmie lotniczej Morane-Saul- twórca podstaw współczesnego przemysłu nier. Po wybuchu I wojny światowej (1914) gumowego. Wynalazł technologię produkcji wstąpił do francuskiego lotnictwa wojsko- gumy (1839), którą udoskonalał i na którą wego. Prawdopodobnie był pierwszym pilo- uzyskał patent (1844). Mimo swoich wyna- tem myśliwskim (opancerzył śmigło zabez- lazków zmarł w nędzy. Na jego cześć na- pieczając je przed przestrzeleniem poci- zwano już po jego śmierci, założoną w 1898 skami). Pod koniec I wojny zginął, zestrze- firmę przemysłu gumowego Goodyear Tire lony w Ardenach. and Rubber Company, z którą jednak ani on Gattling Richard (12.09.1818-26.02.1903) - ani jego rodzina nie mieli nic wspólnego amerykański wynalazca, konstruktor broni Guericke Otto von (20.11.1602-11.05.1686) palnej. Ukończył (1850) studia medyczne. W - niemiecki fizyk i wynalazca. Skonstruował 1844 roku rozpoczął w Saint Louis produkcję pierwszą pompę próżniową (1650). W roku urządzeń rolniczych, a później w Indianapo- 1654 wykonał słynne doświadczenie z pół- lis, pracę nad konstrukcją broni o dużej szyb- kulami magdeburskimi wykazując istnienie kostrzelności. Skonstruował (patent w 1862) ciśnienia powietrza. Skonstruował również kartaczownicę z obrotową wiązką luf, będącą barometr wodny (1662) i maszynę elektro- pierwszym udanym karabinem maszynowym. statyczną (1663). Był długoletnim (1646- W 1862 r. założył w Indianapolis wytwórnię 1676) burmistrzem Magdeburga. broni Gatling Gun Company, produkującą Gurney Goldsworthy (14.02.1793 - kartaczownice, która w 1897 połączyła się z 28.02.1875) - angielski wynalazca. Odebrał zakładami Colta. Pod koniec życia opracował wykształcenie medyczne i praktykował jako ulepszoną wersję kartaczownicy, która miała chirurg, lecz szybko porzucił ten zawód i za- napęd elektryczny luf i automatykę. jął sie rozwiązywaniem licznych problemów Giffard Henri Jules (8.01.1825 - z zakresu techniki. Zbudował powóz z napę- 14.04.1882) - francuski inżynier, pionier lot- dem parowym (1827), który obsługiwał nictwa i konstruktor sterowców. Studiował na (1829) połączenie między Londynem i Bath College Bourbon. Następnie pracował na ze średnią prędkością 24 km/h, jednak bez kolei, interesując się konstrukcją maszyn pa- sukcesu komercyjnego. rowych. Dzięki swoim wynalazkom przyczy- Hall Charles (6.12.1863-27.12.1914) - ame- nił się do ich unowocześnienia. W 1851 roku rykański wynalazca, chemik i przemysło- zgłosił patent na zastosowanie maszyny pa- wiec. Jego najważniejszym wynalazkiem jest rowej do napędu statków powietrznych. Zbu-

225 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki tani sposób wytwarzania aluminium (1886) Johnem Stringfellowem (1799-13.12.1883) metodą elektrolizy. Proces ten w tym samym nie udają się. W 1849 r. emigruje do USA. roku niezależnie odkrył P. Heroult (1863- Heroult Paul (10.04.1863-9.05.1914) - fran- 1914). Wraz z Alfredem E. Huntem (1885- cuski metalurg, wynalazca i przemysłowiec. 1899) zakłada Reduction Company of Pits- Opracował (1886), niezależnie od C. Halla burg, w której produkuje aluminium na skalę (1863-1914), przemysłową metodę otrzymy- przemysłową. wania aluminium bazującą na procesie elek- Haswell John (20.03.1812-8.06.1897) - trolizy. Zbudował elektryczny piec łukowy szkocki inżynier budowy maszyn. W 1838 (1900), tzw. piec Héroulta, co umożliwiło mu roku objął kierownictwo głównych warszta- opracowanie metody produkcji żelazochromu tów wiedeńskiej kolei wschodniej, tzw. i żelazowolframu. Wien-Raaber-Bahn, w których uruchomiono Heron z Aleksandrii (ok. 10 - ok. 70) - (1840) fabrykę maszyn, zajmującą się bu- grecki mechanik, matematyk i wynalazca. Do dową lokomotyw i wagonów. Był znanym jego największych odkryć i wynalazków zali- konstruktorem lokomotyw. Spośród jego cza się: banię Herona będącą pierwowzorem licznych innowacji w zakresie budownictwa turbiny parowej, maszynę do czerpania wody, maszyn na uwagę zasługuje prasa kuźnicza maszyny oblężnicze, wzór na pole trójkąta parowo-hydrauliczna (1860/61), która stała zwany wzorem Herona, iteracyjny sposób się jedną z sensacji wystawy światowej w obliczania pierwiastków kwadratowych sze- Londynie w 1862 r. ściennych. Heinkel Ernst (24.03.1888-30.01.1958) - Holland John Philipp (29.02.1840 - niemiecki przedsiębiorca i konstruktor lotni- 2.08.1914) konstruktor i wynalazca pocho- czy. Podczas I wojny światowej zaprojekto- dzenia irlandzkiego. Wyemigrował do Sta- wał kilka maszyn latających, między innymi nów Zjednoczonych w roku 1873, gdzie po- hydroplanów. W 1922 założył biuro projek- czątkowo pracował jako nauczyciel. W roku towe Ernst Heinkel Konstruktionsbüro. W 1875 przedstawił swój pierwszy projekt grudniu tego samego roku zaczął konstru- okrętu podwodnego komisji zakupów U.S. ować samoloty. Otworzył wtedy Ernst Hein- Navy, ale projekt został odrzucony jako nie- kel Flugzeugwerke. W latach 20-tych rozbu- praktyczny. Dalsze prace badawcze finanso- dował firmę i zaczął projektować myśliwce i wane przez Amerykanów irlandzkiego po- bombowce dla Luftwaffe. W 1935 roku chodzenia, skupionych w organizacji Fenian, otworzył fabrykę Rostok-Marienehe, a w zakończyły sie zwodowaniem (1881) okrętu 1936 kolejną w Orienburgu. Jednym z jego podwodnego Fenian Ram. W 1897 roku najsłynniejszych samolotów był He 111, czę- zwodował pierwszy udany okręt, zbudowany sto wykorzystywany podczas II wojny świa- za prywatne pieniądze. Okręt ten jako pierw- towej. W tym czasie Heinkel otworzył nowe szy wyposażony był w osobne silniki elek- zakłady w Austrii i na terenie Polski. Jego tryczne do napędzania śrub pod wodą oraz firma zatrudniała około 40.000 pracowników. benzynowe do użycia przy pływaniu nawod- Henson William (3.05.1812-1888) - inżynier nym. Zakupiony (1900) i wcielony do służby lotnictwa i wynalazca. Najbardziej znany jako USS Holland. Zbudował także prototypy pionier awiacji. Opatentował wiele wynalaz- okrętów Holland II i Holland III. Prototyp ków, z których część stosowana jest również czwartego okrętu znanego jako "Zalinski obecnie. Opatentował lekki silnik parowy Boat" był wynikiem współpracy Hollanda z (1841) oraz zaprojektował (1842) duży sa- wynalazcą Edmundem Zalinskim (1849- molot pasażerski, o rozpiętości skrzydeł 45 1909). m. Założył "Towarzystwo Żeglugi Parowo- Huygens Cristian (14.04.1629-8.07.1695) - Powietrznej" (1843). Jednak kolejne próby holenderski matematyk, fizyk i astronom. budowy samolotu, realizowane wspólnie z Opracował przyrządy astronomiczne, w któ- 226 9. Ludzie techniki rych zredukował aberrację, przez co obrazy Koenig Friedrich Gottlob (17.04.1774 - kosmosu stały się dużo bardziej wyraźne. 17.01.1833) - niemiecki inżynier i wynalazca. Odkrył księżyc Saturna (1655), który został Skonstruował szybką prasę drukarską (patent nazwany Tytan. Badał również pierścienie 1810) napędzaną silnikiem parowym. Współ- Saturna, co zaowocowało sformułowaniem założyciel razem z Andreasem Friedrichem hipotezy mówiącej, że są zbudowane z ko- Bauerem pierwszej w Niemczech, istniejącej smicznego gruzu. do dziś fabryki maszyn drukarskich Koenig Hyatt John Wesley (28.11.1837-10.05.1920) & Bauer AG. - amerykański wynalazca i przemysłowiec. Krup Alfred (26.04.1812-14.07.1887) - W wieku 16 lat, zaczął pracować, jako dru- niemiecki przemysłowiec, syn Friedricha karz w Illinois. Spędził kilka lat na poszuki- Kruppa (1787-1826) - założyciela koncernu waniu materiału, który miał zastąpić kość Friedrich Krupp AG. Z powodu nagłej słoniową. Eksperymentując wspólnie z bra- śmierci ojca zmuszony (1826) opuścić szkołę tem, odkrył rozpuszczające działanie kamfory i przejąć zarządzanie rodzinnym przedsię- na azotan celulozy, którego efektem było biorstwem. W 1847 kierowana przez niego tworzywo sztuczne - celuloid (patent 1870). firma wyprodukowała pierwsze działo ze sta- Ponadto, dokonał szeregu innych wynalaz- liwa, a w 1851 wprowadziła kolejną innowa- ków z zakresu mechaniki i chemii. cję - niespawane koła do lokomotyw i wago- Junkers Hugo (3.02.1859-3.02.1935) - nie- nów kolejowych. miecki inżynier i innowator, twórca licznych Kwiatkowski Eugeniusz (30.12.1888 - patentów używanych m. in. w silnikach spa- 22.08.1974) - polski wicepremier, minister linowych i samolotach. Jego nazwisko koja- skarbu, przemysłu i handlu II Rzeczypospo- rzone jest najczęściej z samolotami Junkers, litej. Jeszcze w trakcie I wojny światowej używanymi przez Luftwaffe. Odsunięty pełnił funkcję zastępcy dyrektora Gazowni (1933) od wpływu na losy firmy przez wła- Lubelskiej. Następnie, jako docent, wykładał dze nazistowskich Niemiec. Do śmierci gazownictwo na Politechnice Warszawskiej. przetrzymywano go w areszcie domowym. Po przewrocie majowym prezydent RP Skonstruował (1892) kalorymetr Junkersa - Ignacy Mościcki zarekomendował go na sta- urządzenie do oznaczania ciepła spalania i nowisko ministra przemysłu i handlu w rzą- wartości opałowej paliw gazowych. dzie Kazimierza Bartla. Piastował ważne Kaplan Viktor (27.11.1876-23.08.1934) - funkcje państwowe, m.in. ministra przemysłu austriacki naukowiec, wynalazca turbiny Ka- i handlu (1926–1930). Stał się szeroko znany plana. Ukończył politechnikę w Wiedniu. Po- jako autor koncepcji rozwoju handlu mor- czątkowo specjalizował się w silnikach die- skiego i budowniczy portu w Gdyni. Od paź- sla. Na początku wieku XX zatrudniony na dziernika 1935 do września 1939 pełnił funk- politechnice w Brnie, gdzie pracuje przez po- cję wicepremiera i ministra skarbu. Patrono- nad trzy dekady (od 1909 roku na stanowisku wał Centralnemu Okręgowi Przemysłowemu, profesora). W 1912 r. publikuje swoją naj- będąc autorem jego planu, a następnie koor- ważniejszą pracę na temat turbiny Kaplana; dynatorem jego budowy. Po II wojnie świa- szybkobieżnej turbiny wodnej o łopatkach towej zajął się pracą naukową z dziedziny stałych, a później (1921) o łopatkach nastaw- chemii, ekonomii i historii. nych. Langen Eugen (9.10.1833-2.10.1895) - nie- Kjellberg Oscar (21.09.1870-5.07.1931) - miecki inżynier, przemysłowiec i wynalazca. szwedzki wynalazca i przemysłowiec. Opra- W 1876 roku zbudował wraz z Nikolausem cował elektrodę otuloną do spawania łuko- Otto (1832-1891) czterosuwowy silnik spali- wego (patent 1907). Założył firmy ESAB nowy tłokowy na gaz świetlny (ze sprężoną (1904) oraz Kjellberg Finsterwalde (1922). mieszanką paliwową). Opracował sposób

227 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki wytwarzania cukru w kostkach oraz wynalazł Lenoir Etienne (12.01.1822-4.08.1900) - hutniczy ruszt piętrowy. wynalazca francuski pochodzenia belgij- Langley Samuel Pierpoint (22.08.1834 - skiego. Zbudował pierwszy użyteczny silnik 27.02.1906) - amerykański fizyk, astronom, spalinowy (patent 1860), dwusuwowy, jed- pionier awiacji. Wynalazł bolometr uspraw- nocylindrowy, pracujący na mieszance gazu niający pomiary energii przenoszonej przez ziemnego i powietrza. Silnik ten został wyko- promieniowanie słoneczne. Wykonał pierw- rzystany do napędu pojazdu (przerobiony sze pomiary temperatury na powierzchni powóz konny), który przejechał trasę między Księżyca. W roku 1887 rozpoczął prace nad Paryżem a Joinville-le-Pont. budową samolotu. 6 maja 1896 roku niepilo- Lilienthal Otto (23.05.1848 - 10.08.1896) - towany samolot jego konstrukcji przelatuje konstruktor i oblatywacz pierwszych szyna odległość 3/4 mili, jednak prace zmierza- bowców. Opublikował w 1889 roku książkę jące do opracowania maszyny załogowej pt.: "Lot ptaka jako podstawa sztuki latania". kończą się niepowodzeniem. Jego imieniem Autor 18 projektów maszyn latających. Zgi- nazwano pierwszy amerykański lotniskowiec nął wskutek wypadku szybowca. Na jego USS Langley (CV-1), oddany do użytku w cześć przyznawany jest medal za wybitne 1920 roku. osiągnięcia w szybownictwie Lawson Harry John (1852-1925) - brytyjski Łubieński Henryk (11.07.1793-17.09.1883) konstruktor oraz pionier motoryzacji. Twórca - ziemianin, finansista i przemysłowiec. nowoczesnego roweru, który wyposaża w Ukończył studia prawnicze w Warszawie przekładnię łańcuchową (1879). Założyciel (1826). Współzałożyciel wielu zakładów British Motor Sindicate. Podjął próbę zmo- przemysłowych i przedsiębiorstw prywat- nopolizowania brytyjskiego przemysłu moto- nych. Inicjator założenia Huty Bankowej w ryzacyjnego w drodze nabywania patentów Dąbrowie Górniczej przez Bank Polski. Za- zagranicznych, np. na wytwarzanie pojazdów łożyciel cukrowni w Częstocicach (1839) De Dion-Bouton oraz Bollée. oraz Guzowie (1829). W miejscowości Firlej, Laval Gustaf Patrik de (9.05.1845 - w pobliżu miejsca wydobycia rudy darniowej 2.02.1913) - szwedzki inżynier, konstruktor, we wsi Serock, stworzył pierwszą na Lu- wynalazca i przemysłowiec. Wynalazł dyszę belszczyźnie fabrykę wyrobów żelaznych, naddźwiękową o przekroju zbieżno-rozbież- głównie narzędzi i maszyn rolniczych, w tym nym, stosowaną w silnikach odrzutowych. też i wyrobu kos. Założył także zakłady fa- Zbudował ponadto wirówkę do mleka (1894) bryczne w: Żyrardowie, Starachowicach i oraz pierwszą turbinę parową (1889). W 1883 Ostrowcu. Dyrektor Banku Polskiego (1829), roku założył firmę Alfa Laval. a następnie (1832-1842) wiceprezes tej in- stytucji. Założył fabryki: prochu i saletry, Lavoisier Antoin (26.08.1743-8.05.1794) - warsztaty krawieckie i szewskie. Rozwinął francuski fizyk i chemik. Zapoczątkował gospodarkę Królestwa Polskiego, zwłaszcza rozwój nowożytnej chemii wprowadzając zakłady górnicze. Wystąpił (1835) z inicja- pomiary ilościowe, obalił teorię flogistonu, tywą budowy linii kolejowej łączącej War- wyjaśnił procesy spalania i oddychania, szawę z Zagłębiem Dąbrowskim (Kolej War- sformułował zasadę zachowania masy w re- szawsko-Wiedeńska). akcjach chemicznych, wykazał obecność tlenu i azotu w powietrzu, przeprowadził Macmillan Kirkpatrick (2.09.1812 - analizę i syntezę wody, określił skład wielu 26.01.1878) - szkocki kowal. W 1839 roku substancji (m.in. tlenku siarki, kwasu siarko- zakończył prace nad pierwszym rowerem, wego i kwasu azotowego). Stracony na gilo- wyposażonym w napęd. Jego pojazd miał z tynie w wyniku wyroku Trybunału Rewolu- przodu dwa ruchome ramiona, od których cyjnego Republiki Francuskiej. szły pręty do obu stron tylnego koła. Jeździec opierał na nich nogi i wciskał na przemian

228 9. Ludzie techniki jedno i drugie, wprawiając w ten sposób koła stała ona następnie wykupiona przez poten- w ruch. W 1842 na swoim rowerze odbył po- tata zbrojeniowego, firmę Vickers). Przypi- dróż do Glasgow i z powrotem, osiągając na suje mu się wynalezienie tłumika strzelec- dystansie 229 km przeciętną prędkość nie- kiego (ok. 1902 r.) oraz użycia włókna wę- spełna 13 km/h. glowego, jako żarnika w żarówce. Pod koniec Malinowski Ernest (5.01.1881-2.03.1899) - XIX wieku eksperymentował (nieudanie) z polski inżynier drogowy i kolejowy, budow- budową aeoroplanu. niczy kolei w Peru i Ekwadorze. Brał udział Maxwell Clark (13.06.1831-5.11.1879) - w Powstaniu Listopadowym, jako oficer szkocki fizyk i matematyk. Dokonał unifika- Korpusu Inżynierów. Po upadku powstania cji oddziaływań elektrycznych i magnetycz- przebywał na emigracji we Francji. Wstąpił nych, dowodząc, iż elektryczność i magne- do słynnej paryskiej Szkoły Dróg i Mostów, tyzm są dwoma rodzajami tego samego zja- którą skończył z wyróżnieniem. W okresie wiska – elektromagnetyzmu. Wprowadzone Wiosny Ludów brał udział w walkach w Ba- przez niego (1861) równania Maxwella poka- denii. Pracował głównie przy budowie dróg zały, że pole elektryczne i magnetyczne po- oraz regulacji rzek. W roku 1852, po podpi- dróżują w próżni z prędkością światła w po- saniu kontraktu na pracę w charakterze inży- staci fali. W 1866 roku z rozkładu Bolt- niera rządowego, trafił do Peru. Wsławił się zmanna wyznaczył rozkład prędkości cząste- w wojnie z Hiszpanią w 1866, w czasie której czek gazu doskonałego. Odkrył także, że ko- brał udział w budowie fortyfikacji (artyleria) lorową fotografię można wykonać za pomocą i obronie portu Callao. W 1869 rozpoczął bu- czerwonych, niebieskich i zielonych filtrów dowę linii kolejowej przez Andy, łączącej optycznych. Pierwszą fotografię barwną za- wybrzeże Peru z dorzeczem Amazonki o dłu- prezentował w 1861 roku. Na jego cześć jed- gości 219 km (do niedawna była to najwyżej nostkę strumienia magnetycznego nazwano położona linia kolejowa na świecie, sięgająca makswelem. 4769 m n.p.m. - przełęcz Ticlio). Od 1886 Maybach Wilhelm (9.02.1846-29.12.1929) - nadzorował budowę kolei w Ekwadorze (z niemiecki konstruktor i przemysłowiec, pio- Guayaquil do Quito). Jego imieniem na- nier motoryzacji, z wykształcenia ślusarz. zwano rzekę na południu Peru, dopływ Tam- Opracował konstrukcje i produkował pojazdy bopaty. mechaniczne, silniki spalinowe (również do Marcus Siegfried (18.09.1831-30.06.1899) - napędu statków powietrznych), wynalazł austriacki mechanik i wynalazca. Z pocho- stawidło jarzmowe, przekładnię obrotów, dzenia Niemiec, od 1852 roku, jako emigrant gaźnik dyszowy z pływakiem i iglicą. W polityczny przebywa w Wiedniu. Konstruktor 1886 roku Maybach z Daimlerem skonstru- iskrownika (1864), gaźnika (1865) i pierw- ował swój pierwszy samochód. W 1909 szego samochodu z silnikiem dwusuwowym, wspólnie z Ferdynandem Zeppelinem, kon- zbudowanego w Adamowie koło Brna struktorem sterowców, założył firmę May- (1875). bach-Motoren-Werke w Friedrichshafen, pro- Maxim Hiriam (5.02.1840-24.11.1916) - dukującą silniki i samochody. wynalazca i przedsiębiorca amerykańskiego Martin Pierre Emilie (18.07.1824 - pochodzenia. W 1880 roku wyemigrował do 23.05.1915) - francuski metalurg i wyna- Wielkiej Brytanii. Jego najbardziej znanym lazca. Opracował (1862-1864) metodę wy- wynalazkiem jest skonstruowany w 1885 topu stali przez unowocześnienie pieca wyroku karabin maszynowy noszący jego imię, budowanego przez braci Siemens, zwanego który stanowił podstawę uzbrojenia wielu od jego nazwiska piecem martenowskim. armii świata do lat 30-tych XX wieku. Zało- Opracował też nowe metody uszlachetniania żył firmę zbrojeniową, która zajmowała się stali. produkcją jego karabinu maszynowego (zo-

229 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Michaux Pierre (25.06.1813-1883) - francu- Narutowicz Gabriel (17.03.1865-16.12.1922) - ski wynalazca, z zawodu kowal. W 1861 roku inżynier hydrotechnik, naukowiec, polityk. W wspólnie z synem Ernestem zbudował pro- latach 1887-1891 studiował na Politechnice totyp roweru, tzw. welocyped (2-kołowy po- w Zurychu. Był wybitnym konstruktorem jazd jednośladowy napędzany pedałami, bez oraz inżynierem. Jego prace zostały nagro- łańcucha). Michaux założył wytwórnię welo- dzone na Wystawie Międzynarodowej w Pa- cypedów. ryżu (1896), zyskał też sławę jako pionier Mongolfier Joseph Michal (26.08.1740 - elektryfikacji Szwajcarii. Kierował budową 26.06.1810) i Jacques Etienne (6.01.1745- wielu hydroelektrowni w Europie Zachodniej 2.08.1799) - bracia, wynalazcy tzw. montgol- m.in. w Monthey, Andelsbuch, Kubel, Etzel- fiery, czyli balonu na ogrzane powietrze. 14 werk, Mühlebergo. W 1907 roku został pro- grudnia 1782 wypuszczony przez nich z fesorem w Katedrze Budownictwa Wodnego przydomowego ogródka balon o objętości 18 na Politechnice w Zurychu. W latach 1913- m³ osiągnął wysokość 250 m. Dwa dni póź- 1919 pełnił tam funkcję dziekana. W czasie I niej bracia sporządzili i wysłali notatkę o tym wojny światowej brał udział w pracach fakcie do paryskiej Akademii Nauk. 4 Szwajcarskiego Komitetu Generalnego Po- czerwca 1783 na pierwszym pokazie publicz- mocy Ofiarom Wojny w Polsce. We wrześniu nym na łące koło Annonay, ich napełniony 1919 na zaproszenie polskiego rządu przybył rozgrzanym powietrzem płócienny balon o do kraju, gdzie aktywnie zaangażował się w średnicy 11,7 m i objętości 900 m³ wzniósł odbudowę państwa polskiego. 9 grudnia 1922 się na wysokość 1600–2000 m. Ciekawostką roku został wybrany na pierwszego prezy- jest fakt, iż tylko jeden z braci, i to tylko je- denta II Rzeczypospolitej. Kilka dni po obję- den raz, leciał balonem. ciu urzędu, 16.12.1922 o godzinie dwunastej, zginął w zamachu w galerii „Zachęta”, za- Murdock William (21.08.1754-15.11.1839) strzelony przez nacjonalistę Eligiusza Nie- - szkocki inżynier i wynalazca. Był zatrud- wiadomskiego. niony w firmie Boultona i Watta, początkowo w Kornwalii, a następnie w Birmingham. Nasmyth James (19.08.1808-7.05.1890) - Wynalazca oscylacyjnego silnika parowego szkocki astronom i inżynier. Syn szkockiego oraz prekursor stosowania do oświetlenia malarza Alexandra Nasmytha. Był współza- gazu świetlnego (lata 90-te XVIII w.). łożycielem (1836) zakładów Nasmyth, Ga- Wprowadził szereg innowacji w konstrukcji skell and Company, w których produkowano silnika parowego, m.in.: przekładnię plane- narzędzia mechaniczne. Wynalazł młot pa- tarną (1781) oraz zawór suwakowy. Wyna- rowo-powietrzny (1839), wyrabiał też tele- lazł pistolet parowy oraz system rurowo- skopy do obserwacji nieba. Wraz z Carpente- pneumatycznego przekazu przesyłek. Opra- rem wydał dzieło o obserwacji Księżyca pt. cował pierwszy brytyjski parostatek z kołami "The moon considered us a planet" (1874). łopatkowymi. Zbudował prototyp lokomo- Neilson James Beaumont (22.06.1792 - tywy parowej (1784) i dokonał szeregu od- 18.01.1865) - szkocki hutnik i wynalazca. kryć z chemii. Jako pierwszy zastosował żeliwne nagrzew- Musschenbroek Pieter van (14.03.1692 - nice powietrza, które były opalane węglem 19.09.1761) - fizyk holenderski. Profesor kamiennym (patent 1828). Powietrze po na- uniwersytetów w Duisburgu (1719-1723), grzaniu było wdmuchiwane do wielkiego Utrechcie (1723-1739) i Lejdzie (od 1739). pieca. Przyczyniło się to do znacznej po- Członek Royal Society w Londynie. Zajmo- prawy efektywności wytopu żelaza. wał się problematyką elektryczności, ciepła i Newcomen Thomas (24.02.1664-5.08.1729) optyki. Pod koniec 1745 roku skonstruował - angielski inżynier, wynalazca atmosferycz- pierwszy kondensator - tzw. butelkę lejdej- nego silnika parowego. Po 10 latach ekspe- ską. rymentalnych prac badawczych, prowadzo-

230 9. Ludzie techniki nych wspólnie z hydraulikiem Johnem Cally- silnik benzynowy. Założył (1864) razem Eu- ey'em buduje pompę parową (1711), wyko- genem Langenem pierwszą na świecie fa- rzystywaną w kopalniach do wypompowy- brykę silników silników N. A. Otto & Cie. W wania wody. 1869 roku nazwę firmy zmieniono na Ga- Ohm Georg Simon (16.03.1789-6.07.1854) - smotoren-Fabrik Deutz AG (Fabryka Silni- matematyk niemiecki, profesor politechniki ków Benzynowych Deutz), obecnie firma jest w Norymberdze (1833-1849) i uniwersytetu znana jako Deutz AG. W 1884 roku Otto za- w Monachium (po 1849). Nauczyciel mate- stosował w swoich silnikach zapłon elek- matyki. Po zainteresowaniu się fizyką napisał tryczny. prace głównie z zakresu elektryczności i aku- Papin Denis (22.08.1647 - ok. 1712) - styki. Sformułował (1826) i udowodnił prawo francuski uczony, doktor medycyny i fizyk, opisujące związek pomiędzy natężeniem profesor matematyki. W roku 1679 wynalazł prądu elektrycznego a napięciem elektrycz- autoklaw (kociołek Papina), następnie wen- nym (tzw. prawo Ohma). Badał nagrzewanie tylator odśrodkowy, piec do topienia szkła i się przewodników przy przepływie prądu podnośnik wody. W 1695 zbudował atmosfe- elektrycznego. Udowodnił istnienie oporno- ryczny silnik parowy, a w 1707 łódź napę- ści właściwej. Stwierdził (1843), że najprost- dzaną kołem łopatkowym. sze wrażenie słuchowe jest wywołane drga- Parsons Charles Algernon (13.06.1854 - niami harmonicznymi, przy czym ucho jest 11.02.1931) - brytyjski wynalazca. Studiował zdolne rozkładać dźwięki na składowe sinu- w St. John's College w Cambridge, gdzie soidalne. Na jego cześć jednostce rezystancji uzyskał dyplom z matematyki i mechaniki. nadano nazwę om. Początkowo zajmował się maszynami paro- Opel Adam (9.05.1837-8.09.1895) - nie- wymi oraz torpedami. Sławę i pieniądze miecki przemysłowiec. W 1862 r. założył przyniósł mu turbogenerator współpracujący koło Frankfurtu fabrykę maszyn do szycia, od z turbiną parową (patent 23.04.1884). W 1866 produkującą również rowery, na któ- 1889 roku założył własną firmę, C. A. Par- rych jego synowie odnosili liczne sukcesy w sons & Co., produkującą turbogeneratory dla sporcie. Fabryka dała początek znanej firmie elektrowni. Pod koniec XIX wieku zbudował motoryzacyjnej Opel, produkującej samo- eksperymentalny jacht "Turbinia", napędzany chody od roku 1899. turbinami parowymi. Spektakularna prezen- Otis Elisha Graves (3.08.1811 - 8 .04.1861) tacja możliwości tej jednostki odbyła się - amerykański konstruktor pierwszej spraw- podczas parady morskiej z okazji diamento- nie funkcjonującej windy, zabezpieczonej wego jubileuszu królowej Wiktorii na redzie przed skutkami zerwania się liny. Swój wy- Spithead 26.06.1897 roku. Przyniosła ona nalazek zaprezentował na Wystawie Świato- firmie Parsonsa zamówienie na eksperymen- wej w 1853 r., w tym roku sprzedał także talny niszczyciel o napędzie turbinowym, swoje pierwsze bezpieczne windy. Pierwsza HMS "Viper", który wszedł do służby w winda osobowa Otisa zainstalowana została 1900 roku. Poza mechaniką, Charles Parsons w domu handlowym E.V. Houghwota w No- przejawiał również zainteresowanie optyką. wym Jorku i napędzana była maszyną pa- Osiągnięcia Charlesa Parsonsa przyniosły mu rową. uznanie: w 1898 roku został członkiem Royal Society, w 1911 roku otrzymał szlachectwo, Otto Nikolaus (10.06.1832-26.01.1891) - sa- zaś w 1927 uzyskał odznaczenie Order of mouk, wynalazca. Nie ukończył wyższej Merit. szkoły, ale otrzymał tytuł doktora honoris causa (1882). Już w 1862 roku rozpoczął Pelton Lester Allan (5.09.1829-14.03.1908) pierwsze eksperymenty z silnikami czterosu- - amerykański wynalazca turbiny wodnej na- wowymi, które weszły do użytku dopiero od tryskowej (1880). Urodził się w Vermilion w 1876. W 1863 roku zbudował swój pierwszy Ohio skąd w czasie gorączki złota (1850) 231 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki wyemigrował do Kalifornii. Pracował jako lotów balonem. Prowadził doświadczenia z stolarz oraz mechanik maszyn i urządzeń gazami, w tym prace nad respiratorem, maską przemysłowych. gazową i skafandrem nurka. Odbył pierwszy Penaud Alfons (31.05.1850 - 22.10.1880) - w historii (21.11.178) przelot balonem "Ré- francuski pionier awiacji. Mając 20 lat dołą- veillon" (na ogrzane powietrze), pokonując w czył do "Société aéronautique de France", Paryżu 8-kilometrowy dystans i osiągając którego następnie został wiceprezesem wysokość 900 metrów. Uczestniczył też w (1876). Zbudował modele skrzydłowca i sa- locie balonu, nazwanego na cześć królowej molotu śmigłowego, napędzanego skręcaną Francji "La Marie-Antoinette". Startując z gumową nicią. Zaprojektował jednopłatowiec ogrodów pałacu w Wersalu osiągnął w 45 pasażerski z podwoziem kołowym, ale nie minut pałac w Chantilly. Był to rekordowy mogąc zapewnić finansowania budowy sa- lot zarówno pod względem dystansu (52 ki- molotu odebrał sobie życie. lometry), jak i osiągniętej wysokości (3000 metrów). Zginął próbując pokonać balonem Perreaux Louis Guillamme (19.02.1816 - Kanał La Manche. 1889) - francuski wynalazca i inżynier. Opra- cował szereg rozwiązan innowacyjnych, jak: Pilcher Percy Sinclar (16.01.1866 - pistolet wielokomorowy, mechanizm zamy- 2.10.1899) - brytyjski wynalazca, pionier lot- kający (1841), piła tarczowa (1843), urządze- nictwa. W 1891 roku rozpoczął pracę na nia pomiarowe (mierzące z dokładnością do 2 uniwersytecie w Glasgow. Zbudował szybo- mikrometrów). W 1869 roku uzyskał patent wiec, na którym poleciał po raz pierwszy w na rower napędzany małym silnikiem paro- 1895 r. Dwa lata później na szybowcu "The wym (konstrukcje tę udoskonalał aż do 1885 Hawk" pokonał dystans 250 m. Skonstruował r.). Pojazd napędzany przez podwójną prze- trójpłatowiec napędzany silnikiem o mocy 4 kładnię pasową uzyskiwał prędkość do 14 KM, jednak tuż przed oblataniem maszyny km/h. rozbił sie szybowcem, wskutek czego dwa dni później zmarł. Piasecki Frank (24.10.1919-11.02.2008) - amerykański konstruktor lotniczy, pionier Porsche Ferdinad (3.09.1875-30.01.1951) - budowy śmigłowców. Ukończył Guggenheim konstruktor samochodowy. Pełnił funkcję dy- School of Aeronautics of New York Univer- rektora w fabryce Austro-Daimler (od 1916), sity. W 1940 r. utworzył grupę badawczą PV- następnie pracował w firmie Steyr i Daimler- Engineering Forum. Trzy lata później zapre- Benz w Stuttgarcie (od 1923). W 1931 zało- zentował jednoosobowy helikopter PV-2. żył własną firmę produkującą samochody Skonstruował (1945) pierwszy ma świecie sportowe. Na zlecenie Hitlera (1934), zapro- udany dwuwirnikowy helikopter w układzie jektował Volkswagena "garbusa", którego podłużnym (tandem), odpowiedni do trans- produkcję rozpoczęto w 1939. Szybko stał się portu ciężkich ładunków Założył biuro kon- on jednym z najbardziej popularnych samo- strukcyjne Piasecki Aircraft Corporation, chodów świata. W czasie II wojny światowej gdzie opracowano prototypy m. in. pierw- projektował pojazdy dla wojska, między in- szego bezpilotowego cztero-wirnikowego nymi czołgi i działa samobieżne. Był także śmigłowca Sea-Bat, pionowzlotu Ring-Wing współprojektantem, wraz z firmą Friedrich i latających łazików. W 1986 r. Piasecki za- Krupp AG, superciężkiego czołgu (188 ton projektował pojazd powietrzny Heliostat, wagi) "Mysz". Po wojnie przez 20 miesięcy kombinację sterowca z czterema śmigłow- przebywa w areszcie bez wyroku sądowego. cami połączonymi wspólną konstrukcją no- W sumie skonstruował ponad 300 różnych śną. pojazdów mechanicznych i uzyskał ok. 1000 patentów w branży motoryzacyjnej. Pilatre de Rosier Jean Francois (30.03.1754 - 15.06.1785) - francuski na- Rogallo Francis (27.01.1912-1.09.2009) - uczyciel chemii i fizyki, jeden z pionierów amerykański inżynier aerodynamik, syn pol- 232 9. Ludzie techniki skiego emigranta. W 1956 skonstruował w słową, według tzw. procesu Sendzimira, któ- NASA skrzydło elastyczne, co zapoczątko- rego był wynalazcą. W maju 1934 opracował wało masowy rozwój lotni. Autor wielu pio- i uruchomił w Hucie Pokój oryginalną linię nierskich prac z dziedziny aerodynamiki i produkcyjną do walcowania cienkiej blachy patentów w technice lotniczej. na zimno wedle własnego pomysłu (proces Santos - Dumond Alberto (20.07.1873 - oparty na walcowaniu blachy z równocze- 25.07.1932) - brazylijski pionier lotnictwa. W snym jej rozciąganiem). Jego wynalazki wieku 15 lat wyjechał z rodzicami do Paryża, spotkały się z olbrzymim zainteresowaniem gdzie zamieszkał. Interesował się żywo na- za granicą (sprzedaż licencji do Francji, An- uką i osiągnięciami techniki, zwłaszcza silni- glii i USA). Wybuch II wojny światowej za- kami spalinowymi. Pierwszy statek po- stał go w USA, gdzie pozostał na emigracji, wietrzny - sterowiec skonstruował w 1898, prowadząc firmę specjalizującą się w pro- nie był on jednak w pełni udany. W ciągu na- jektowaniu maszyn do obróbki metali. Był stępnych kilku latach zbudował i wypróbował posiadaczem 120 patentów w górnictwie i kolejne konstrukcje. Sukces przyniósł mu ste- metalurgii. W Stanach Zjednoczonych zreali- rowiec No. 6, którym 19 października 1901 zował swój trzeci najbardziej znany wynala- wystartował z parku Saint Cloud, okrążył zek, tzw. walcownię planetarną umożliwia- wieżę Eiffla i powrócił w czasie poniżej pół jącą walcowanie na gorąco (z bardzo dużym godziny. Podjął próbę (1905) skonstruowania gniotem) blach ze stali jakościowych. śmigłowca, jednakże bez powodzenia. Pod Shrapnel Henry (3.06.1761-13.03.1842) - wpływem sukcesu braci Wright (1906) przy- oficer armii brytyjskiej i wynalazca. W 1784 stąpił do konstrukcji samolotów. 23 paź- roku opracował nowy rodzaj amunicji, kulę dziernika 1906 samolotem swojej konstrukcji wypełniona wewnątrz kulkami, która rozry- No. 14-bis, przeleciał publicznie odległość 60 wała się w powietrzu rażąc siłę żywą. Broń m, zdobywając nagrodę za przelot (w Euro- ta, zwana "szrapnel", weszła do wyposażenia pie) co najmniej 25 m. armii brytyjskiej w 1803 roku. Savery Thomas (ok. 1650-1715) - brytyjski Sikorski Igor (25.05.1889-26.10.1972) - inżynier i wynalazca, który zbudował silnik konstruktor lotniczy pochodzenia rosyj- parowy. W latach 90-tych XVII wieku roz- skiego. Skonstruował (1913) w Moskwie wiązał trudny problem wypompowywania pierwszy na świecie czterosilnikowy samolot wody z kopalni węgla, wykorzystując do tego bombowy Ilia Muromiec, który brał udział w celu pompę parowo-atmosferyczną (patent I wojnie światowej. Podczas I wojny świato- 1698). wej był jednym z głównych konstruktorów Sendzimir Tadeusz (15.07.1894-1.09.1989) lotniczych Carskich Sił Powietrznych. W - polski inżynier i wynalazca zwany "Ediso- 1919 wyemigrował do USA, gdzie po paru nem metalurgii". Podczas I wojny światowej latach pracy jako nauczyciel założył firmę pracował w kijowskich warsztatach samo- lotniczą Sikorsky Aero Engineering Com- chodowych, a następnie w Rosyjsko-Amery- pany. Uważany za ojca współczesnych śmi- kańskiej Izbie Handlowej, Pod koniec wojny głowców. Pierwsze próby z tego typu maszy- wyjechał przez Władywostok do Szanghaju, nami prowadził jeszcze w Rosji, ale dopiero gdzie założył pierwszą w Chinach fabrykę po ponad 20 latach zbudowany (1940) we- śrub, drutu i gwoździ. Do Polski powrócił w dług jego projektu i oblatany przez niego 1930 r. W 1932 w Nowym Bytomiu urucho- śmigłowiec Vought-Sikorsky 300 (z pojedyn- miono walcarkę według swego pomysłu, a w czym wirnikiem z trzema łopatami) uznano 1933 w Kostuchnie koło Katowic zbudował za konstrukcję w pełni zadowalającą. cynkownię stosującą pierwszą w świecie linię Simens Ernst Werner von (13.12.1816 - technologiczną ciągłego wyżarzania i cyn- 6.12.1892) - niemiecki wynalazca i kon- kowania blach stalowych na skalę przemy- struktor w zakresie elektrotechniki. Studiował

233 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki w Lubece, a następnie w Akademii Wojsko- jektował i wypróbował kilka różnych modeli wej w Berlinie oraz pracował dla armii pru- takich silników. Głównym dążeniem Stirlinga skiej (do 1848). Wynalazł synchroniczno- było opracowanie bezpiecznych silników, ze współfazowy aparat telegraficzny. Budował względu na częste wypadki (eksplozje ko- linie telegraficzne. Od 1874 był członkiem tłów) eksploatowanych wówczas silników Akademii Nauk w Berlinie. W 1866 wynalazł parowych. samowzbudną prądnicę prądu stałego. Zbu- Tales z Miletu (ok. 620 p.n.e- ok. 540 p.n.e.) dował pierwszy model lokomotywy elek- - grecki filozof i matematyk. Podczas licz- trycznej (1879), a także windę elektryczną nych podroży zapoznał sie z osiągnięciami (1880) i tramwaj elektryczny. W 1882 zapre- matematyki i astronomii Egiptu, Fenicji i Ba- zentował pierwszy na świecie model trolej- bilonii. Był jednym z twórców jońskiej filo- busu o nazwie Elektromote. Od jego nazwi- zofii przyrody. Przypisuje się mu: podanie ska pochodzi nazwa jednostki przewodności tzw. twierdzenia Talesa, przewidzenie za- elektrycznej właściwej - simens ćmienia słońca w 585 r. p.n.e., zmierzenie Smeaton John (8.06.1724-28.10.1792) - an- wysokości piramid za pomocą cienia oraz gielski inżynier budownictwa. Zaprojektował wykazanie, że średnica dzieli okrąg na po- wiele mostów, kanałów, portów i latarni mor- łowy. skich. Był także inżynierem mechanikiem Tański Czesław (7.07.1862-24.02.1942) - oraz fizykiem. Twórca turbiny wodnej w polski malarz, konstruktor lotniczy, pionier i Królewskich Ogrodach Botanicznych (1761) popularyzator lotnictwa w Polsce. Od 1893 oraz młyna wodnego w Alston w Cumbrii zajmował się budową udanych modeli latają- (1767). Wybudował Chimney Mill w Newca- cych o napędzie gumowym. Zbudował szy- stle upon Tyne (1782), który był pierwszym bowiec nazywany "Lotnia" (1895), który wiatrakiem obracającym się do kierunku później udoskonalał. Przeprowadzone przez wiatru, powstałym na terenie Wielkiej Bryta- niego próby wzlotów były pierwszymi pró- nii. Usprawnił także silnik parowy autorstwa bami tego rodzaju w Polsce. W latach 1905- Thomasa Newcomena (1775). 1907 zainteresował się śmigłowcami. Po Stephenson George (9.06.1781-12.08.1848) udanych próbach z modelami zbudował - angielski mechanik, konstruktor i wyna- (1907) prototyp śmigłowca (nazwanego śru- lazca, uważany za ojca brytyjskich kolei pa- bowcem), o dwóch przeciwbieżnych dwuło- rowych. Swój pierwszy parowóz zbudował w patowych wirnikach napędzanych siłą mięśni roku 1814. Po piętnastu latach prac skonstru- za pomocą korby. W 1909 zamontował na ował (1829) parowóz Rakieta, który stał się swoim śmigłowcu dwucylindrowy silnik pierwowzorem wielu późniejszych parowo- spalinowy o mocy 2,5 KM, który był jednak zów. Założył pierwszą w świecie fabrykę lo- za słaby do realizacji lotu. W tym samym komotyw (1823), a w roku 1825 zbudował roku zaprojektował samolot "Łątka", jednak pierwszą linię kolei publicznej ze Stockton ta konstrukcja również była nieudana. do Darlington. Przyczynił się znacznie do Tartagalia Niccolo (1499-13.12.1557) - ma- rozwoju transportu kolejowego. Razem z sy- tematyk włoski, autor prac z dziedziny ma- nem Robertem (1803-1859) współpracował tematyki, mechaniki, balistyki, geodezji oraz przy budowie wielu linii kolejowych w Wiel- teorii fortyfikacji. Działał w Wenecji, Piacen- kiej Brytanii. Kilka swych lokomotyw do- zie, Weronie, Brescii. Niezależnie od Sci- starczył także do innych krajów, w tym do pione del Ferro (1465-1526) odkrył metodę USA. rozwiązywania równań algebraicznych trze- Stirling Robert (25.10.1790-6.06.1878) - ciego stopnia. Opracował kwadrant bali- szkocki duchowny i wynalazca. Pierwszy styczny, przyrząd umożliwiający kanonierom patent na silnik na gorące powietrze uzyskał bardziej precyzyjne strzelanie z dział. w 1816 roku. W późniejszych latach zapro-

234 9. Ludzie techniki Thomas Sidney Gilchrist (16.04.1850 - otworzył zakład mechaniczny. Przez wiele lat 1.02.1885) - brytyjski hutnik, metalurg i wy- pracował nad projektem silnika rotacyjnego. nalazca. W 1878 wraz z kuzynem, Percym W 1933 zgłosił wniosek patentowy na silnik Gilchristem (1851-1935), opracował sposób z wirującym tłokiem (patent 1936). W czasie wytopu stali przez metodę świeżenia surówki II wojny światowej dostarczał uszczelki i sil- żelaza w konwertorach o wyłożeniu zasado- niki z wirującym tłokiem dla niemieckiej Lu- wym i pierwszy przeprowadził proces świe- ftwaffe i Kriegsmarine. Po wojnie był wię- żenia surówki hutniczej o dużej zawartości ziony przez kilka miesięcy przez aliantów, fosforu. Produktem ubocznym wytopu stali jego laboratorium zostało zamknięte, a metodą Thomasa z rud bogatych w fosfor jest wszystkie dzieła skonfiskowane. Cieka- sztuczny nawóz tomasyna, wytwarzany z wostką jest fakt, że mimo swojego wkładu w żużla. rozwój motoryzacji, nigdy nie otrzymał Tesla Nikola (10.07.1856-7.01.1943) - serb- prawa jazdy ski inżynier i wynalazca, autor ok. 300 pa- Watt James (19.01.1736-19.08.1819) - tentów. Konstruował głównie rozmaite urzą- szkocki inżynier i wynalazca. W trakcie dzenia elektryczne, z których najsławniejsze pracy na Uniwersytecie w Glasgow ulepszył to: silnik elektryczny, prądnica prądu prze- silnik parowy Newcomena (1769), następnie miennego, autotransformator, dynamo rowe- zbudował silnik parowy dwustronnego dzia- rowe, radio, elektrownia wodna, bateria sło- łania (1782) oraz wynalazł odśrodkowy re- neczna, turbina talerzowa, transformator Te- gulator prędkości obrotowej (1788). Wspól- sli (rezonansowa cewka wysokonapięciowa) i nie z przemysłowcem Boultonem założył świetlówka. Był m.in. twórcą pierwszych (1775) w Soho pod Birmingham pierwszą w urządzeń zdalnie sterowanych drogą radiową. świecie wytwórnię maszyn parowych, w któ- Początkowo za twórcę radia uważano Marco- rej do roku 1800 wyprodukowano 250 takich niego, jednak w 1943 r. Sąd Najwyższy Sta- maszyn. nów Zjednoczonych przyznał prawa paten- Whitney Eli (8.12.1765-8.01.1825) - amery- towe Tesli. Rozprawa rozstrzygnęła się po kański wynalazca i przedsiębiorca. Kon- śmierci wynalazcy, przez co powszechnie za struktor odziarniarki bawełny (patent 1794), twórcę radia uznaje się Marconiego, mimo, iż maszyny do mechanicznego oddzielania na- przyznał się on do wykorzystania wcześniej- sion bawełny od włókien, której zastosowa- szych prac Tesli w zbudowaniu radia. Do lenie zmniejszyło koszty uprawy bawełny (me- gendy przeszła jego rywalizacja z Edisonem, chanizacja procesu oczyszczania bawełny u którego zresztą przez krotki czas pracował. podniosła wydajność jednego pracownika 50- Trevithick Richard (13.04.1771 - krotnie). Wśród innych wynalazków Whit- 22.04.1833) - brytyjski inżynier i wynalazca, neya na uwagę zasługuje frezarka (ok. 1818) pionier kolei. Skonstruował pierwszy parowy oraz wykorzystanie linii montażowej w pro- silnik wysokoprężny, który zastosował w sa- dukcji masowej. mobieżnym powozie parowym (1801). W Whittle Frank (1.06.1907-9.08.1996) - in- 1803 roku pokonał swym powozem z 12 pa- żynier i pilot angielski. Generał brytyjskich sażerami trasę ponad 450 km z Camborne do Królewskich Sił Powietrznych (RAF). Kon- Londynu. Zaprojektował tunel komunika- struktor pierwszych udanych silników turbo- cyjny pod Tamizą (1807), dźwig parowy, odrzutowych (patent w 1930). Założyciel młot parowy i pływający dok parowy. W ko- firmy Power Jets Ltd., w której w 1937 zbu- lejnych latach dokonał wielu dalszych inwen- dował silnik W-1 o ciągu 40 kN i W-2 o cji, wykorzystujących energię pary: m.in. w ciągu 90 kN, zastosowany w myśliwcu Glo- rolnictwie, żegludze i górnictwie. ster Meteor. W latach 1942-1944 przebywa w Wankel Felix (13.08.1902-9.10.1988) - nie- USA w General Electric. Po powrocie do miecki mechanik i konstruktor. W 1924 roku Anglii pracował w przemyśle lotniczym i w

235 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki British Overseas Airways Corporation oraz nuowania eksperymentów lotniczych prze- wykładał w uczelniach wojskowych. nieśli się do Kitty Hawk w Karolinie Północ- Whitworth Joseph (21.12.1803-22.01.1887) nej, gdzie panowały dobre warunki do testów - angielski przemysłowiec, konstruktor obra- w postaci silnych wiatrów. Zbudowali (1903) biarek i broni palnej. Skonstruował tokarkę samolot - Wright Flyer, napędzany silnikiem do gwintów (1833), opracował także nowy spalinowym, na którym 17 grudnia 1903 r. calowy system gwintów, zwany systemem Wilbur Wright przeleciał 279 metrów w cza- Whitwortha (1841). Prowadził fabrykę w sie 59 sekund. W latach 1904 - 1905 prze- Manchesterze, gdzie udoskonalił budowę ar- prowadzili ponad 80 lotów z Huffman Pra- mat i wytwarzanie stali. Prowadził badania irie. Sławni stali się po zademonstrowaniu nad bronią palną. Ustalił zależność między samolotu w Europie, oraz po przedstawieniu wielkością ładunku wybuchowego i zasię- go armii USA. W roku 1909 wygrali pierw- giem pocisku (1850) oraz zaprojektował ka- szy kontrakt na dostawę samolotów dla sił rabin z lufą poligonalną (1854), następnie zbrojnych USA, budując dwumiejscowy sa- opracował szereg różnych kalibrów z lufą molot zdolny do godzinnego lotu ze średnią bruzdowaną. W 1883 założył w Mancheste- prędkością 40 mil na godzinę. rze wytwórnię maszyn, która słynęła z dużej Vinci Leonardo da (15.04.1452-2.05.1519) - dokładności wykonania elementów wyrobów. włoski renesansowy malarz, architekt, filo- Wilkinson John (1728-14.07.1808) - brytyj- zof, muzyk, pisarz, odkrywca, matematyk, ski przemysłowiec, pionier stosowania że- mechanik, anatom, wynalazca, geolog. Jed- liwa. W 1748 roku buduje swój pierwszy nen z największych malarzy wszech czasów i wielki piec w Bradley, niedaleko Wolver- prawdopodobnie najbardziej wszechstronnie hampton. Przedsięwzięcie jest na tyle zy- utalentowana osobę w historii. Dwie z jego skowne, że w 1772 roku Wilkinson kupuje prac malarskich, "Mona Lisa" i "Ostatnia dwór i majątek Bradley. Na początku lat 60- Wieczerza", zajmują czołowe miejsca na li- tych XVIII wieku John i jego brat William stach najsławniejszych, najczęściej imitowa- dziedziczą hutę ich ojca w Bersham w pół- nych i wspominanych portretów i dzieł ma- nocnej Walii i zakładają New Bersham Com- larstwa. W Polsce znane jest także dzieło pany, które szybko zaczyna przodować w "Dama z gronostajem", jedyna praca artysty świecie w dziedzinie technologii obróbki że- pozostająca w polskich zbiorach. Jako inży- laza. Współpracuje z Jamesem Wattem w nier, Leonardo tworzył projekty wyprzedza- produkcji silników parowych. W latach 1774- jące jego czas, opracowując koncepcję heli- 1775 opracowuje metodę rozwiercania, która koptera, czołgu, spadochronu, wykorzystania pozwala produkować bezpieczniejsze w ob- podstaw tektoniki płyt, podwójnego kadłuba słudze i bardziej celne armaty. Jest głównym łodzi i wielu innych. Względnie mała liczba inicjatorem budowy (1779) pierwszego w jego pomysłów została wcielona w życie za świecie żelaznego mostu, położonego na jego czasów. Niektóre z jego pomniejszych rzece Severn w Coalbrookdale (Iron Bridge). pomysłów, takie jak automatyczna nawijarka Wprowadza także na rynek na rynek (1787) do szpul czy maszyna do sprawdzania wy- pierwszy statek z metalu. trzymałości drutu na rozciąganie, weszły do świata techniki bez większego rozgłosu. Pra- Wright Orville (19.08.1871-30.01.1948) i cował na największych dworach Europy, Wilbur (16.04.1867-30.05.1912) - bracia, m.in. dla rodu Sforzów i Medyceuszy. Do- amerykańscy pionierzy lotnictwa. Dorastali w prowadził do znacznego wzrostu poziomu Dayton w stanie Ohio w USA, gdzie od 1892 wiedzy o anatomii, budownictwie lądowym i prowadzili wytwórnię i warsztaty rowerów hydrodynamice. Zaznaczył swoją obecność Wright Cycle Company. Początkowo budo- także w dziedzinie architektury, rzeźby, filo- wali szybowce, sterowane za pomocą skręca- zofii i pisarstwa, ale te zajęcia odgrywały nia części skrzydeł. W 1900 r. w celu konty-

236 9. Ludzie techniki mniejszą rolę w jego życiu. Do dziś prze- Polowej w Fort Monroe oraz kurs minerstwa trwało 7000 stron z jego notatników z rysun- podwodnego w Nowym Jorku (1880). Jego kami, szkicami naukowymi i uwagami. czołowym osiągnięciem było wynalezienie i Volta Alessandro (18.02.1745-5.03.1827) - skonstruowanie pneumatycznego działa tor- włoski fizyk i wynalazca. W roku 1774 skon- pedowego. Wynalazł również działo dyna- struował elektrofor, umożliwiający elektry- mitowe i zapalnik elektryczny. Opracował zowanie ciał. Odkrył także metan (1776) bę- metodę wprowadzania dokładnych poprawek dący głównym składnikiem gazu błotnego. na wiatr w przyrządach celowniczych artyle- Eksperymentował z zapalaniem gazów w rii gwintowanej i broni strzeleckiej. Inne jego zamkniętej przestrzeni przy użyciu iskry wynalazki to: saperka do kopania okopów, elektrycznej. W roku 1781 skonstruował wąski i długi bagnet kształtem przypomina- elektroskop, służący pomiarom elektryczno- jący wycior oraz teleskopowy celownik dla ści. W roku 1782 opracował kondensator. W artylerii. roku 1800 skonstruował ogniwo Volty po- Zeppelin Ferdinad von (8.07.1838 - przez zanurzenie płytek srebra i cynku w sło- 8.03.1917) - hrabia niemiecki, konstruktor nej wodzie. W 1779 Alessandro Volta został sterowców szkieletowych. Kadet Akademii profesorem fizyki na uniwersytecie w Pawii i Wojskowej w Ludwigsburgu oraz absolwent zajmował to stanowisko przez 25 lat. Na jego uniwersytetu w Tybindze. W 1863 r. przybył cześć jednostkę napięcia elektrycznego na- do USA, gdzie uczestniczył w wojnie sece- zwano wolt. syjnej (1861-1865). Walczył także w wojnie Zalinski Edmund (13.12.1849-11.03.1909) - austriacko-pruskiej (1866) oraz wojnie fran- amerykański żołnierz i wynalazca. W wieku cusko-pruskiej (1870-1871). Po uzyskaniu lat piętnastu wstąpił na ochotnika do US stopnia generała (1891) zaczął zajmować się Army i walczył w wojnie secesyjnej. W la- sterowcami. W 1900 r. zbudował pierwszy tach 1872-76 pracował w Massachusetts In- sterowiec o sztywnej konstrukcji, którego se- stitute of Technology jako, wykładowca ryjną produkcję rozpoczęto sześć lat później. sztuki wojennej. Ukończył Szkołę Artylerii

237

Źródła ilustracji

1 Rys. 2.1. Brak źródła Rys. 2.23. Pozycja bibliograficzna [13] Rys. 2.2. Pozycja bibliograficzna [13] Rys. 2.24. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Parson Rys. 2.3. http://pl.wikipedia.org/wiki/Kierat 's_Compound_Steam_Turbine_-_1887_- Rys. 2.4. http://www.wiatraczek.cba.pl/historia.ht _Project_Gutenberg_eText_17167.png ml Rys. 2.25. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Parson Rys. 2.5. http://www.naosmm.org/confer/clevelan 's_Compound_Steam_Turbine_-_1887_- d/first.html _Project_Gutenberg_eText_17167.png Rys. 2.6. http://www.wiatraczek.cba.pl/ Rys. 2.26. http://e-ducation.net/inventors.htm historia.html Rys. 2.27. Pozycja bibliograficzna [13] Rys. 2.7. http://pl.wikipedia.org/wiki/Ko%C5%82 Rys. 2.28. http://en.wikipedia.org/wiki/Homopolar o_wodne _generator Rys. 2.8. http://www.kuzniawodna.eu/ Rys. 2.29. http://en.wikipedia.org/wiki/%C3%89ti Rys. 2.9. http://pl.wikipedia.org/wiki/Lester_Allen enne_Lenoir _Pelton Rys. 2.30. http://antikjmbho.blogspot.com/2011/0 Rys. 2.10. http://en.wikipedia.org/wiki/Aeolipile 8/nikolaus-otto.html Rys. 2.11. http://www.arcadja.com/auctions/en/gu Rys. 2.31. http://silniki.atspace.org/czterosuwowe. ericke_otto_von/artist/338550/ html ź Rys. 2.12. Pozycja bibliograficzna [13] Rys. 2.32. Brak ródła Rys. 2.13. Pozycja bibliograficzna [13] Rys. 2.33. http://ridingdbeast.wordpress.com/moto rcycles/ Rys. 2.14. Pozycja bibliograficzna [11] Rys. 2.34. http://kmsnmunasinghe.blogspot.com/2 Rys. 2.15. Pozycja bibliograficzna [11] 010/10/history-of-diesel-engine.html Rys. 2.16. http://amp.wpcamr.org/archives/152 Rys. 2.35. http://www.silniki.akord.com.pl/pliki/di Rys. 2.17. Pozycja bibliograficzna [13] es.html Rys. 2.18. http://en.wikipedia.org/wiki/Watt_stea Rys. 2.36. http://wwwnt.if.pwr.wroc.pl/KWAZAR m_engine /jaktopracuje/135486/content/wankel.htm Rys. 2.19. http://pl.wikipedia.org/wiki/Maszyna_p Rys. 2.37. http://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_Stirl arowa inga Rys. 2.20. http://lubczasopismo.salon24.pl/emeryt Rys. 2.38. http://www.busko.net.pl/wiadomosci/ne ka/post/249138,prawo-powszechnej-regulacji- ws.php?id=5077 automatycznej Rys. 2.39. http://www.rfi.fr/actupl/articles/120/arti Rys. 2.21. http://library.kiwix.org:4216/I/300PX_ cle_9391.asp PIERWSZA_MASZYNA_PARO.JPG&imgrefurl Rys. 2.40. http://odkrywcy.pl/mid,1004330,pres,1, Rys. 2.22. http://www.lib.udel.edu/ud/spec/exhibit seq,13,uid,1054042,material.html s/udla/science.htm Rys. 2.41. http://www.littlemanwhatnow.com/200 8_01_01_archive.html 1 W ten sposób oznaczono ilustracje dostarczone przez Rys. 2.42. Pozycja bibliograficzna [8] studentów, których źródła nie udało się autorowi zlokalizować, pomimo usilnych poszukiwań w Internecie 239 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Rys. 2.43. http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrowni Rys. 3.35. http://www.kghm.pl/index.dhtml?categ a_j%C4%85drowa ory_id=277 Rys. 2.44. http://pl.wikipedia.org/wiki/Energia_ge Rys. 4.1. Opracowanie własne na podstawie [5] otermalna Rys. 4.2. http://www.polskieradio.pl/18/90/Artyku Rys. 3.1. http://www.szkolnictwo.pl/test,4,2651,8, l/420460,Kolos-Rodyjski b_Rewolucja_neolityczna-Epoka_br%C4%85zu Rys. 4.3. http://www.szlakromanski.pl/miejsca/gni Rys. 3.2. http://commons.wikimedia.org/wiki/File: ezno-drzwi-gnieznienskie/ Willamette_meteorite_AMNH.jpg Rys. 4.4. http://www.krakow.travel/przewodnik/z Rys. 3.3. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_f wiedzamy-krakow/wawel/action,get,id,968,t,Dzwo errous_metallurgy n-Zygmunta.html Rys. 3.4. http://pl.wikipedia.org/wiki/Dymarka Rys. 4.5. http://pl.wikipedia.org/wiki/Car_Ko%C5 Rys. 3.5. Pozycja bibliograficzna [31] %82oko%C5%82 Rys. 3.6. http://www.davidecanali.com/NewDelhi. Rys. 4.6. http://www.iilo.bochnia.pl/ar.php php Rys. 4.7. Pozycja bibliograficzna [23] Rys. 3.7. Pozycja bibliograficzna [13] Rys. 4.8. http://www.scotforge.com/sf_facts_open Rys. 3.8. Pozycja bibliograficzna [13] die.htm Rys. 3.9. Pozycja bibliograficzna [31] Rys. 4.9. Opracowanie własne na podstawie [5] Rys. 3.10. Pozycja bibliograficzna [31] Rys. 4.10. Pozycja bibliograficzna [30] Rys. 3.11. Pozycja bibliograficzna [16] Rys. 4.11. http://www.platnerz.com/platnerz-com/ Rys. 3.12. Pozycja bibliograficzna [31] scriptorium/wolkamilanowska/techniki.html Rys. 3.13. http://pl.wikipedia.org/wiki/Rewolucja_ Rys. 4.12. http://pl.wikipedia.org/wiki/Pieni%C4 przemys%C5%82owa %85dz Rys. 3.14. Brak źródła Rys. 4.13. Pozycja bibliograficzna [17] Rys. 3.15. http://en.wikipedia.org/wiki/Bessemer_ Rys. 4.14. Pozycja bibliograficzna [17] process Rys. 4.15. http://www.myartprints.com/a/nasmyth- Rys. 3.16. http://www.aulatecnologia.com/BACHI james/first-drawing-of-steam-ha.html LLERATO/1_bg/APUNTES/materiales/metales/m Rys. 4.16. Brak źródła etales.htm Rys. 4.17. http://en.wikipedia.org/wiki/Creusot_st Rys. 3.17. Pozycja bibliograficzna [13] eam_hammer Rys. 3.18. Pozycja bibliograficzna [31] Rys. 4.18. Pozycja bibliograficzna [35] Rys. 3.19. http://pl.wikipedia.org/wiki/Piec_marte Rys. 4.19. Pozycja bibliograficzna [34] nowski Rys. 4.20. http://pl.wikipedia.org/wiki/Prasa_hydr Rys. 3.20. Pozycja bibliograficzna [31] auliczna Rys. 3.21. http://www.pg.gda.pl/~rskoblik/tm/pliki Rys. 4.21. Pozycja bibliograficzna [30] /Metalurgia_staliwa_i_stali.pdf Rys. 4.22. Pozycja bibliograficzna [34] Rys. 3.22. Pozycja bibliograficzna [31] Rys. 4.23. Pozycja bibliograficzna [12] Rys. 3.23. Pozycja bibliograficzna [31] Rys. 4.24. Pozycja bibliograficzna [9] Rys. 3.24. Pozycja bibliograficzna [31] Rys. 4.25. http://www.superstock.com/stock- Rys. 3.25. Pozycja bibliograficzna [31] photos-images/1895-25511 Rys. 3.26. Pozycja bibliograficzna [31] Rys. 4.26. Pozycja bibliograficzna [25] Rys. 3.27. Pozycja bibliograficzna [31] Rys. 4.27. Pozycja bibliograficzna [17] Rys. 3.28. Opracowanie własne na podstawie [5] Rys. 4.28. Pozycja bibliograficzna [30] Rys. 3.29. http://innowacje.gov.pl/offer/technologi Rys. 4.29. http://scholar.lib.vt.edu/theses/available a-ksztaltowania-czesci-z-proszkow-metali /etd-01242007-163154/unrestricted/e-thesis.pdf Rys. 3.30. Pozycja bibliograficzna [19] Rys. 4.30. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of Rys. 3.31. Pozycja bibliograficzna [17] _ferrous_metallurgy ź Rys. 3.32. Pozycja bibliograficzna [17] Rys. 4.31. Brak ródła Rys. 3.33. Pozycja bibliograficzna [17] Rys. 4.32. http://www.smeral.cz/GBTvarPKV.htm l Rys. 3.34. Brak źródła

240 Źródła ilustracji Rys. 4.33. Opracowanie własne na podstawie [5] Rys. 5.6. http://www.ausbcomp.com/~bbott/cars/c Rys. 4.34. Brak źródła arhist.htm Rys. 4.35. http://murraylincoln.blogspot.com/2009 Rys. 5.7. http://www.sdrm.org/history/timeline/mu /09/blog-post.html rdoch1.gif Rys. 4.36. http://www.stuartking.co.uk/index.php/ Rys. 5.8. http://etc.usf.edu/clipart/77500/77578/77 history-of-the-lathe-part-two-continuous-rotation/ 578_tstm_cariage.htm Rys. 4.37. http://www.stuartking.co.uk/index.php/ Rys. 5.9. http://himedo.net/TheHopkinThomasProj history-of-the-lathe-part-two-continuous-rotation/ ect/TimeLine/Philadelphia/LocomotiveWorks/Har Rys. 4.38. http://swpcz.vip.pcz.pl/?mode=technolo risonBook/HarrisonLocomotivePhiladelphia.htm gy_relics_preservation_club Rys. 5.10. http://en.wikipedia.org/wiki/Goldswort Rys. 4.39. http://homepages.tig.com.au/~dispater/t hy_Gurney urning.htm Rys. 5.11. http://www.special-classics.com/Archiv Rys. 4.40. Pozycja bibliograficzna [30] e/francais.htm Rys. 4.41. Pozycja bibliograficzna [30] http://www.motorsnaps.com/v/Cars+B/Bollee/187 8+Amedee+Bollee+La+Mancelle.jpg.html Rys. 4.42. http://pl.wikipedia.org/wiki/Frezowanie http://www.forum-auto.com/automobiles- Rys. 4.43. Brak źródła mythiques-exception/section5/sujet314913.htm Rys. 4.44. http://scagermanrenaissance.blogspot.co Rys. 5.12. Brak źródła m/2011_09_01_archive.html Rys. 5.13. http://www.smokstak.com/forum/showt Rys. 4.45. http://plastics.indiabizclub.com/product hread.php?t=33460 s/acrylic_rods Rys. 5.14. http://dustyloft.wordpress.com/2008/02/ Rys. 4.46. http://www.zamak.pl/pl/oferta/product 21/21st-february-1804-first-steam-locomotive-de Rys. 4.47. http://pl.wikipedia.org/wiki/Po%C5%8 monstrated/ 2%C4%85czenie_nitowe Rys. 5.15. http://straction.wordpress.com/history- Rys. 4.48. http://podroze.zettech.pl/?p=190 of-the-steam-engine/ Rys. 4.49. http://www.prad-organizm.yoyo.pl/Szk Rys. 5.16. Pozycja bibliograficzna [13] odliwe%20dzialanie%20pradu%20elektrycznego.p Rys. 5.17. http://en.wikipedia.org/wiki/Stockton_a hp nd_Darlington_Railway Rys. 4.50. http://inventors.about.com/library/inven Rys. 5.18. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Stephe tors/blwelding.htm nson's_Rocket.jpg Rys. 4.51. http://pl.wikipedia.org/wiki/Zgrzewanie Rys. 5.19. Pozycja bibliograficzna [6] _elektryczne_oporowe Rys. 5.20. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 4.52. http://www.spenco.co.uk/friction.html Rys. 5.21. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 4.53. http://spawalnictwo.blogspot.com/2009/ 02/metody-spawania-gazowego.html Rys. 5.22. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 4.54. Brak źródła Rys. 5.23. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 4.55. Pozycja bibliograficzna [41] Rys. 5.24. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 4.56. Pozycja bibliograficzna [41] Rys. 5.25. http://www.traktor.lipno.pl/_frames/_hi storia/lokomobile.htm Rys. 4.57. Pozycja bibliograficzna [41] Rys. 5.26. http://www.zgapa.pl/zgapedia/Lokomo Rys. 4.58. Pozycja bibliograficzna [41] bila.html Rys. 4.59. Pozycja bibliograficzna [22] Rys. 5.27. Brak źródła Rys. 5.1. Pozycja bibliograficzna [26] Rys. 5.28. http://pl.wikipedia.org/wiki/Historia_ko Rys. 5.2. http://malarstwo.awardspace.info/obraz- lei_w_Rosji 4148.php Rys. 5.29. http://knm.prz.edu.pl/wielcy/malinowsk Rys. 5.3. http://www.fizyka.net.pl/index.html?men i/index.htm u_file=ciekawostki%2Fm_ciekawostki.html&form Rys. 5.30. http://www.transandino.info/index.php/ er_url=http%3A%2F%2Fwww.fizyka.net.pl%2Fci category/film/page/2/ ekawostki%2Fciekawostki_hf.html Rys. 6.1. http://www.engadget.com/2011/02/03/su Rys. 5.4. Pozycja bibliograficzna [26] ck-squeeze-bang-bust-the-death-of-internal- Rys. 5.5. http://pl.wikipedia.org/wiki/Nicolas- combustion/ Joseph_Cugnot 241 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Rys. 6.2. http://www.spartacus.schoolnet.co.uk/F Rys. 6.31. http://volvoforum.pl/topics15/historia- WWdaimler.htm volvo-vt34.htm Rys. 6.3. http://lease-cars-inc.com/car/ Rys. 6.32. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 6.4. Pozycja bibliograficzna [13] Rys. 6.33. http://autokult.pl/2010/09/20/a-moglo- Rys. 6.5. Pozycja bibliograficzna [26] byc-tak-pieknie-poczatki-polskiej-motoryzacji Rys. 6.6. Pozycja bibliograficzna [26] Rys. 6.34. http://pl.wikipedia.org/wiki/Fiat_508 Rys. 6.7. http://www.f1-info.cz/?gallery=f1foto/fo Rys. 6.35. http://pl.wikipedia.org/wiki/Fabryka_Sa to0000/1894_1899 mochod%C3%B3w_Osobowych Rys. 6.8. http://www.unmuseum.org/autorace.htm Rys. 6.36. http://www.zssplus.pl/konkursy/witryna Rys. 6.9. Pozycja bibliograficzna [26] _3/syrena.html Rys. 6.10. Pozycja bibliograficzna [26] Rys. 6.37. http://www.samochodyswiata.pl/viewto pic.php?f=21&t=4655&start=40 Rys. 6.11. Pozycja bibliograficzna [26] Rys. 6.38. http://www.fiatbravoklub.pl/forum/vie Rys. 6.12. Pozycja bibliograficzna [26] wtopic.php?f=52&t=1096 Rys. 6.13. http://www.musclecarclub.com/other- Rys. 6.39. Brak źródła cars/classic/ford-model-t/ford-model-t.shtml Rys. 6.40. http://parking.moto.pl/parking/0,10474 Rys. 6.14. http://en.wikipedia.org/wiki/Ford_Mod 7,,,142496970,10699.html el_T_engine Rys. 6.41. http://rowerowytorun.com.pl/historia- Rys. 6.15. Pozycja bibliograficzna [26] roweru,133,l1.html Rys. 6.16. http://moto.onet.pl/1536604,1,naped- Rys. 6.42. http://spongywonder.be/extrastuff.php xxi-wieku,artykul.html?node=2 Rys. 6.43. http://korpal.w.staszic.waw.pl/historia.h Rys. 6.17. Pozycja bibliograficzna [26] tml Rys. 6.18. http://autokult.pl/2011/06/05/polski- Rys. 6.44. http://www.zss5dg.com/strona_zss5dg/ patent-czyli-historii-citroena-czesc-1-geneza- pomoce/technika/rower.htm motoryzacji Rys. 6.45. http://www.bicyclehistory.net/bicycle- Rys. 6.19. http://www.netcarshow.com/lancia/192 inventor/pierre-michaux/ 2-lambda/ Rys. 6.46. http://davesbikeblog.blogspot.com/2008 Rys. 6.20. http://minkara.carview.co.jp/userid/124 /06/james-starley-father-of-bicycle.html 081/blog/7452872/ Rys. 6.47. http://vintagegaragecycle.blogspot.com/ Rys. 6.21. http://pl.wikipedia.org/wiki/Volkswage 2010/01/first-chain-drive-bicycle.html n_Garbus Rys. 6.48. http://www.sciencetech.technomuses.ca Rys. 6.22. http://www.seeya-downtheroad.com/20 /english/collection/bikes5.cfm 06/WWIIMuseumPage1.html Rys. 6.49. http://www.prolaw1.com/blog/2010/06/ Rys. 6.23. http://www.gaudiya-repercussions.com/ 25/the-first-motorcycle-47180 index.php?s=9275225a23625e2f9be3373edc39864 5&showtopic=2639&st=20&p=61338&#entry613 Rys. 6.50. http://www.ssplprints.com/image/83198 38 /michaux-perreaux-steam-motor-bicycle-1868 Rys. 6.24. http://www.cargurus.com/Cars/1972-Ci Rys. 6.51. http://www.the-blueprints.com/blueprin troen-DS-Pictures-c15741_pi12947692 ts/motorcycles/various-motorcycles/12612/view/hi ldebrand_wolfmuller/ Rys. 6.25. http://www.jannaludlow.co.uk/Classic_ Minis/MoS_Live_Top10.html Rys. 6.52. http://patentpending.blogs.com/patent_ pending_blog/motorcycle_technology/ Rys. 6.26. http://mini.moto24.tv/news/425,pol_wi eku_mini_coopera.html Rys. 6.53. http://www.radio.cz/cz/static/qsl/qsl-20 03/pictures/qsl/2003am.jpg Rys. 6.27. http://www.accobra.yoyo.pl/gfx/glowna .jpg Rys. 6.54. http://en.wikipedia.org/wiki/Indian_(mo torcycle) Rys. 6.28. http://www.furious.pl/forum/showthrea d.php?tid=787 Rys. 6.55. http://bmwchopshop.com/the-story.php Rys. 6.29. http://sv.wikipedia.org/wiki/DeLorean_ Rys. 6.56. http://www.muzeum-motoryzacji.com.p DMC-12 l/podstrony/galeria.php?rodzaj=motory Rys. 6.30. http://volvoforum.pl/topics15/historia- Rys. 7.1. http://www.civilization.ca/cmc/exhibitio volvo-vt34.htm ns/aborig/watercraft/images/wau03_3b.gif

242 Źródła ilustracji Rys. 7.2. http://archeos.pl/artykul/3386 Rys. 7.30. http://www.history.navy.mil/photos/sh- Rys. 7.3. http://xmb.stuffucanuse.com/xmb/viewth us-cs/csa-sh/csash-sz/virginia.htm read.php?tid=5983 http://pl.wikipedia.org/wiki/USS_Monitor Rys. 7.4. http://www.zaglowce.ow.pl/typy/egipt/w Rys. 7.31. http://www.ksiazeizebrak.pl/node/127 ojenne.php Rys. 7.32. http://www.history.navy.mil/photos/sh- Rys. 7.5. http://www.billiesilvey.com/History-of-S fornv/uk/uksh-d/drednt9.htm hips.html Rys. 7.33. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 7.6. http://www.zaglowce.ow.pl/typy/fenicja/ Rys. 7.34. http://en.wikipedia.org/wiki/USS_Langl wojenne.php ey_(CV-1) Rys. 7.7. http://www.historyextra.com/blog/ancien Rys. 7.35. Pozycja bibliograficzna [6] t-greece-takes-seas-once-more Rys. 7.36. http://www.submarine-history.com/NO Rys. 7.8. http://www.modelshipworld.com/phpBB VAone.htm 2/viewtopic.php?t=1674 Rys. 7.37. http://ortografia4.appspot.com/wiki/Okr Rys. 7.9. http://www.ancientsites.com/aw/Places/P %C4%99t_podwodny roperty/1103933 Rys. 7.38. http://www.pbs.org/wgbh/nova/lostsub/ Rys. 7.10. http://www.romanum.historicus.pl/bitw hist1580n02.html a_pod_akcjum.html Rys. 7.39. http://cakra401.blogspot.com/2009/11/h Rys. 7.11. http://archeos.pl/artykul/3402 istoric-overview-of-submarine.html Rys. 7.12. http://archeos.pl/artykul/3402 Rys. 7.40. http://www.ilesaintmarcouf.com/l%E2 Rys. 7.13. http://zaruski.pl/wp-content/uploads/20 %80%99ile-du-large/le-sous-marin/ 10/06/koga2.jpg Rys. 7.41. http://www.robse.dk/pages/SSBN/Sub Rys. 7.14. http://www.zaglowce.ow.pl/typy/kogi-h Hist.asp olki/index.php Rys. 7.42. http://www.militaryfactory.com/ships/d Rys. 7.15. http://www.zaglowce.ow.pl/typy/karaw etail.asp?ship_id=CSS-HL-Hunley-1863 ele/karaw.jpg Rys. 7.43. http://www.worldnavalships.com/russia Rys. 7.16. Pozycja bibliograficzna [13] n_submarines.htm Rys. 7.17. http://selca-paris-y-londrat.blogspot.co Rys. 7.44. http://www.hnsa.org/ships/fenian.htm m/2011_02_01_archive.html Rys. 7.45. http://commons.wikimedia.org/wiki/Fil Rys. 7.18. http://www.jollyroger.com.pl/okrety.ht e:U1- m Gesamtansicht_vom_Heck_her.JPG?uselang=pl Rys. 7.19. http://www.wawel.net/malarstwo/pojed Rys. 7.46. Pozycja bibliograficzna [6] yncze-batalistyka.htm Rys. 8.1. http://www.britannica.com/EBchecked/ Rys. 7.20. http://www.fas.org/man//dod-101/sys/s media/110557/Jean-Francois-Pilatre-de-Rozier-an hip/sail200f.jpg d-Francois-Laurent-marquis-dArlandes Rys. 7.21. http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_W Rys. 8.2. http://pl.wikipedia.org/wiki/Jean-Fran% ._Morgan_(ship) C3%A7ois_Pil%C3%A2tre_de_Rozier Rys. 7.22. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 8.3. http://www.ctie.monash.edu.au/hargrave/ Rys. 7.23. http://www.wyomingtalesandtrails.com/ giffard.html sswyoming.html Rys. 8.4. http://pl.wikipedia.org/wiki/Charles_Ren Rys. 7.24. http://www.championsailmakers.com/T ard homas_L._Lawson.htm Rys. 8.5. http://pl.wikipedia.org/wiki/LZ_1 Rys. 7.25. http://www.mandragore2.net/dico/lexiq Rys. 8.6. http://yoyosims.pl/FS2004_Zeppelin.htm ue2/lexique2.php?page=p2 l Rys. 7.26. http://johno.myiglou.com/SteamHistory Rys. 8.7. http://www.chronologia.pl/wydarzenie-1 .htm 9370506s0-wd.html Rys. 7.27. http://mahutc.blogs.wm.edu/files/2009/ Rys. 8.8. Pozycja bibliograficzna [13] 06/steamship-savannah.jpg Rys. 8.9. http://naszestrony.nazwa.pl/lotnie/conten Rys. 7.28. http://www.history.navy.mil/photos/sh- t/view/22/49/ civil/civsh-g/gt-eastn.htm Rys. 7.29. Pozycja bibliograficzna [6]

243 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki Rys. 8.10. http://www.wright-brothers.org/History Rys. 8.32. http://www.shinden.org/av_hist/index.p _Wing/History_of_the_Airplane/Century_Before/ hp?position=0.0.97 First_Airplanes/First_Airplanes.htm Rys. 8.33. http://hugojunkers.pytalhost.com/ju_j1_ Rys. 8.11. http://www.pictokon.net/bilder/09-04- a1.htm bildermaterial/technikgeschichte-07-otto- Rys. 8.34. http://www.sapfa.org.za/history/1920s-l lilienthal-startlauf-mit-gleitner-nr-3-baujahr-1891- ondon-cape-town .html Rys. 8.35. http://cs.wikipedia.org/wiki/Handley_P http://www.sciencephoto.com/media/363092/view age_V/1500 Rys. 8.12. http://www.flyingmachines.org/pilc.ht Rys. 8.36. http://acepilots.com/airplanes/country/b ml ritish/vickers-fb5-gunbus/ Rys. 8.13. http://invention.psychology.msstate.edu Rys. 8.37. http://acepilots.com/airplanes/era/1910/ /i/Chanute/Chanute.html morane-saulnier-l/ http://aboutfacts.net/People11.htm Rys. 8.38. http://zsah.blox.pl/2010/10/plakatowy- Rys. 8.14. http://www.shinden.org/av_hist/index.p LOT.html hp?position=0.0.66 Rys. 8.39. http://www.jimmydoolittlemuseum.org/ Rys. 8.15. http://stara.gorpol.pl/lotnictwo/diana/2/ html/interwars.html diana2.html Rys. 8.40. http://everestflyexpedition.republika.pl/ Rys. 8.16. Pozycja bibliograficzna [13] index_historia_everst.htm Rys. 8.17. http://pl.wikipedia.org/wiki/Skrzyd%C5 Rys. 8.41. http://www.zgapa.pl/zgapedia/RWD-6. %82owiec html Rys. 8.18. http://www.robotshop.com/gorobotics/t Rys. 8.42. http://www.xtimeline.com/evt/view.asp he- x?id=549586 news/science/delfly-micro-is-worlds-smallest-ornit Rys. 8.43. http://sidewaysgirl.blogspot.com/2011/ hopter-weights-only-3g-with-camera 01/venus-fixers.html Rys. 8.19. http://www.websters-online-dictionary. Rys. 8.44. http://en.wikipedia.org/wiki/File:05033 org/definitions/Ornithopter 1-F-1234P-049.jpg Rys. 8.20. http://www.flyingmachines.org/hens.ht Rys. 8.45. Pozycja bibliograficzna [6] ml Rys. 8.46. http://menstream.pl/lotnictwo/north-am Rys. 8.21. Pozycja bibliograficzna [13] erican/north;american;p-51;mustang,505.html Rys. 8.22. http://energia.sl.pl/mozajski.htm Rys. 8.47. http://pl.wikipedia.org/wiki/Mitsubishi_ Rys. 8.23. http://martin-beranek.suite101.com/the- A6M fantastic-flying-machines-of-clement-ader- Rys. 8.48. http://www.2wojna.pl/encyklopedia-su- a367881 sam-002.html Rys. 8.24. http://www.ctie.monash.edu.au/hargrav Rys. 8.49. Pozycja bibliograficzna [6] e/maxim.html Rys. 8.50. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 8.25. http://www.swiatobrazu.pl/100-najwazn Rys. 8.51. http://1000aircraftphotos.com/Contribut iejszych-zdjec-swiata-orville-i-wilbur-wright-2102 ions/RauchGeorgV/8700.htm 0.html Rys. 8.52. http://www.oranzovestranky.cz/gamma/ Rys. 8.26. http://www.aviation-history.com/early/l rservice.php?akce=tisk&cisloclanku=2006061201 angley.htm Rys. 8.53. http://aeronauticadigital.blogspot.com/2 Rys. 8.27. http://www.strangecosmos.com/content 011/04/general-dynamics-f-16-fighting- /item/110677.html falcon.html Rys. 8.54. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 8.28. http://www.eioba.pl/a/2emq/konstrukcj Rys. 8.55. http://my-planes.com/Miscellany/MISC e-i-wynalazki-polski-przedwojennej ELLANY.html Rys. 8.29. http://www.eioba.pl/a/1tet/wydarzenia- Rys. 8.56. http://www.tapeciarnia.pl/54356_lockh w-historii-lotnictwa eed_sr71_blackbird_silniki_odrzutowe.html Rys. 8.30. http://flyingmachines.ru/Site2/Crafts/Cr Rys. 8.57. http://www.military-aircraft.org.uk/jet-f aft28498.htm ighter-planes/lockheed-f-117-nighthawk.htm Rys. 8.31. http://www.history.navy.mil/photos/eve Rys. 8.58. http://www.military-today.com/aircraft/ nts/ev-1910s/ev-1911/ely-pa2.htm boeing_f15e_eagle.htm

244 Źródła ilustracji Rys. 8.59. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 8.81. http://en.wikipedia.org/wiki/File:SH-60 Rys. 8.60. http://library.thinkquest.org/04oct/0203 B_Seahawk.jpg 2/famousplanes.html Rys. 8.82. Pozycja bibliograficzna [6] Rys. 8.61. http://www.juliantrubin.com/bigten/dav Rys. 8.83. Pozycja bibliograficzna [6] inciparachute.html Rys. 8.84. http://disneyworld-eagle.blogspot.com/ Rys. 8.62. http://en.wikipedia.org/wiki/Louis-S%C 2011_05_01_archive.html 3%A9bastien_Lenormand Rys. 8.85. Brak źródła Rys. 8.63. http://trans-timeline.blogspot.com/ Rys. 8.86. http://psw.meil.pw.edu.pl/il.html Rys. 8.64. Brak źródła Rys. 8.87. http://psw.meil.pw.edu.pl/il.html Rys. 8.65. http://www.astronautyka.org/index.php Rys. 8.88. http://www.shinden.org/av_hist/index.p ?topic=39.0 hp?position=0.0.73 Rys. 8.66. http://www.ssplprints.com/image/82737 Rys. 8.89. http://www.sanko.wroclaw.pl/apt/sm-2/ /leonardo-da-vincis-proposed-helicopter-late-15th- sm2_02.html century Rys. 8.90. Brak źródła Rys. 8.67. http://www.redetec.org.br/inventabrasil/ Rys. 8.91. http://imageshack.us/photo/my-images/ justa.htm 242/800pxw3sokc3b3c582km2.jpg/ Rys. 8.68. http://flyingmachines.ru/Site2/Crafts/Cr Rys. 8.92. http://www.zgapa.pl/zgapedia/PZL_SW aft28966.htm -4.html Rys. 8.69. http://www.eioba.pl/a/1tet/wydarzenia- Rys. 8.93. http://www.thespacereview.com/article/ w-historii-lotnictwa 1013/1 Rys. 8.70. http://www.shinden.org/av_hist/index.p Rys. 8.94. http://alra.pl/rakiety+kosmiczne.html hp?position=0.0.111 Rys. 8.95. http://pl.wikipedia.org/wiki/Sputnik_1 Rys. 8.71. http://samoloty.webd.pl/angielskie/c30.j Rys. 8.96. http://en.wikipedia.org/wiki/Sputnik_2 pg Rys. 8.97. http://pl.wikipedia.org/wiki/Explorer_1 Rys. 8.72. http://aviastar.org/helicopters_eng/fock e_330.php Rys. 8.98. http://www.satellitenwelt.de/tondokume nte.htm Rys. 8.73. http://www.aviastar.org/helicopters_eng /pescara.php Rys. 8.99. http://www.jfklibrary.org/Asset-Viewer /sSEqSHVej02KeUwORCTjgw.aspx Rys. 8.74. http://www.scientistsandfriends.com/he licopters.html Rys. 8.100. http://www.zgapa.pl/zgapedia/Walent yna_Tierieszkowa.html Rys. 8.75. http://pl.wikipedia.org/wiki/Vought- Sikorsky_300 Rys. 8.101. http://studia.dlastudenta.pl/artykul/Zad aj_pytanie_astronautom_przez_GG,23071.html Rys. 8.76. http://www.aviastar.org/helicopters_eng /flettner_kolibri.php Rys. 8.102. http://wyborcza.pl/duzy_kadr/1,97904, 6841295,Czlowiek_na_Ksiezycu.html Rys. 8.77. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Sikors ky_R4B.jpg Rys. 8.103. http://odkrywcy.pl/kat,111402,title,Wa hadlowiec-Atlantis-wystartowal,wid,11693000,wi Rys. 8.78. http://jet-airlinezz.blogspot.com/2011/0 adomosc.html 6/bell-ah-1-cobra.html Rys. 8.104. http://pl.wikipedia.org/wiki/SpaceShip Rys. 8.79. http://www.arunet.co.uk/jmlgorb/aircraf One t/rotamanu/boeing/ch47.htm Rys. 8.105. http://erainzyniera.pl/kiosk,prasowy/ki Rys. 8.80. http://www.planesandchoppers.com/pic osk,prasowy/nauka/strona~1.html ture/number3192.asp

245

Bibliografia

[1] Beaver P. The Match Makers: The story of Bryant & May. Henry Melland Limited. London 1985 [2] Craughwell T. Wielka księga wynalazków. Wyd. Bellona S.A., Warszawa 2010 [3] Encyklopedia Gazety Wyborczej, Wyd. Naukowe PWN [4] Encyklopedia techniki wojskowej. Wyd. MON 1978 [5] Groover M. P. Fundamentals of Modern Manufacturing 3/e, Ed. John Wiley 2007 [6] Hammond P. Niesamowite maszyny. Wyd. Świat Książki, Warszawa 2007 [7] Historia lotnictwa w Polsce. Carta Blanca Sp. z o.o. Grupa Wydawnicza PWN, Warszawa 2011 [8] Jezierski G. Energia jądrowa wczoraj i dziś. Wyd. WNT, Warszawa 2005 [9] Kalpakjian S., Schmid S. Manufacturing Processes for Engineering Materials, 4th ed., Prentice Hall 2003 [10] Kopczyński M. Ludzie i technika. Wyd. Oficyna Wydawnicza "Mowią wieki", Warszawa [11] Liebfeld A. Ojcowie postępu technicznego. Wyd. Wiedza Powszechna, Warszawa 1970 [12] Lisowski J. Walcowanie kuźnicze. WNT, Warszawa 1979 [13] Machalski A., Od młota kamiennego do rakiety kosmicznej. Wyd. WNT, Warszawa 1963 [14] Michałowski K. Technika grecka. Wyd. PWN, Warszawa 1959 [15] Niccoli R. Historia lotnictwa. Od maszyny latającej Leonarda da Vinci do podboju kosmosu. Wyd. Carta Blanca Sp. z o.o. Grupa Wydawnicza PWN, Warszawa 2007 [16] Niesler M. (red) Najlepsze dostępne techniki (BAT). Wytyczne dla produkcji żelaza i stali. Huty zintegrowane. Wyd. Ministerstwo Środowiska, Warszawa 2005 [17] Niezwykły świat techniki. Najciekawsze zabytki w Polsce. Wyd. Świat Książki, Warszawa 2005 [18] Orłowski B. Przygody pionierów cywilizacji. Wyd. Nasza Księgarnia, Warszawa 1987 [19] Orłowski B., Historia techniki polskiej. Wyd. Instytutu Technologii i Eksploatacji - PIB, 2006 [20] Orłowski B., Nie tylko szablą i piórem... Wyd. Komunikacji i Łączności, Warszawa 1985 [21] Parry D. Niezwykła technika starożytności. Wyd. Amber Sp. z o.o. 2006 [22] Pater Z. Walcowanie poprzeczno-klinowe. Wyd. Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009 [23] Perzyk M., Waszkiewicz S., Kaczorowski M., Jopkiewicz A. Odlewnictwo. WNT, Warszawa 2000 [24] Piwoński J. Mój konik. Statki i okręty. Wyd. Horyzonty, Warszawa 1973 [25] R R Angerstein's Illustrated Travel Diary, 1753-1755, Science Museum, Pub. 2001 [26] Rychter W. Dzieje samochodu. Wyd. Komunikacji i Łączności, Warszawa 1979 [27] Sikora R. (red) Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych. Wyd. Politechniki Lubelskiej, Lublin 2006 [28] Simins D., Withington T. Historia lotnictwa. Od pierwszych dwupłatowców po podbój kosmosu. Wyd. Parragon Books Ltd. 2008 [29] Szubański R. Polska broń pancerna 1939. Wyd. MON, Warszawa 1989

247 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki [30] Szuchardin S. W., Laman N. K., Fedorov A. S. Technika w ee istoričeskom razvitii. Izd. Nauka, Moskva 1979 [31] Tabor A., Rączka J., Kowalski J., Kraus E. Metalurgia. Podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych. Wyd. Politechniki Krakowskiej, Kraków 1999 [32] Tanel F. Historia Kolei. Od lokomotyw parowych do kolei magnetycznej. Carta Blanca Sp. z o.o. Grupa Wydawnicza PWN, Warszawa 2008 [33] Volkman E. Nauka idzie na wojnę. Wyd. Amber Sp. z o.o. 2002 [34] Wasiunyk P. Kucie matrycowe. WNT, Warszawa 1987 [35] Wasiunyk P., Jarocki J. Kuźnictwo i prasownictwo. Wyd. szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1991 [36] Weir W. 50 broni, które zmieniły świat. Wyd. Amber Sp. z o.o. 2005 [37] Wills Ch. Ilustrowana historia uzbrojenia. Wyd. Bellona, Warszawa 2006 [38] Wróblewski A., Historia fizyki. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2006 [39] Zalewski P. (red) Technika, Wyd. Carta Blanca Sp. z o.o. Grupa Wydawnicza PWN, Warszawa 2008 [40] Zarys dziejów hutnictwa i naukowo-technicznych stowarzyszeń hutniczych. Wyd. "Śląsk", Katowice 1972 [41] Żurawski Z., Sikora J., Płużek J. Walcowanie gwintów. WNT, Warszawa 1962

248 Adresy stron internetowych

1. http://100falcons.wordpress.com/2008/10/25/roman-ships/ 2. http://212.182.80.149/wmm/(S(vu0cpfbdvwawdvbrtyqr5p45)A(FYvev3oaywEkAAAAODZlMjhm YzctNzBlYy00Mjg0LTk0Y2UtZTc5OGE2N2ZlOTRlcHfgqm445T2JRC71So3gOkx6y401))/Show Article.aspx?ID=112&AspxAutoDetectCookieSupport=1 3. http://adrianolek.com/naukajazdy/pliki/materialoznawstwo/metale/konwertor.pdf 4. http://aerostories.free.fr/precurseurs/lilien/page2.html 5. http://apollo11.pl/o-misji/program-apollo/ 6. http://archeos.pl/artykul/3386 7. http://bertan.gipuzkoakultura.net/es/16/en/2.php 8. http://biografie.eu.interia.pl/biografie/ernst_heinkel.html 9. http://biografie.eu.interia.pl/biografie/ernst_werner_von_siemens.html 10. http://biografie.eu.interia.pl/biografie/michal_doliwo-dobrowolski.html 11. http://biografie.eu.interia.pl/biografie/nikolaus_august_otto.html 12. http://biznes.pwn.pl/index.php?module=haslo&id=3924164 13. http://ciekawostkihistoryczne.pl/2010/09/09/rewolucja-technologiczna-w-starozytnej-grecji/ 14. http://cycle-info.bpaj.or.jp/english/learn/chistory.html 15. http://de.wikipedia.org/wiki/Eugen_Langen 16. http://dobrezycie.salon24.pl/363996,kolo-wodne-wybrane-przyklady 17. http://einhornpress.com/aeroplaneorairplanepicturesandhistory.aspx 18. http://ekspozycje.org.pl/wielki-wyscig-nowy-jork-paryz-1908/ 19. http://en.wikipedia.org/wiki/%C3%89tienne_Lenoir 20. http://en.wikipedia.org/wiki/Abraham_Darby_I 21. http://en.wikipedia.org/wiki/Alphonse_P%C3%A9naud 22. http://en.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A9d%C3%A9e_Boll%C3%A9e 23. http://en.wikipedia.org/wiki/Ancient_Egyptian_Boats_(First_Dynasty)_%E2%80%93_Abydos 24. http://en.wikipedia.org/wiki/Ancient_Egyptian_technology 25. http://en.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9-Jacques_Garnerin 26. http://en.wikipedia.org/wiki/Blast_furnace 27. http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_F._Brush 28. http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Goodyear 29. http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Lindbergh 30. http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Martin_Hall 31. http://en.wikipedia.org/wiki/Christiaan_Huygens 32. http://en.wikipedia.org/wiki/Cl%C3%A9ment_Ader 33. http://en.wikipedia.org/wiki/Denis_Papin

249 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki 34. http://en.wikipedia.org/wiki/Dud_Dudley 35. http://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Alfred_Cowper 36. http://en.wikipedia.org/wiki/Electricity 37. http://en.wikipedia.org/wiki/Eli_Whitney 38. http://en.wikipedia.org/wiki/Elisha_Otis 39. http://en.wikipedia.org/wiki/Ferdinand_von_Zeppelin 40. http://en.wikipedia.org/wiki/Forging 41. http://en.wikipedia.org/wiki/Francis_Rogallo 42. http://en.wikipedia.org/wiki/Frank_Whittle 43. http://en.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Koenig 44. http://en.wikipedia.org/wiki/George_Cayley 45. http://en.wikipedia.org/wiki/Goldsworthy_Gurney 46. http://en.wikipedia.org/wiki/Gustaf_de_Laval 47. http://en.wikipedia.org/wiki/Harry_John_Lawson 48. http://en.wikipedia.org/wiki/Henri_Giffard 49. http://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Bessemer 50. http://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Cort 51. http://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Shrapnel 52. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_aviation 53. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_energy 54. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_ferrous_metallurgy 55. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_rail_transport 56. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_steam_road_vehicles 57. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_submarines 58. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_bicycle 59. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_internal_combustion_engine 60. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_steam_engine 61. http://en.wikipedia.org/wiki/Hugo_Junkers 62. http://en.wikipedia.org/wiki/Humphry_Davy 63. http://en.wikipedia.org/wiki/J%C3%A1n_Bah%C3%BD%C4%BE 64. http://en.wikipedia.org/wiki/James_B._Francis 65. http://en.wikipedia.org/wiki/James_Beaumont_Neilson 66. http://en.wikipedia.org/wiki/James_Nasmyth 67. http://en.wikipedia.org/wiki/John_Boyd_Dunlop 68. http://en.wikipedia.org/wiki/John_Haswell 69. http://en.wikipedia.org/wiki/John_Wesley_Hyatt 70. http://en.wikipedia.org/wiki/John_Wilkinson_(industrialist) 71. http://en.wikipedia.org/wiki/Jules-Albert_de_Dion 72. http://en.wikipedia.org/wiki/Kirkpatrick_Macmillan 73. http://en.wikipedia.org/wiki/Krupp 74. http://en.wikipedia.org/wiki/Lathe 75. http://en.wikipedia.org/wiki/Lester_Allan_Pelton 76. http://en.wikipedia.org/wiki/Louis-Guillaume_Perreaux 77. http://en.wikipedia.org/wiki/Matthew_Boulton 78. http://en.wikipedia.org/wiki/Milling_machine

250 Adresy stron internetowych 79. http://en.wikipedia.org/wiki/Motorcycle_history 80. http://en.wikipedia.org/wiki/Octave_Chanute 81. http://en.wikipedia.org/wiki/Oliver_Evans 82. http://en.wikipedia.org/wiki/Oscar_Kjellberg 83. http://en.wikipedia.org/wiki/Otto_Lilienthal 84. http://en.wikipedia.org/wiki/Paul_H%C3%A9roult 85. http://en.wikipedia.org/wiki/Percy_Pilcher 86. http://en.wikipedia.org/wiki/Pierre_Michaux 87. http://en.wikipedia.org/wiki/Pieter_van_Musschenbroek 88. http://en.wikipedia.org/wiki/Plastic 89. http://en.wikipedia.org/wiki/Powder_metallurgy 90. http://en.wikipedia.org/wiki/Power_hammer 91. http://en.wikipedia.org/wiki/Puddling_(metallurgy) 92. http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Fulton 93. http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_H._Goddard 94. http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Stirling 95. http://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_(metalworking) 96. http://en.wikipedia.org/wiki/Samuel_Pierpont_Langley 97. http://en.wikipedia.org/wiki/Sidney_Gilchrist_Thomas 98. http://en.wikipedia.org/wiki/Siegfried_Marcus 99. http://en.wikipedia.org/wiki/SS_Great_Eastern 100. http://en.wikipedia.org/wiki/Steam_car 101. http://en.wikipedia.org/wiki/Thomas_Davenport_(inventor) 102. http://en.wikipedia.org/wiki/Thomas_Newcomen 103. http://en.wikipedia.org/wiki/Thomas_Savery 104. http://en.wikipedia.org/wiki/Viking_ships 105. http://en.wikipedia.org/wiki/Viktor_Kaplan 106. http://en.wikipedia.org/wiki/William_Congreve 107. http://en.wikipedia.org/wiki/William_Murdoch 108. http://en.wikipedia.org/wiki/William_Samuel_Henson 109. http://en.wikipedia.org/wiki/Wrought_iron 110. http://encyklopedia.interia.pl/tabela.html?sc=img.interia.pl/encyklopedia/nimg/Samolot.csv&o=Kr %F3tka%20historia%20samolotu 111. http://energiack.w.interia.pl/page7.html 112. http://energiaodnawialna.net/index.php?option=com_content&view=article&id=54&Itemid=54 113. http://eska.pl/adrenalina/news/29822/spadochroniarstwo_-_historia_na_spadochronie/1055 114. http://ezinearticles.com/?A-Brief-History-of-Wrought-Iron&id=301645 115. http://f1.wp.pl/kat,71320,title,Historia-wyscigow-samochodowych,wid,8778412,wiadomosc.html?ti caid=1d7dc 116. http://ferrari.ovh.org/historiaferrari.htm 117. http://fizyka-rej.republika.pl/data/poku/pok.html 118. http://free.of.pl/p/parowozy/historia.html 119. http://freepages.history.rootsweb.ancestry.com/~dav4is/people/DAVE581.htm 120. http://fura.prv.pl/auto.html 121. http://gosiaa.wordpress.com/ 122. http://historiasamochodu.fm.interia.pl/html/pierwsze_pojazdy.html

251 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki 123. http://historiasamochodu.fm.interia.pl/html/pierwsze_pojazdy.html 124. http://homepage.ntlworld.com/leslie.foster/drilling_history.htm 125. http://invention.psychology.msstate.edu/i/Langley/Langley.html 126. http://inventors.about.com/cs/inventorsalphabet/a/electricity.htm 127. http://inventors.about.com/library/inventors/blbicycle.htm 128. http://inventors.about.com/library/inventors/bldiesel.htm 129. http://inventors.about.com/library/inventors/blrailroad.htm 130. http://inventors.about.com/library/inventors/blsteamengine.htm 131. http://inventors.about.com/library/inventors/blsteamship.htm 132. http://inventors.about.com/library/weekly/aacarsgasa.htm 133. http://inventors.about.com/library/weekly/aacarssteama.htm 134. http://inventors.about.com/od/cstartinventions/a/Car_History.htm 135. http://inventors.about.com/od/mstartinventions/a/motorcycle.htm 136. http://inventors.about.com/od/pstartinventions/a/plastics.htm 137. http://inventors.about.com/od/pstartinventions/ss/Parachute.htm 138. http://inventors.about.com/od/wstartinventors/a/JamesWatt.htm 139. http://jotbe25.republika.pl/historia.html 140. http://knm.prz.edu.pl/wielcy/malinowski/index.htm 141. http://kolodrom.olsztyn.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=21&Itemid=25 142. http://l3d.cs.colorado.edu/systems/agentsheets/New-Vista/automobile/ 143. http://library.thinkquest.org/C006011/english/sites/steam_loks1.php3?v=2 144. http://lifestyle.iloveindia.com/lounge/history-of-aeroplanes-2020.html 145. http://lotniczapolska.pl/Krotka-historia-bestii-zwanej-wiatrakowcem,643 146. http://neon.mems.cmu.edu/cramb/Processing/history.html 147. http://nowaatlantyda.com/2010/09/26/skrzydlowiec-leonarda/ 148. http://oen.dydaktyka.agh.edu.pl/dydaktyka/inzynieria_srodowiska/c_odnaw_zrodla_en/files/rozwoj. htm 149. http://ogrzewnictwo.pl/smietnik/wytwarzanie-energii-odnawialnej-w-procesie-wspolnego-spalania- biomasy-i-wegla 150. http://ours.jogger.pl/2008/08/24/samochody-parowe/ 151. http://paralumun.com/train.htm 152. http://perunwit.w.interia.pl/elektrycznosc.pdf 153. http://phoenicia.org/ships.html 154. http://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%9Amig%C5%82owiec 155. http://pl.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein 156. http://pl.wikipedia.org/wiki/Alberto_Santos-Dumont 157. http://pl.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta 158. http://pl.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9_Marie_Amp%C3%A8re 159. http://pl.wikipedia.org/wiki/Antoine_Lavoisier 160. http://pl.wikipedia.org/wiki/Archimedes 161. http://pl.wikipedia.org/wiki/Astronautyka 162. http://pl.wikipedia.org/wiki/B%C5%BB-4_%C5%BBuk 163. http://pl.wikipedia.org/wiki/Balon 164. http://pl.wikipedia.org/wiki/Bitwa_o_Angli%C4%99 165. http://pl.wikipedia.org/wiki/Bracia_Montgolfier 166. http://pl.wikipedia.org/wiki/Bracia_Wright

252 Adresy stron internetowych 167. http://pl.wikipedia.org/wiki/Butelka_lejdejska 168. http://pl.wikipedia.org/wiki/Car_Ko%C5%82oko%C5%82 169. http://pl.wikipedia.org/wiki/Car_Puszka 170. http://pl.wikipedia.org/wiki/Charles_Algernon_Parsons 171. http://pl.wikipedia.org/wiki/Charles_Coulomb 172. http://pl.wikipedia.org/wiki/Czes%C5%82aw_Ta%C5%84ski 173. http://pl.wikipedia.org/wiki/Dymarka 174. http://pl.wikipedia.org/wiki/Dzwon_Zygmunt 175. http://pl.wikipedia.org/wiki/Edmund_Zalinski 176. http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrownia_j%C4%85drowa 177. http://pl.wikipedia.org/wiki/Energetyka_s%C5%82oneczna 178. http://pl.wikipedia.org/wiki/Energia_(fizyka) 179. http://pl.wikipedia.org/wiki/Energia_geotermalna 180. http://pl.wikipedia.org/wiki/Energia_pr%C4%85d%C3%B3w_morskich,_p%C5%82yw%C3%B3w _i_falowania 181. http://pl.wikipedia.org/wiki/Ernest_Malinowski 182. http://pl.wikipedia.org/wiki/Ernst_Heinkel 183. http://pl.wikipedia.org/wiki/Eugeniusz_Kwiatkowski 184. http://pl.wikipedia.org/wiki/Felix_Wankel 185. http://pl.wikipedia.org/wiki/Ferdinand_Porsche 186. http://pl.wikipedia.org/wiki/Fiat_126 187. http://pl.wikipedia.org/wiki/Focke-Achgelis_Fa_330 188. http://pl.wikipedia.org/wiki/Ford_Model_T 189. http://pl.wikipedia.org/wiki/Frank_Piasecki 190. http://pl.wikipedia.org/wiki/Fregata_(okr%C4%99t_%C5%BCaglowy) 191. http://pl.wikipedia.org/wiki/Fryszerka 192. http://pl.wikipedia.org/wiki/FSO_Polonez 193. http://pl.wikipedia.org/wiki/Gabriel_Narutowicz 194. http://pl.wikipedia.org/wiki/Galeon 195. http://pl.wikipedia.org/wiki/Georg_Ohm 196. http://pl.wikipedia.org/wiki/George_Stephenson 197. http://pl.wikipedia.org/wiki/Gottlieb_Daimler 198. http://pl.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Focke 199. http://pl.wikipedia.org/wiki/Henri_Coand%C4%83 200. http://pl.wikipedia.org/wiki/Henry_Bessemer 201. http://pl.wikipedia.org/wiki/Henry_Ford 202. http://pl.wikipedia.org/wiki/Henryk_%C5%81ubie%C5%84ski 203. http://pl.wikipedia.org/wiki/Hiram_Maxim 204. http://pl.wikipedia.org/wiki/Historia_kolei 205. http://pl.wikipedia.org/wiki/Historia_kolei_w_Rosji 206. http://pl.wikipedia.org/wiki/Historia_okr%C4%99t%C3%B3w_podwodnych 207. http://pl.wikipedia.org/wiki/Historia_samochodu 208. http://pl.wikipedia.org/wiki/Igor_Sikorski 209. http://pl.wikipedia.org/wiki/James_Clerk_Maxwell 210. http://pl.wikipedia.org/wiki/James_Watt 211. http://pl.wikipedia.org/wiki/Jean-Antoine_Nollet 253 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki 212. http://pl.wikipedia.org/wiki/Jean-Fran%C3%A7ois_Pil%C3%A2tre_de_Rozier 213. http://pl.wikipedia.org/wiki/Jean-Pierre_Blanchard 214. http://pl.wikipedia.org/wiki/John_Baildon 215. http://pl.wikipedia.org/wiki/John_Glenn 216. http://pl.wikipedia.org/wiki/John_Philip_Holland 217. http://pl.wikipedia.org/wiki/John_Smeaton 218. http://pl.wikipedia.org/wiki/Joseph_Whitworth 219. http://pl.wikipedia.org/wiki/Juan_de_la_Cierva 220. http://pl.wikipedia.org/wiki/Jurij_Gagarin 221. http://pl.wikipedia.org/wiki/Karaka 222. http://pl.wikipedia.org/wiki/Karawela 223. http://pl.wikipedia.org/wiki/Karl_Benz 224. http://pl.wikipedia.org/wiki/Kierat 225. http://pl.wikipedia.org/wiki/Kliper_(%C5%BCaglowiec) 226. http://pl.wikipedia.org/wiki/Ko%C5%82o_wodne 227. http://pl.wikipedia.org/wiki/Koga 228. http://pl.wikipedia.org/wiki/Kolos_Rodyjski 229. http://pl.wikipedia.org/wiki/Latawiec 230. http://pl.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vinci 231. http://pl.wikipedia.org/wiki/Lokomobila 232. http://pl.wikipedia.org/wiki/Lotnia 233. http://pl.wikipedia.org/wiki/Lotnictwo 234. http://pl.wikipedia.org/wiki/Lotniskowiec 235. http://pl.wikipedia.org/wiki/Louis_Bl%C3%A9riot 236. http://pl.wikipedia.org/wiki/Louis_Breguet 237. http://pl.wikipedia.org/wiki/LZ_129_Hindenburg 238. http://pl.wikipedia.org/wiki/M%C5%82yn_wodny 239. http://pl.wikipedia.org/wiki/Mi-2 240. http://pl.wikipedia.org/wiki/Micha%C5%82_Doliwo-Dobrowolski 241. http://pl.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday 242. http://pl.wikipedia.org/wiki/Niccolo_Tartaglia 243. http://pl.wikipedia.org/wiki/Nicolas-Joseph_Cugnot 244. http://pl.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla 245. http://pl.wikipedia.org/wiki/Nikolaus_Otto 246. http://pl.wikipedia.org/wiki/Obr%C3%B3bka_skrawaniem 247. http://pl.wikipedia.org/wiki/Okr%C4%99t_podwodny 248. http://pl.wikipedia.org/wiki/Opel 249. http://pl.wikipedia.org/wiki/Otto_von_Guericke 250. http://pl.wikipedia.org/wiki/Pancernik 251. http://pl.wikipedia.org/wiki/Parow%C3%B3z 252. http://pl.wikipedia.org/wiki/Parowiec 253. http://pl.wikipedia.org/wiki/Pieni%C4%85dz 254. http://pl.wikipedia.org/wiki/Po%C5%82%C4%85czenie_nitowe 255. http://pl.wikipedia.org/wiki/Polski_Fiat_125p 256. http://pl.wikipedia.org/wiki/Program_Apollo

254 Adresy stron internetowych 257. http://pl.wikipedia.org/wiki/PZL_SW-4 258. http://pl.wikipedia.org/wiki/PZL_W-3_Sok%C3%B3%C5%82 259. http://pl.wikipedia.org/wiki/Rakieta 260. http://pl.wikipedia.org/wiki/Rakieta_(parow%C3%B3z) 261. http://pl.wikipedia.org/wiki/Richard_Gatling 262. http://pl.wikipedia.org/wiki/Richard_Trevithick 263. http://pl.wikipedia.org/wiki/RMS_Titanic 264. http://pl.wikipedia.org/wiki/Roland_Garros 265. http://pl.wikipedia.org/wiki/Rower 266. http://pl.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel 267. http://pl.wikipedia.org/wiki/Samolot_kosmiczny 268. http://pl.wikipedia.org/wiki/Samuel_Colt 269. http://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_o_zap%C5%82onie_samoczynnym 270. http://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_parowy 271. http://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_Stirlinga 272. http://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_Wankla 273. http://pl.wikipedia.org/wiki/Skrzyd%C5%82owiec 274. http://pl.wikipedia.org/wiki/Sonda_kosmiczna 275. http://pl.wikipedia.org/wiki/SpaceShipOne 276. http://pl.wikipedia.org/wiki/Spadochron 277. http://pl.wikipedia.org/wiki/Sputnik_1 278. http://pl.wikipedia.org/wiki/Stefan_Drzewiecki 279. http://pl.wikipedia.org/wiki/Sterowiec 280. http://pl.wikipedia.org/wiki/Syrena_(samoch%C3%B3d) 281. http://pl.wikipedia.org/wiki/Szkuner 282. http://pl.wikipedia.org/wiki/Sztuczny_satelita 283. http://pl.wikipedia.org/wiki/Szybowiec 284. http://pl.wikipedia.org/wiki/Tadeusz_Sendzimir 285. http://pl.wikipedia.org/wiki/Tales_z_Miletu 286. http://pl.wikipedia.org/wiki/Thomas_Alva_Edison 287. http://pl.wikipedia.org/wiki/Turbina_parowa 288. http://pl.wikipedia.org/wiki/Turbina_wodna 289. http://pl.wikipedia.org/wiki/W%C4%99glik_krzemu 290. http://pl.wikipedia.org/wiki/Wahad%C5%82owiec_kosmiczny 291. http://pl.wikipedia.org/wiki/Werner_von_Siemens 292. http://pl.wikipedia.org/wiki/Wiatrakowiec 293. http://pl.wikipedia.org/wiki/Wie%C5%BCa_Eiffla 294. http://pl.wikipedia.org/wiki/Wielki_piec 295. http://pl.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_Maybach 296. http://pl.wikipedia.org/wiki/Zwierz%C4%99ta_u%C5%BCytkowe 297. http://polishcoke.net/Blast_Furnace_Historypart_ofA_Brief,1.html 298. http://polska-motoryzacja.prv.pl/ 299. http://portalwiedzy.onet.pl/18147,,,,zelaza_epoka,haslo.html 300. http://portalwiedzy.onet.pl/21196,,,,piec_martenowski,haslo.html 301. http://portalwiedzy.onet.pl/3412,,,,galileusz,haslo.html

255 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki 302. http://portalwiedzy.onet.pl/34741,,,,butelka_lejdejska,haslo.html 303. http://portalwiedzy.onet.pl/40626,,,,heron_z_aleksandrii,haslo.html 304. http://portalwiedzy.onet.pl/43123,,,,narutowicz_gabriel,haslo.html 305. http://portalwiedzy.onet.pl/48213,,,,maxwell_james_clerk,haslo.html 306. http://portalwiedzy.onet.pl/51819,,,,wahadlowiec,haslo.html 307. http://portalwiedzy.onet.pl/5296,,,,ford_henry,haslo.html 308. http://portalwiedzy.onet.pl/6568,,,,junkers_hugo,haslo.html 309. http://portalwiedzy.onet.pl/76028,,,,kwiatkowski_eugeniusz_felicjan,haslo.html 310. http://postcarbon.pl/2008/01/krotka-historia-energii/ 311. http://przedniekolo.blox.pl/2009/01/Historia-1813-1817-Karl-Freiherr-Drais-von.html 312. http://romantyzm.fm.interia.pl/html/3/faraday-biografia.html 313. http://siedem.ms-net.info/index.php?str=6 314. http://silniki.atspace.org/wankla.html 315. http://techzel.bizhat.com/html/proces.html 316. http://telosnet.com/wind/early.html 317. http://terpconnect.umd.edu/~leishman/Aero/history.html 318. http://tworzywa.blogspot.com/2009/05/krotka-historia-syntetycznych-tworzyw.html 319. http://waspcv7.republika.pl/ 320. http://worldmotoryzacja.blogspot.com/2011/10/moto-life.html 321. http://world-nuclear.org/info/inf54.html 322. http://www.angelfire.com/folk/molinologist/museum.html 323. http://www.angelfire.com/journal/millbuilder/historical.html 324. http://www.angelfire.com/journal/millrestoration/history.html 325. http://www.applecountry.org/enginehistory.html 326. http://www.artsales.com/ARTistory/Ancient_Ships/06_egyptian_galleons.html 327. http://www.astronomia.wortale.net/187-Christian-Huygens.html 328. http://www.atom.edu.pl/index.php/technologia/historia-energetyki-jadrowej.html 329. http://www.atomistyka.pl/energetyka/historia.html 330. http://www.ausbcomp.com/~bbott/cars/carhist.htm 331. http://www.autocentrum.pl/historia-marek/volvo-historia-marki/ 332. http://www.autogaleria.pl/artykuly/index.php?id=17 333. http://www.automotogaleria.pl/historia.html 334. http://www.aviastar.org/history/index.html 335. http://www.aviationcorner.pl/news.php 336. http://www.bbc.co.uk/history/historic_figures/macmillan_kirkpatrick.shtml 337. http://www.bible-history.com/past/phoenician_ships.html 338. http://www.bike.pl/wiadomoscrss/189/ 339. http://www.bpf.co.uk/plastipedia/plastics_history/default.aspx 340. http://www.britannica.com/EBchecked/topic/366927/Pierre-Emile-Martin 341. http://www.britannica.com/EBchecked/topic/45020/automobile-racing 342. http://www.britannica.com/EBchecked/topic/609552/turbine/45690/History-of-steam-turbine- technology 343. http://www.bryk.pl/teksty/liceum/chemia/chemia_nieorganiczna/12603- metody_otrzymywania_%C5%BCelaza.html 344. http://www.bryk.pl/teksty/liceum/chemia/chemia_nieorganiczna/19270- kr%C3%B3tka_historia_rozwoju_metalurgii.html

256 Adresy stron internetowych 345. http://www.bryk.pl/teksty/liceum/fizyka/historia_fizyki/13401-pocz%C4%85tki_elektryczno%C5% 9Bci_prawa_i_ich_tw%C3%B3rcy.html 346. http://www.bryk.pl/teksty/liceum/fizyka/ruch_i_jego_powszechno%C5%9B%C4%87/10001- silniki_spalinowe_ich_historia_cykl_pracy.html 347. http://www.czysta-energia.ovh.org/biogaz.html 348. http://www.decorbells.ru/bell_tsar.htm 349. http://www.discoverfrance.net/France/Paris/Monuments-Paris/Eiffel.shtml 350. http://www.dli.gov.in/rawdataupload/upload/insa/INSA_1/20005af7_109.pdf 351. http://www.eballoon.org/history/history-of-ballooning.html 352. http://www.egr.msu.edu/~lira/supp/steam/ 353. http://www.ehow.com/about_5117137_history-grinding-wheel.html 354. http://www.ehow.com/facts_5036270_history-metal-lathe.html 355. http://www.eioba.pl/a/1qwm/sterowce-latajace-dinozaury 356. http://www.eioba.pl/a/2die/kilka-ogolnych-informacji-o-samochodach 357. http://www.ekstremalne.pl/article,id_226.html 358. http://www.electricityforum.com/electricity-history.html 359. http://www.electricscotland.com/history/other/neilson.htm 360. http://www.emachinetool.com/machine_history.cfm 361. http://www.eoearth.org/article/Cort,_Henry 362. http://www.fi.edu/learn/case-files/energy.html 363. http://www.findingdulcinea.com/guides/Sports/Auto-Racing.pg_0.html 364. http://www.firstcarnow.com/first-gasoline-car.htm 365. http://www.firstcarnow.com/first-steam-car.htm 366. http://www.fizyka.net.pl/index.html?menu_file=ciekawostki%2Fm_ciekawostki.html&former_url= http%3A%2F%2Fwww.fizyka.net.pl%2Fciekawostki%2Fciekawostki_hf2.html 367. http://www.flyingmachines.org/lilthl.html 368. http://www.gap-system.org/~history/Biographies/Coulomb.html 369. http://www.gim1.rabawyzna.pl/index.php/articles/show/56 370. http://www.gliwiczanie.pl/Biografie/Baildon/Baildon.htm 371. http://www.globalsecurity.org/military/systems/aircraft/systems/parachute-history.htm 372. http://www.gm.ca/inm/gmcanada/english/about/OverviewHist/hist_auto.html 373. http://www.gocurrency.com/articles/history-automobiles.htm 374. http://www.goodyear.com/corporate/history/history_story.html 375. http://www.gowelding.org/History_of_Welding.html 376. http://www.greenenergyohio.org/page.cfm?pageId=341 377. http://www.heartofeurope.co.uk/history_famous3a.htm 378. http://www.history.rochester.edu/steam/brown/ 379. http://www.history.rochester.edu/steam/parsons/part1.html 380. http://www.historyworld.net/wrldhis/PlainTextHistories.asp?historyid=ab16 381. http://www.historyworld.net/wrldhis/PlainTextHistories.asp?ParagraphID=cwd 382. http://www.hpnowosci.pl/tag/rakieta 383. http://www.hurstwic.org/history/articles/manufacturing/text/norse_ships.htm 384. http://www.ideafinder.com/features/smallstep/electricity.htm 385. http://www.ideafinder.com/history/inventions/automobile.htm 386. http://www.ideafinder.com/history/inventors/zeppelin.htm 387. http://www.ii.uj.edu.pl/~zbooy/polish/histrow.html

257 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki 388. http://www.industrialmetalcasting.com/history-metal-casting.html 389. http://www.invent.org/hall_of_fame/115.html 390. http://www.konflikty.pl/a,652,Marynarka_wojenna,Lotniskowce_klasy_Nimitz%20.html 391. http://www.magnum-x.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=1633&catid=5&Itemi d=15 392. http://www.mariamilani.com/ancient_rome/ancient_roman_ships.htm 393. http://www.marynistyka.net/ 394. http://www.me.wpi.edu/MFE/HCCM/cnc.html 395. http://www.mill.com.tw/new/grinder-development.html 396. http://www.mindfully.org/Plastic/Plastics-History.htm 397. http://www.mk-technology.com/geschichtemetallguss.html?L=2 398. http://www.motoandzoo.sp63.cba.pl/4.html 399. http://www.motohistory.pl/para-buch-samochod-w-ruch-czyli-pierwsze-pojazdy-samobiezne/ 400. http://www.motorera.com/history/hist03.htm 401. http://www.mt.com.pl/samochody-parowe-w-usa 402. http://www.muzeumlotnictwa.pl/historia/frank_piasecki/index.php 403. http://www.national-geographic.pl/drukuj-artykul/kolej-transandyjska-andy-podniebna-podroz/ 404. http://www.netwelding.com/History%20of%20Welding.htm 405. http://www.oceanarium.org.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=5&Itemid=5 406. http://www.oldpelton.net/history/ 407. http://www.parachutehistory.com/eng/drs.html 408. http://www.pbs.org/wgbh/nova/space/short-history-of-ballooning.html 409. http://www.pedalinghistory.com/PHhistory.html 410. http://www.pg.gda.pl/~rskoblik/tm/pliki/Metalurgia_staliwa_i_stali.pdf 411. http://www.pigiron.org.uk/getlibrarydoc.php?id=28&docnum=1&type=pdf 412. http://www.pkp.pl/klubpkp/historia 413. http://www.plar.pl/szyb/historia/histlotn.htm 414. http://www.polonialife.ca/polacy/polacy-swiatu/drzewiecki-stefan/ 415. http://www.polymerplastics.com/history_plastics.shtml 416. http://www.practicalmachinist.com/vb/antique-machinery-history/nasmyth-steam-hammer-225299/ 417. http://www.racjonalista.pl/kk.php/s,1774 418. http://www.reshafim.org.il/ad/egypt/timelines/topics/navigation.htm 419. http://www.rodovens.com/welding_articles/history.htm 420. http://www.rootsweb.ancestry.com/~kycampbe/steamboathistory.htm 421. http://www.rosala-viking-centre.com/history.htm 422. http://www.royal-navy.org/ 423. http://www.samochody.mojeauto.pl/volvo/historia_koncernu/ 424. http://www.samoloty.ow.pl/str393.htm 425. http://www.samoloty.pl/index.php/historia-lotnictwa-hobby-245 426. http://www.samoloty.pl/index.php/ludzie-lotnictwa-hobby-1807/zwipzani-z-lotnictwem-hobby- 1809/zagraniczni-hobby-2402/cierva-juan-de-la-hobby-2412 427. http://www.sciaga.pl/tekst/13575-14-historia_hutnictwa_w_polsce 428. http://www.sciaga.pl/tekst/25270-26-historia_elektrycznosci 429. http://www.sciaga.pl/tekst/26312-27-edison_thomas_alva_zycie_i_wynalazki 430. http://www.sciaga.pl/tekst/30536-31-historia_samochodu 431. http://www.sciaga.pl/tekst/33672-34-tworzywa_sztuczne

258 Adresy stron internetowych 432. http://www.sciaga.pl/tekst/40245-41-wynalazki_xix_w 433. http://www.sciaga.pl/tekst/56302-57-tales_z_miletu_filozofia 434. http://www.sciaga.pl/tekst/78025-79-historia_zapalki 435. http://www.sciaga.pl/tekst/9192-10-metody_przetworstwa 436. http://www.sdrm.org/history/timeline/ 437. http://www.siedemcudowswiata.za.pl/kolos_rodyjski.php 438. http://www.spartacus.schoolnet.co.uk/AVgarnerin.htm 439. http://www.spartacus.schoolnet.co.uk/SCboulton.htm 440. http://www.spartacus.schoolnet.co.uk/SCwatt.htm 441. http://www.stuartking.co.uk/index.php/history-of-the-lathe-part-one-reciprocal-motion/ 442. http://www.submarinehistory.com/ 443. http://www.submarine-history.com/NOVAone.htm 444. http://www.tas-moto.org/historia-motoryzacji-415.html 445. http://www.thaitechnics.com/helicopter/heli_history.html 446. http://www.thehistoricalarchive.com/happenings/the-history-of-electricity-a-timeline/ 447. http://www.thehistoryofairplanes.com/ 448. http://www.todayinsci.com/D/Davy_Edmund/DavyEdmundBio.htm 449. http://www.top-alternative-energy-sources.com/water-wheel-history.html 450. http://www.totalmotorcycle.com/future.htm 451. http://www.traktor.lipno.pl/_frames/_historia/lokomobile.htm 452. http://www.transazja.pl/ru-14_1-art447.html 453. http://www.ucsusa.org/clean_energy/clean_energy_101/a-short-history-of-energy.html 454. http://www.ultrasport.pl/historia_roweru,artykul,9082.html 455. http://www.uniquecarsandparts.com.au/lost_marques_bollee.htm 456. http://www.uwm.edu.pl/kolektory/hydroenerget/oceanicz/en.ocean.htm 457. http://www.uwm.edu.pl/kolektory/silownie/historia.html 458. http://www.uwm.edu.pl/kolektory/turbiny-wodne/turbiny_peltona.html 459. http://www.vandenplas.com/daimler/dhist.htm 460. http://www.virginiawind.com/byways/history_01.asp 461. http://www.warszawa1939.pl/strona_bez.php?kod=koleje 462. http://www.waterhistory.org/histories/waterwheels/ 463. http://www.weldinghistory.org/ 464. http://www.wiatraki24.com.pl/ 465. http://www.windmillworld.com/windmills/history.htm 466. http://www.wright-brothers.org/History_Wing/History_of_the_Airplane/History_of_the_Airplane_I ntro/History_of_the_Airplane_Intro.htm 467. http://www.wrower.pl/historia/index.php 468. http://www.wynalazki.slomniki.pl/index.php/wynalazcy/75-h/856-hyatt-john-wesley.html 469. http://www.zaglowce.ow.pl/typy/freg_woj/index.php 470. http://www.zaglowce.ow.pl/typy/index.php 471. http://www.zaglowce.ow.pl/typy/wielorybnicze/index.php 472. http://www.zainstalujsie.pl/edukacja/produkcja-stali-historia-i-przeglad-cz-vi-wielki-piec-cz-1/ 473. http://www.zainstalujsie.pl/edukacja/produkcja-stali-historia-i-przeglad-cz-x-elektryczny-piec- lukowy-luk-elektryczny/ 474. http://www.zssplus.pl/www_ciekawe/ciekawe_historia06.htm 475. http://wwwnt.if.pwr.wroc.pl/kwazar/mtk2/fizycy/116718/default.htm

259 Z. Pater: Wybrane zagadnienia z historii techniki 476. http://zielonaenergia.eco.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=173:historia-energii- geotermalnej&catid=52:ziemia&Itemid=217 477. https://e-numizmatyka.pl/portal/strona-glowna/monety/abc-numizmatyki/historia- numizmatyki.html

260