Составное орудие
Составное орудие — простейший вид сложного орудия — расширило возможности аккумуляции энергии за счет увеличенной при помощи рукоятки высоты подъема топора или молота и сделало удар настолько эффективным что человек оказался в состоянии вступать в единоборство с крупными представителями животного мира. Значительно больший эффект по сравнению с заостренной палкой был достигнут применившимися в земледелии составными орудиями (мотыга, лопата). В процессе изготовления сложных орудий человек освоил новый технологический процесс — сверление, осуществляемое путем применения не свойственного рукам человека вращательного движения, осуществленного в первых сверлильных устройствах, представлявших собой достаточно сложное сооружение, перерастающее в машину. Ранним сложным орудием, значительно расширившим возможности человека в области присвоений, явился лук со стрелами, «Лук, тетива и стрела составляют уже очень сложное оружие, изобретение которого предполагает долго накапливаемый опыт и изощренные умственные силы, следовательно, и одновременное знакомство со множеством других изобретений» Этими другими изобретениями, обнаруженными при археологических изысканиях, явились, устройства, при помощи которых выполнялись такие технологические приемы, как шлифование, пиление или сверление. Благодаря этому стало возможным изготовлять шлифованные топоры и молоты, наконечники стрел и копий, кинжалы и ножи, рыболовные крючки, бумеранги, челноки (из целых древесных стволов) и весла к ним.
В приведенном перечне многие орудия сохранили свое значение до настоящего времени: топоры, молоты, ножи. Это значит, что за многие тысячелетия до нашей эры были найдены рациональные конструктивные формы орудий и при их посредстве осуществлялись целесообразные технологические процессы. Действительно, современный молот или топор отличается от первобытного только материалом, из которого он изготовлен. Стабильность конструкции молота, топора и других орудий, изобретенных в глубокой Древности, не случайна. Прежде всего в древнейших орудиях, созданных на основе опыта, были использованы закономерности природы, используемые и в наше время. А кроме того, перечисленные орудия в настоящее время, как в далекие от нас времена, применяются в качестве ручных орудий. А поэтому их вес и размеры, определяемы возможностями руки человека, сохранились постольку, п скольку остались неизменными рука и ее возможности
Стимулом к применению машин; явилось возникновение потребности; в осуществлении таких процессов, которые человек мог выполнять с большим трудом или даже совершенно не мог выполнять. Одним из первых трудовых процессов, с которым чело-, век оказался не в состоянии справиться непосредственна усилием своего организма, явились подъем и перемещение больших тяжестей- Изучение приемов строительства древ- них жилищ и сооружений ритуального характера из гpомадных каменных плит позволило установить метод подъема и перемещения этих плит при помощи рычага. На рис. 2-5 показаны последовательные положения камня при его подьеме и перемещении методом террасирования с применением рычагов. Следует отметить, что в этом случае, как и во многих других, научное обобщение опыта после-72 довало на тысячелетия позднее его практического применения.
Возникновение элементарной транспортной машины прежде машин других назначений объясняется тем, что с задачей подъема и перемещения тяжестей, превосходящих возможности человека, пришлось столкнуться ранее всего, а простейшее решение подобной задачи при помощи рычага уже имелось. Однако первобытное общество оставило следы своей деятельности и в области технологических машин в их простейшей форме. К числу таких машин следует отнести уже упоминавшийся примитивный станок для сверления, в котором достигается изменение формы движения: более свойственное живому организму возвратно-поступательное движение руки преобразуется во вращательное движение сверла.
Врашательное движение наиболее широко распространено в современной технике. Оно осваивалось в ранний период жизни общества не только в форме возвратно-вращательного движения, как в сверлильном станке или «огне-сверле» для добывания огня, но и форме однонаправленного вращательного движения, этой форме вращательное движение было постепенно освоено в гончарном ремесле. Одним из древнейших методов изготовления сосудов была лепка их из длинных глиняных валиков, накладываемых спиралью. круглая форма сосудов определялась также применением в качестве основы для посуды плетенки из гибких прутьев, обмазываемых глиной. Плавный изгиб прута, исключавший его поломку, приводил к круглой форме сосуда.
Процесс изготовления сосудов, имеющих форму тела вращения, потребовал от ремесленника поворачивания изделий, что постепенно привело к переходу на быстрое вращательное движение. Так возникла еще одна простейшая технологическая машина — гончарный круг, дающая еще один пример использования закономерностей природы на основе практического опыта и задолго до формирования научных представлений. В гончарном круге был впервые применен маховик как средство ослабления неравномерности вращения от толчков, получаемых кругом от ног гончара. Первобытный гончар не имел понятия о том, что выравнивающий эффект маховика зависит от его массы и квадрата числа оборотов, но это не мешало ему с успехом применять маховик на практике.
Другим ранним прототипом будущих технологических машин явился вертикальный ткацкий станок, в котором была использована сила тяжести, что являлось характерным для многих машин вплоть до XIX в. В этом станке сделан первый шаг от плетения к ткачеству- На одной части исходного продукта труда (ниток)—утке—сконцентрировано все рабочее движение, а все остальные нити — основа — получают нужное положение путем использования тяжести подвешенных камней. Очевидно, что перемещение одной нити, намотанной на острую Палочку (прототип будущего челнока), упрощает процесс труда по сравнению с плетением, при котором пальцы должны поочередно двигать все нити. Машина помогает рабочему и даже частично заменяет его (натягивает нити основьв), что приводит к повышению производительности труда.