Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Паровой двигатель Вт , основная движущая сила в промышленной революции , подчеркивает важность техники в современной истории. Эта модель выставлена ​​в главном здании ETSIIM в Мадриде, Испания.

Концепция инженерии существует с древних времен , как люди , сформулированными фундаментальные изобретения , такие как шкив , рычаг , и колеса . Каждое из этих изобретений соответствует современному определению инженерии, использующему основные механические принципы для разработки полезных инструментов и объектов.

Сам термин « инженерия » имеет гораздо более позднюю этимологию, происходящую от слова « инженер» , которое восходит к 1325 году, когда инженер (буквально тот, кто управляет двигателем ) первоначально называл «конструктор военных двигателей». [1] В этом контексте термин «двигатель», который в настоящее время устарел, относится к военной машине, т.е. е. , механическое приспособление, используемое на войне (например, катапульта ). Само слово «двигатель» имеет еще более древнее происхождение, в конечном итоге происходит от латинского ingenium (около 1250 г.), что означает «врожденное качество, особенно умственная сила, следовательно, умное изобретение». [2]

Позже, когда проектирование гражданских сооружений, таких как мосты и здания, превратилось в техническую дисциплину, термин гражданское строительство [3] вошел в лексикон как способ различать тех, кто специализируется на строительстве таких невоенных проектов, и тех, кто участвует в более старая военная инженерия (первоначальное значение слова «инженерия», в настоящее время в значительной степени устаревшее, за заметными исключениями, сохранившимися до наших дней, такими как военно-инженерный корпус, например , Инженерный корпус армии США ).

Древняя эпоха [ править ]

В зиккураты из Месопотамии , что пирамиды и Фарос в Александрии в Древнем Египте , городов цивилизации долины Инда , на Акрополь и Парфенон в Древней Греции , в водопроводы , Via Appia и Колизей в Римской империи , Теотиуакан , города и пирамиды из Империи майя , инков и ацтеков , а также Великая китайская стена, среди многих других, являются свидетельством изобретательности и мастерства древних гражданских и военных инженеров.

Шесть классических простых машин были известны на древнем Ближнем Востоке . Клин и наклонная плоскость (рампа) были известны с доисторических времен. [4] колесо , вместе с колесом и осью механизма, был изобретен в Месопотамии (современный Ирак) в течение 5 - го тыс . До н.э. [5] рычаг механизм впервые появился около 5000 лет назад в Ближнем Востоке , где она была использована в простом масштабе баланса , [6] и перемещать большие объекты в древнеегипетской технологии .[7] Рычаг также использовался вводоподъемном устройстве shadoof , первой крановой машине, которая появилась в Месопотамии около 3000 г. до н.э. [6], а затем в древнеегипетских технологиях около 2000 г. до н.э. [8] Самые ранние свидетельства использования шкивов относятся к Месопотамии в начале 2-го тысячелетия до нашей эры [9] и древнему Египту во времена Двенадцатой династии (1991–1802 гг. До н.э.). [10] винт , последний из простых машинкоторые будут изобретены, [11] впервые появился в Месопотамии во время нео-ассирийского периода (911-609) до н.[12] В египетские пирамиды были построеныиспользованием трех из шести простых машин, наклонной плоскости, клин, и рычаг, чтобы создать структурыкак в Великой Пирамиды в Гизе . [13]

Самый ранний архитектор, известный по имени - Имхотеп . [3] В качестве одного из должностных лиц фараона , Джосера , он , вероятно , разработан и руководил строительством пирамиды Джосера (а ступенчатая пирамида ) в Саккаре в Египте около 2630 - 2611 до н.э. . [14] Он, возможно, также был ответственен за первое известное использование колонн в архитектуре . [15]

Куш разработал сакию в 4 веке до нашей эры, которая полагалась на силу животных, а не на энергию человека. [16] Водохранилища в виде хафиров были разработаны в Куше для увеличения орошения. [17] Саперы использовались для строительства дамб во время военных кампаний. [18] Предки кушитов построили монастыри между 3700 и 3250 годами до нашей эры. [19] Bloomeries и доменные печи также были созданы во время меройского периода . [20] [21] [22] [23]

Самые первые практические водные машины, водяное колесо и водяная мельница , впервые появились в Персидской империи , на территории нынешних Ирака и Ирана, к началу 4 века до нашей эры. [24]

Древняя Греция разрабатывала машины как в гражданской, так и в военной сфере. Механизм Antikythera , ранние известная модель механических АВМ , и механические изобретения из Архимеда , являются примерами греческого машиностроения. Некоторые изобретения Архимеда, а также механизм Antikythera, требовали глубоких знаний о дифференциальной передаче или планетарной передаче , двух ключевых принципах теории машин, которые помогли разработать зубчатые передачи промышленной революции и до сих пор широко используются в различных областях, таких как робототехника и автомобилестроение .[25]

Китайская и римская армии использовали сложные военные машины, включая баллисту и катапульту . В средние века был разработан Требушет .

Средневековье [ править ]

Первые практические ветряные машины, ветряные мельницы и ветряные насосы , впервые появились в мусульманском мире во время Золотого века ислама , на территории нынешних Иран, Афганистана и Пакистана, к 9 веку нашей эры. [26] [27] [28] [29] Самой ранней практической паровой машиной была паровая турбина с паровым домкратом , описанная в 1551 году Таки ад-Дином Мухаммадом ибн Маруфом в Османском Египте . [30] [31]

Хлопкоочистительный был изобретен в Индии в 6 веке н.э., [32] и вращающееся колесо было изобретено в исламском мире в начале 11 - го века, [33] оба из которых имеют основополагающее значение для роста хлопчатобумажной промышленности . Прялка также была предшественницей прялки Дженни , которая была ключевым событием во время ранней промышленной революции 18 века. [34] коленчатый вал и распределительный вал были изобретены Аль-Джазари в Северной Месопотамии около 1206, [35] [36][37] и позже они стали центральными в современном оборудовании, таком как паровой двигатель , двигатель внутреннего сгорания и автоматическое управление . [38]

Самые ранние программируемые машины были разработаны в мусульманском мире. Музыкальный секвенсор , программируемый музыкальный инструмент , был самым ранним типом программируемой машины. Первым музыкальным секвенсором был автоматизированный флейтист , изобретенный братьями Бану Муса , описанный в их Книге изобретательных устройств в 9 веке. [39] [40] В 1206 году Аль-Джазари изобрел программируемые автоматы / роботы . Он описал четырех музыкантов- автоматов , включая барабанщиков, управляемых программируемой драм-машиной., где их можно было заставить играть разные ритмы и разные паттерны ударных. [41] часы замка , A hydropowered механических астрономические часы изобретены Al-Джазари, был первым программируемым аналоговым компьютером . [42] [43] [44]

Аль-Джазари построил пять машин для перекачивания воды для королей турецкой династии Артукидов и их дворцов . Помимо более чем 50 оригинальных механических устройств, Аль-Джазари также разработал и внедрил инновации в сегментные шестерни, механическое управление, спусковые механизмы, часы, робототехнику и протоколы для методов проектирования и производства.

Европейский ренессанс [ править ]

Первая паровая машина была построена в 1698 году инженером-механиком Томасом Савери . Разработка этого устройства привела к промышленной революции в ближайшие десятилетия, положив начало массовому производству .

С появлением инженерной профессии в 18 веке этот термин стал более узко применяться к областям, в которых для этих целей применялись математика и естественные науки. Точно так же, помимо военного и гражданского строительства, в инженерное дело вошли области, известные тогда как механика .

Следующие изображения представляют собой образцы из колоды карт, иллюстрирующих инженерные инструменты в Англии в 1702 году. Они иллюстрируют ряд инженерных специальностей, которые в конечном итоге стали известны как гражданское строительство , машиностроение , геодезия и геоматика и так далее.

На каждой карточке есть подпись, объясняющая назначение инструмента:

  • Четверка сердец: морской квадрант

  • Девять бриллиантов: Дьялы (циферблаты)

  • Шесть бубен: Циркумферент

  • Восемь бриллиантов: Компас

  • Король пик: Сферы

  • Червовый валет: геодезическое колесо и цепи

  • Пиковый валет: Ливелл

  • Один из бриллиантов: математические инструменты

  • Бубновая королева: проекции сферы

  • Пиковая дама: астрономический квадрант

  • Тройка бубен: Калибр (калибры)

  • Две булавы: Теодолет и полукруг

Современная эпоха [ править ]

Изобретения Томаса Савери и шотландского инженера Джеймса Ватта положили начало современному машиностроению . Развитие специализированных машин и инструментов для их обслуживания во время промышленной революции привело к быстрому росту машиностроения как в Великобритании, так и за рубежом. [3]

Дисциплина « Электротехника» была сформирована экспериментами Алессандро Вольта в 19 ​​веке, экспериментами Майкла Фарадея , Георга Ома и других и изобретением электродвигателя в 1872 году. Электротехника стала профессией в конце 19 века. Практики создали глобальную сеть электрического телеграфа, и первые институты электротехники, поддерживающие новую дисциплину, были основаны в Великобритании и США. Хотя невозможно точно определить первого инженера-электрика, Фрэнсиса Рональдса.впереди всех, кто создал первую работающую электрическую телеграфную систему в 1816 году и задокументировал свое видение того, как можно преобразовать мир с помощью электричества. [45] [46]

Работа Джеймса Максвелла и Генриха Герца в конце 19 века дала начало области электроники . Более поздние изобретения вакуумной лампы и транзистора еще больше ускорили развитие электроники до такой степени, что инженеры-электрики и электронщики в настоящее время превосходят по численности своих коллег по любой другой инженерной специальности. [3]

Химическая инженерия , как и ее аналог машиностроения, развивалась в 19 веке во время промышленной революции . [3] Промышленное производство требовало новых материалов и новых процессов, и к 1880 году потребность в крупномасштабном производстве химикатов была такова, что была создана новая промышленность, посвященная разработке и крупномасштабному производству химикатов на новых промышленных предприятиях. [3] Роль инженера-химика заключалась в проектировании этих химических заводов и процессов. [3]

Авиационная инженерия занимается проектированием самолетов, в то время как аэрокосмическая инженерия - это более современный термин, который расширяет сферу охвата дисциплины, включая дизайн космических аппаратов . [47] Его происхождение можно проследить до пионеров авиации на рубеже 20-го века, хотя работы сэра Джорджа Кэли недавно были датированы последним десятилетием 18-го века. Ранние знания в области авиационной техники были в основном эмпирическими с некоторыми концепциями и навыками, заимствованными из других областей техники. [48] Всего через десять лет после успешных полетов братьев Райт, в 1920-е годы произошло широкое развитие авиационной техники за счет разработки военных самолетов времен Первой мировой войны . Между тем, исследования по фундаментальной науке продолжались, сочетая теоретическую физику с экспериментами.

Первый доктор технических наук (технически, прикладных наук и инженерии ), присужденный в Соединенных Штатах, получил Уиллард Гиббс в Йельском университете в 1863 году; это также был второй доктор наук, присужденный в США [49].

В 1990 году, с развитием компьютерных технологий, первая поисковая машина была построена компьютерным инженером Аланом Эмтаджем .

См. Также [ править ]

  • Хронология исторических изобретений
  • История женщин в инженерии
  • История химического машиностроения
  • История электротехники
  • История строительной инженерии

Ссылки [ править ]

  1. ^ Оксфордский словарь английского языка
  2. ^ Происхождение: 1250–1300; ME engin <AF особенно умственная сила, следовательно, умное изобретение, экв. к in- + -genium, экв. к рождению; Источник: Несокращенный словарь Random House, © Random House, Inc., 2006.
  3. ^ a b c d e f g Определение Совета инженеров по профессиональному развитию в Encyclopædia Britannica (включает статью Britannica по инженерии)
  4. ^ Мури, Питер Роджер Стюарт (1999). Древние месопотамские материалы и промышленность: археологические свидетельства . Айзенбраунс . ISBN 9781575060422.
  5. ^ DT Поттс (2012). Товарищ по археологии древнего Ближнего Востока . п. 285.
  6. ^ a b Paipetis, SA; Чеккарелли, Марко (2010). Гений Архимеда - 23 Столетия влияние на математику, естественные науки и техники: Труды международной конференции , состоявшейся в Сиракузах, Италия, 8-10 июня 2010 года . Springer Science & Business Media . п. 416. ISBN 9789048190911.
  7. ^ Кларк, Сомерс; Энгельбах, Реджинальд (1990). Древнеегипетское строительство и архитектура . Курьерская корпорация . С. 86–90. ISBN 9780486264851.
  8. ^ Файелла, Graham (2006). Технология Месопотамии . Издательская группа Rosen . п. 27. ISBN 9781404205604.
  9. ^ Мури, Питер Роджер Стюарт (1999). Древние месопотамские материалы и промышленность: археологические свидетельства . Айзенбраунс . п. 4 . ISBN 9781575060422.
  10. ^ Арнольд, Дитер (1991). Строительство в Египте: каменная кладка фараонов . Издательство Оксфордского университета. п. 71. ISBN 9780195113747.
  11. ^ Вудс, Майкл; Мэри Б. Вудс (2000). Древние машины: от клинья до водяных колес . США: Книги двадцать первого века. п. 58. ISBN 0-8225-2994-7.
  12. ^ Мури, Питер Роджер Стюарт (1999). Древние месопотамские материалы и промышленность: археологические свидетельства . Айзенбраунс . п. 4 . ISBN 9781575060422.
  13. ^ Вуд, Майкл (2000). Древние машины: от ворчания до граффити . Миннеаполис, Миннесота: Runestone Press. С.  35, 36 . ISBN 0-8225-2996-3.
  14. ↑ Кемп, Барри Дж. (7 мая 2007 г.). Древний Египет: анатомия цивилизации . Рутледж . п. 159. ISBN. 9781134563883.
  15. ^ Бейкер, Розали; Бейкер, Чарльз (2001). Древние египтяне: люди пирамид . Издательство Оксфордского университета. п. 23 . ISBN 978-0195122213.
  16. ^ Г. Мохтар (1981-01-01). Древние цивилизации Африки . ЮНЕСКО. Международный научный комитет по составлению Всеобщей истории Африки. п. 309. ISBN. 9780435948054. Проверено 19 июня 2012 г. - через Books.google.com.
  17. ^ Фриц Хинтце, Куш XI; С. 222-224.
  18. ^ "Осадные войны в Древнем Египте" . Тур по Египту . Дата обращения 23 мая 2020 .
  19. ^ Бьянки, Роберт Стивен (2004). Повседневная жизнь нубийцев . Издательская группа "Гринвуд". п. 227. ISBN. 978-0-313-32501-4.
  20. ^ Хамфрис, Джейн; Чарльтон, Майкл Ф .; Кин, Джейк; Саудер, Ли; Альшишани, Фарид (2018). «Выплавка железа в Судане: экспериментальная археология в королевском городе Мероэ» . Журнал полевой археологии . 43 (5): 399. DOI : 10,1080 / 00934690.2018.1479085 . ISSN 0093-4690 . 
  21. ^ Коллинз, Роберт О.; Бернс, Джеймс М. (8 февраля 2007 г.). История Африки к югу от Сахары . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521867467 - через Google Книги.
  22. ↑ Эдвардс, Дэвид Н. (29 июля 2004 г.). Нубийское прошлое: археология Судана . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9780203482766 - через Google Книги.
  23. ^ Humphris J Чарльтон MF, Keen J, L Sauder, Alshishani F (июнь 2018). «Выплавка железа в Судане: экспериментальная археология в королевском городе Мероэ» . Журнал полевой археологии . 43 (5): 399–416. DOI : 10.1080 / 00934690.2018.1479085 .
  24. ^ Селин, Helaine (2013). Энциклопедия истории науки, техники и медицины в незападных культурах . Springer Science & Business Media . п. 282. ISBN. 9789401714167.
  25. ^ Райт, М. Т. (2005). «Эпициклическая передача и антикиферский механизм, часть 2». Антикварное часовое дело . 29 (1 (сентябрь 2005 г.)): 54–60.
  26. ^ Ахмад Y Хассан , Дональд Рутледж Хилл (1986). Исламские технологии: иллюстрированная история , стр. 54. Cambridge University Press . ISBN 0-521-42239-6 . 
  27. ^ Лукас, Адам (2006), Ветер, Вода, Работа: Древние и средневековые технологии фрезерования , издательство Brill Publishers, стр. 65, ISBN 90-04-14649-0
  28. ^ Элдридж, Фрэнк (1980). Ветряные машины (2-е изд.). Нью-Йорк: Litton Educational Publishing, Inc., стр. 15 . ISBN 0-442-26134-9.
  29. ^ Шеперд, Уильям (2011). Производство электроэнергии с использованием энергии ветра (1-е изд.). Сингапур: World Scientific Publishing Co. Pte. ООО п. 4. ISBN 978-981-4304-13-9.
  30. ^ Таки ад-Дин и паровой турбины Во- первых, 1551 AD архивации 2008-02-18 в Wayback Machine , вебстраницы, доступ на линии 23 октября 2009; эта веб-страница относится к Ahmad Y Hassan (1976), Taqi al-Din and Arabic Mechanical Engineering , стр. 34-5, Институт истории арабской науки, Университет Алеппо .
  31. ^ Ахмад Ю. Хасан (1976), Таки ад-Дин и арабское машиностроение , стр. 34-35, Институт истории арабской науки, Университет Алеппо
  32. ^ Lakwete Ангела (2003). Изобретая хлопковый джин: машина и миф в довоенной Америке . Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса. С. 1–6. ISBN 9780801873942.
  33. ^ Пейси, Арнольд (1991) [1990]. Технологии в мировой цивилизации: тысячелетняя история (первое издание MIT Press в мягкой обложке). Кембридж, Массачусетс: MIT Press. С. 23–24.
  34. ^ Žmolek, Майкл Эндрю (2013). Переосмысление промышленной революции: пять веков перехода от аграрного к промышленному капитализму в Англии . БРИЛЛ. п. 328. ISBN 9789004251793. Вращающаяся Дженни была в основном адаптацией своего предшественника - прялки.
  35. ↑ Бану Муса (авторы), Дональд Рутледж Хилл (переводчик) (1979), Книга гениальных устройств (Китаб аль-Чиял) , Springer , стр. 23–4, ISBN 90-277-0833-9
  36. ^ Салли Ganchy, Сара Ганчер (2009), ислам и наука, медицина и технологии , The Rosen Publishing Group, стр. 41 , ISBN 978-1-4358-5066-8
  37. ^ Жорж Ифра (2001). Всеобщая история вычислений: от Abacus до Quatum Computer , стр. 171, Пер. EF Harding, John Wiley & Sons, Inc. (см. [1] )
  38. ^ Хилл, Дональд (1998). Исследования средневековых исламских технологий: от Филона до Аль-Джазари, от Александрии до Дияр Бакра . Ashgate. С. 231–232. ISBN 978-0-86078-606-1.
  39. ^ Koetsier, Теун (2001), "О предыстории программируемых машин: музыкальные автоматы, ткацкие станки, калькуляторы", механизм и теория машина , Elsevier, 36 (5): 589-603, DOI : 10.1016 / S0094-114X (01) 00005-2 .
  40. ^ Капур, Аджай; Карнеги, Дейл; Мерфи, Джим; Лонг, Джейсон (2017). «Громкоговорители по желанию: история электроакустической музыки без громкоговорителей» . Организованный звук . Издательство Кембриджского университета . 22 (2): 195–205. DOI : 10.1017 / S1355771817000103 . ISSN 1355-7718 . 
  41. ^ Профессор Ноэль Шарки, Программируемый робот 13-го века (Архив) , Университет Шеффилда .
  42. ^ «Эпизод 11: Древние роботы» , Ancient Discoveries , History Channel , получено 6 сентября 2008 г.
  43. ^ Ховард Р. Тернер (1997), Наука в средневековом исламе: иллюстрированное введение , стр. 184, Техасский университет Press , ISBN 0-292-78149-0 
  44. ↑ Дональд Рутледж Хилл , «Машиностроение на Средневековом Ближнем Востоке», Scientific American , май 1991 г., стр. 64–9 ( см. Дональд Рутледж Хилл , Машиностроение )
  45. ^ Ronalds, BF (2016). Сэр Фрэнсис Рональдс: отец электрического телеграфа . Лондон: Imperial College Press. ISBN 978-1-78326-917-4.
  46. ^ Ronalds, BF (июль 2016). «Фрэнсис Рональдс (1788-1873): первый инженер-электрик?». Труды IEEE . DOI : 10.1109 / JPROC.2016.2571358 . S2CID 20662894 . 
  47. ^ Имперский колледж в Лондоне, Англия : Изучение инженерного дела в Имперском: инженерные курсы предлагаются по пяти основным направлениям инженерии: авиационной, химической, гражданской, электрической и механической. Есть также курсы по информатике, разработке программного обеспечения, инженерии информационных систем, материаловедению и инженерии, горному делу и нефтяной инженерии.
  48. ^ Ван Эвери, Кермит Э. (1986). «Авиационная техника». Энциклопедия Американа . 1 . Grolier Incorporated. п. 226.
  49. ^ Уиллер, Линд, Фелпс (1951). Джозайя Уиллард Гиббс - История великого разума . Ox Bow Press. ISBN 1-881987-11-6.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Бикс, Эми Сью. Girls Coming to Tech !: История инженерного образования женщин в Америке (MIT Press, 2014)
  • Хилл, Дональд. История инженерной мысли в классические и средневековые времена (Routledge, 2013), о греках, римлянах, византийцах и арабах.
  • Лоутон, Брайан, изд. Ранняя история машиностроения - Vol. 1 (2004 г.) онлайн ; том 2 (2004) онлайн
  • Рэй, Джон и Руди Вольти. Инженер по истории (2001) онлайн
  • Родос, Эдвард, изд. Engineering America: The Rise of the American Professional Class, 1838–1920 (Вашингтон: Westphalia Press, 2014) 142 стр.
  • Смит, Эдгар К. Краткая история военно-морского и морского машиностроения (Cambridge University Press, 2013)
  • Ашер, Эбботт Пейсон. История механических изобретений (2-е изд. 1954), 450 стр. Онлайн-обзор

Внешние ссылки [ править ]

  • История инженерии в Миннесотском университете