Оптический телеграф кулибина доклад
Обновлено: 12.05.2024
Но в сегодняшнем рассказе мы не будем обсуждать современные технологии, как и не будем углубляться в далёкое прошлое. Сегодня мы поговорим про такое интересное изобретение, как оптический телеграф .
Поклонники Александра Дюма конечно же вспомнят его знаменитейший роман "Граф Монте-Кристо", в котором автор упоминает про это изобретение. А так же припомнят про баг в телеграфе, который устроил граф, подкупив одного из операторов башни телеграфа. В результате депеша, переданная телеграфом была искажена, что привело к панике на финансовой бирже. И в результате этой паники барон Данглар потерял миллион. Но сейчас не об этом.
Так что-же такое оптический телеграф? Это устройство для передачи информации на дальние расстояния при помощи световых сигналов.
В оптических телеграфах для передачи информации использовались либо огни, либо специальные механизмы с подвижными частями, которые представляли из себя линейки и круги. Их было видно на большом расстоянии. Главным изобретателем оптического телеграфа с подвижными частями считается английский естествоиспытатель Роберт Гук. В 1684 году он впервые продемонстрировал свой сигнальный аппарат.
Позже, в 1702 году, оптический телеграф с подвижными планками показал французский механик и физик Гийом Амонтон.
Изобретения Гука и Амонтона были лишь зарождением оптического телеграфа.
Оптический телеграф активно применяли до середины 19 века. Главным недостатком этого вида связи была зависимость от погоды. Депешы нельзя было передать при сильном ливне или тумане.
В 1798 году, в Испании был построен первый международный оптический телеграф . Он соединял Кадис и Мадрид. Его строительством руководил испанский учёный Августин Бетанкур . Он применил собственную систему оптической связи, которую признали лучшей в Европе.
А что же в России?
А в России, в 1794 году изобретатель Иван Кулибин построил прибор, который назвал "дальнеизвещающая машина". Это был семафор, в котором использовались зеркала, а также фонари с отражающими зеркалами, которые изобрёл лично Кулибин.
Такой оптический телеграф можно было использовать ночью, и даже при лёгком тумане. Кулибин использовал французскую раму семафора, но с оригинальным приводным механизмом. При этом был применён упрощённый код. Этот код сводился в таблицу, которая ускоряла передачу и расшифровку депеш.
Кулибинский оптический телеграф был встречен с восторгом, вот только денег на постройку линии в Академии Наук не нашлось. В результате "дальнеизвещающую машину" законсервировали, и сдали в Кунсткамеру. Господа учёные, вам это знакомо?
В 1808 в Россию переехал Августин Бетанкур. Возможно это стало толчком к постройке в Петербурге первого оптического телеграфа в России. В 1824 году было завершено строительство первой линии. Она соединяла Петербург и Шлиссельбург. На этой линии применяли систему Бетанкура. В 1833 построили вторую линию между Петербургом и Кронштадтом. В 1835 были сооружены сразу две линии: Петербург - Царское Село и Петербург - Гатчина.
В 1839 году началось строительство самой длинной в мире линии оптического телеграфа. Этот телеграф соединял Петербург и Варшаву. Его длина была 1200 километров! На линии применялось 149 станций-башен высотой 15-17 метров. На данном оптическом телеграфе применялись зеркала и светильники. Что бы передать 45 сигналов, в хорошую погоду требовалось 22 минуты. Своё начало данный оптический телеграф брал в Зимнем дворце.
Воспользоватся оптическим телеграфом могли обычные люди. Вот только стоило это очень дорого, и поэтому горожане практически не пользовались данным видом связи.
В середине 19 века повсеместно стал использоваться электрический телеграф, и оптический телеграф стал не нужен.
езадолго до своей кончины Екатерина захотела, чтобы Кулибин занялся устройством оптического телеграфа. В реестре технических изобретений по этому поводу Кулибиным занесено:
Еще у галлов и персов были рупоры, которыми с поста на пост передавали известия громким голосом. Огневую ночную передачу осуществляли китайцы вдоль Великой стены. Древние греки применяли систему зажженных костров. Посредством такой сигнализации у Эсхила Агамемнон получает известие о падении Трои. Ученые высказывают мысль, что библейская Вавилонская башня предназначалась для того же.
Семафор был устроен так: длинная рейка в 4 метра длиною, вращаясь на оси, занимала одно из четырех положений — вертикальное, горизонтальное, наклонное в одну сторону, наклонное в другую сторону. К обоим концам длинной рейки приделаны были короткие, по метру длины. Эти могли занимать каждая одно из восьми положений по отношению к длинной рейке, образуя в совокупности 196 разных сигналов.
Не сразу признали Шаппа, несмотря на удачные опыты. Революция помогла. Депутат доказал конвенту важность изобретения Шаппа. Сами члены конвента были на постах и принимали депеши. После этого был построен телеграф от Парижа до Лилля. Аббат Шапп получил от конвента звание первого телеграфного инженера в мире.
В 1805 году Наполеон декретировал постройку линии Париж — Милан. Теперь во главе телеграфной администрации стояли братья Шапп, без самого изобретателя. Сам Клод не перенес клеветы завистников, нагло оспаривавших у него изобретение, и бросился в колодец.
Секретный шифр братьев Шапп заключал в себе 92 страницы под номерами, и на каждой было 92 слова, тоже занумерованных. Шифр вмещал всего 8460 слов. Семафор на телеграфе сигнализировал сперва номер страницы, потом слова на ней. Вскоре система Шаппа была введена почти во всех культурных странах Европы.
Для составления комбинаций телеграфных знаков он использовал, так же как Шапп, конструкцию из трех досок: одной длинной и двух коротких. Приводная же конструкция для перемещения частей аппарата разработана Кулибиным совершенно самостоятельно, очень просто, остроумно и изящно.
Но проектом кулибинского телеграфа даже никто не интересовался, и сдали его в архив как курьезную игрушку.
Царское правительство вняло просьбам льстивого иностранца. С Шато заключили соглашение. Это случилось в 1835 году. Тогда он соединил Петербург с Гатчиной и Царским Селом. Потом была соединена столица России с Варшавой.
Кулибин же, который имел изобретение лучше, чем иностранное, не добился, чтобы его изобретение хотя бы рассмотрели. В архивах не сохранилось даже полного комплекта его чертежей.
Подводный беспроволочный телеграф
Подводный беспроволочный телеграф Проходили недели, и взаимопонимание между нами все улучшалось. Я понимал, что нахожусь на пути общения между видами, полностью отличающемся от путей традиционных. То есть путь этот отклонялся от любого определения или возможного
Глава 12. ОПТИЧЕСКИЙ ТЕЛЕГРАФ
Глава 12. ОПТИЧЕСКИЙ ТЕЛЕГРАФ Кулибина за его изобретения избрали в 1792 году членом Вольного экономического общества. Это общество было основано в 1765 году и считалось одним из старейших научных обществ. Членами его были многие ученые. Вольное экономическое общество
Беспроволочный телеграф
Беспроволочный телеграф И вот я опять спускаюсь в глубины своей памяти, как бы переходя из слоя в слой времени. Папа явился поздно, когда я уже лежал в кроватке, закрыв глаза и делая вид, что сплю. Мама ожидала папу в столовой, облокотясь на круглый обеденный стол, и читала
VIII Самокатка и оптический телеграф
ТЕЛЕГРАФ БРЕГЕ—БЕТАНКУРА
ТЕЛЕГРАФ БРЕГЕ—БЕТАНКУРА В 1790 году Бетанкур, уже вместе с Бреге, предложил новую конструкцию телеграфа, суть её заключалась в следующем: «Механизм для передачи сигналов состоял из вертикальной мачты, на вершине которой вращалась стрела, приводимая в движение лебедкой.
БОРЬБА ЗА ОПТИЧЕСКИЙ ТЕЛЕГРАФ
БОРЬБА ЗА ОПТИЧЕСКИЙ ТЕЛЕГРАФ Бреге и Бетанкур считали, что их телеграф значительно лучше, чем представленный французскому правительству Шаппом. К началу ноября 1796 года они закончили отчёт, с которым 13 ноября ознакомили некоторых представителей Директории, подкрепив
Глава IV. Атлантический телеграф и последняя телеграмма
Глава IV. Атлантический телеграф и последняя телеграмма Открытие гуттаперчи. – Ее значение в телеграфном деле. – Атлантический телеграф. – Первые опыты. – Ньюфаундлендский кабель. – Сайрус Фильд основывает общество Атлантического телеграфа. – Участие в нем Морзе. –
Телеграф, трансформатор и электрический мотор Генри
Телеграф, трансформатор и электрический мотор Генри Итак, Генри установил, что как только в проводнике возникает напряжение, устремившийся ток создает на какое-то мгновение увеличивающееся магнитное поле. В любом проводнике, помещенном в это изменяющееся магнитное
Телеграф в каждом селении к 1850 году
Физическое общество. Электрический телеграф
Физическое общество. Электрический телеграф Там, где река Шпрее служит естественной границей Берлина, располагались королевские артиллерийские мастерские – место службы лейтенанта Сименса. Как и раньше, так и теперь в Берлине, где солдата поджидают по вечерам самые
27 апреля. Родился Сэмюэл Морзе (1791) Нерусский телеграф
27 апреля. Родился Сэмюэл Морзе (1791) Нерусский телеграф Сэмюэл Морзе — выдающийся американский живописец, изобретатель электрического телеграфа и соответствующей азбуки, а также наиболее наглядный символ американской мечты. Рассмотрим вкратце, чем она отличается от
Оптический телеграф
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Но нет ничего быстрее света! Наиболее популярным способом сообщить что-то значимое в соседние селения были костры. Костры жгли в Древней Греции, на башнях Великой китайской стены, на Руси. В совершенстве владели искусством костра индейцы Северной Америки, которые обучались данному мастерству у колдунов и могли считаться полноправными членами сообщества лишь при обладании нужными знаниями. Дымовой код имел обширные возможности. Придавая клубам дыма определенный цвет и форму, индейцы могли передавать различные сведения – предупредить о военном вторжении, информировать о количестве врагов и месте их расположения, договориться о подмоге. Для варьирования густоты и цвета дыма использовали разное сырье – сухая трава и тонкий хворост создавали полупрозрачную светлую завесу. Для получения темного и густого дыма применяли минералы, мокрую древесину, кости животных, ткань (рис. 1).
Однако такие примитивные сигнальные системы были ненадежны и не всегда достигали цели. А с развитием общества потребности в быстрой, надежной и дальней связи все возрастали.
Конец XVIII века, еще нет в мире ни электрического телеграфа, ни телефона, ни радио. Но правители и политики, торговцы и промышленники, военные – все требуют от почты – быстрее! Еще быстрее и дальше!
2. Первые разработки Роберта Гука
В оптических телеграфах Гука условные знаки передавались не с помощью световых источников и их лучей, посылаемых с одного места в другое, а посредством особых механизмов с некоторыми подвижными частями в виде линеек или кругов, видимых с дальнего расстояния. В основе устройства лежало свойство света отражаться от гладких поверхностей и прямолинейно распространяться в однородной среде.
3. Оптический телеграф Шаппа
Телеграф Гука был не очень удобен в использовании и поэтому не получил широкого применения. Прорыв в области связи сделал механик из Франции Клод Шапп.
Идея такого телеграфа родилась у Шаппа еще в детском возрасте, когда он жил в провинции и обучался в духовной семинарии. Чтобы переговариваться со своими братьями, жившими неподалеку, он соорудил на крыше устройство, состоящее из деревянной, вращающейся на оси перекладины, на концах которой были укреплены две другие планки, также имевшие возможность поворачиваться. Придавая перекладине и планкам различные положения можно было, используя соответствующую азбуку, передавать буквы или слова.
В 1792 году братьями Шапп было представлено устройство под названием семафор (передающий знаки). Он представлял собой шест с подвижными поперечинами, которые управлялись при помощи тросов специальными операторами. Семафоры устанавливались на башни, а в башне должны были сидеть операторы связи (рис. 3).
Первая линия таких телеграфов была устроена в 1794 году из Парижа в Лилль, и первое извещение на ней было получено Карно о взятии французами 1 сентября 1794 года города Конде у австрийцев. На протяжении 225 км были устроены 22 станции, то есть башни с шестами и подвижными планками. Для передачи одного знака требовалось при этом 2 мин. Вскоре появились другие линии телеграфа. Важную информацию от Парижа до Бреста можно было доставить за 7 минут!
Три подвижные планки могли принимать 196 положений, каждому из которых соответствовали буква, цифра или слово (рис. 4).
Спустя два года телеграф завоевал популярность в Европе, началось активное строительство линий связи. Телеграфные башни надо было ставить каждые 15 км, а после усовершенствования приема сигнала – каждые 30 км. Считается, что Наполеон одержал ряд побед благодаря новому изобретению. Передача приказов между крупными городами составляла 10 минут.
Основным недостатком телеграфа Шаппа являлась сильная зависимость от погоды и невозможность работать ночью. Но в отличие от маяков, этот вид связи не потреблял топливо.
Французское изобретение довольно быстро пришлось по душе людям и прижилось во многих странах Европы, Азии и Америки. Первая телеграфная линия открылась в 1778 году. Она соединила города Париж, Страсбург и Брест. Уже в 1795 году начинается строительство сетей оптического телеграфа в Испании и Италии. Обзавелись семафорными линиями и Англия, Швеция, Индия, Египет, Пруссия.
4. Оптический телеграф в России
Российскими исследователями в период царствования Екатерины II также проводились работы над усовершенствованием способов передачи информации. В 1794 году Кулибин Иван Петрович сконструировал свой телеграф. Изобретение конструктивно состояло их трех свободно закрепленных на оси планок из дерева, которые посредствам работы блоков и веревок могли устанавливаться в различные положения друг к другу (рис. 5).
Принцип действия этого телеграфа мало чем отличался от аппарата Шаппа, но, в отличие от французского аналога, русским ученым была придумана своя оригинальная система шифрования отдельных слогов, а не слов. Эта машина могла работать в разное время суток и при слабом тумане, на ней были установлены зеркала и фонарь с отражающими зеркалами. Однако, при своем явном потенциале, Российская Академия наук оставила изобретение Кулибина без особого внимания.
Проблема заключалась не в косности русской правящей элиты и чиновников, но в том, что в конце XVIII – XIX вв. русское общество еще не нуждалось в скоростных методах передачи информации. В условиях феодальной модернизации государственные и военные потребности в информационном обеспечении удовлетворялись вполне традиционными методами – почтой и фельдсвязью.
Тем не менее, в 1824 году в России появилась первая линия оптического телеграфа, соединившая Санкт-Петербург и Шлиссербург по системе генерал-майора Козена. Ее длина составляла 60 км и основным назначением телеграфа было – передача информации о движении судов на Ладожском озере. Прослужила эта телеграфная линия до 1836 года.
В 1833 году Шато построил линию оптического телеграфа Зимний дворец – Стрельна – Ораниенбаум – Кронштадт. Она очень хорошо себя зарекомендовала, что послужило поводом для строительства телеграфных линий системы Шато по другим направлениям. В 1835 году построена линия Зимний дворец – Царское село – Гатчина.
А на рис. 9 современный вид Зимнего дворца с сохранившейся шестигранной башенкой.
Оптические телеграфы сыграли большую роль в развитии отечественной телеграфии. Был накоплен бесценный опыт по эксплуатации протяженных линий для скоростных передач шифрованной и открытой информации. Открыта первая школа сигналистов, которая позже была реорганизована в телеграфную школу. На станциях оптических телеграфов готовились первые кадры работников нового вида скоростной связи. Не случайно, на станциях электромагнитных телеграфов, тех специалистов, которые работали на аппаратах Морзе, долгое время именовали не телеграфистами, а старшими и младшими сигналистами. Термин телеграфист утверждается в отечественной электросвязи только в 1870 гг.
Оптический телеграф Шаппа существовал в Европе примерно до 40-х годов XIX столетия. Им пользовались и появившиеся в 30-х годах первые железные дороги. Да и нынешние семафоры являются упрощенной разновидностью того же оптического телеграфа Шаппа. В первой четверти XIX века линии семафорного телеграфа имелись во многих европейских странах, а также в Америке, Алжире, Египте и в Индии. В европейских армиях усовершенствованные системы оптического телеграфа (гелиографы) применялись вплоть до начала прошлого столетия. В СССР они широко использовались на вооружении войск связи значительно дольше – до конца 1930 гг.
Уже к середине XIX века получают развитие системы электрических телеграфных сетей. В связи с этим, оптический телеграф потерял свою актуальность. Но, хотя лидирующее место в мировой системе связи было занято другими, он нашел себе неожиданное применение. Оптический семафор на флоте и сейчас является одним из самых распространенных видов связи. Используется до сих пор железнодорожный семафор со своей собственной системой знаков световых сигналов. И, конечно же, вспомним о светофорах на автомобильных дорогах, работу которых наблюдаем каждый день.
21 апреля 1735 года родился механик-самоучка Иван Петрович Кулибин — знаменитый русский изобретатель и техник-новатор, основоположник отечественной технологии производства оптического стекла, создатель новых мостовых конструкций.
Не получив систематического образования, мастерством механика Иван Кулибин овладевал самостоятельно, читая популярные петербургские научно-технические издания, в частности приложение к “Санкт-Петербургским ведомостям” и “Краткое руководство к познанию простых и сложных машин, сочиненное для употребления российского юношества” Г. В. Крафта.
Таланты будущего великого механика стали проявляться рано. В юношеском возрасте Иван Кулибин освоил слесарное, токарное и часовое дело. В 13 лет он создал гидравлическое устройство для налива воды в пруд и перекачки лишней жидкости из источника. Внедрение этого аппарата помогло нормализовать процесс размножения рыбы в пруду.
Постоянно изучая физику и математику, изобретатель совершенствовал своё мастерство. В 1764–1766 годах Кулибин работал над громадными телескопами и электрической машиной. Не будучи знакомым даже с азами профессии шлифовальщика, своим умом он дошёл до определения фокусных расстояний. Своими руками собрал станок для шлифовки и полировки линз и зеркал. За два года Кулибин смастерил два телескопа и один микроскоп. В телескопы "видна была Балахна весьма близко, хотя и с темнотой, но чисто". (Город Балахна находился в 32 километрах от Нижнего Новгорода, так что увеличение кулибинских телескопов было довольно большим). Он разработал новые способы шлифовки стёкол для изготовления микроскопов, телескопов и других оптических приборов. Кулибин продолжал уделять особое внимание изучению и конструированию часовых механизмов.
Впечатляет перечень изобретений Ивана Петровича Кулибина в петербургский период его жизни: проекты мостов, разнообразные приборы, паровые машины, фейерверки, лифты, знаменитый “кулибинский фонарь”, электрические машины, протезы и многое другое. Целый ряд его технических решений намного опередили свое время.
И. П. Кулибин - символ русского изобретательства, не только вызывал восхищение современников, но и оставил потомкам удивительные приборы и оригинальные научные идеи.
Предлагаем Вашему вниманию обзор, посвященный главным изобретениям знаменитого русского изобретателя - Ивана Петровича Кулибина.
Изобретения Ивана Петровича Кулибина
Золотые механические часы
В 1769 году Иван Кулибин преподнес Екатерине II часы в форме яйца, над которыми работал несколько лет.
В корпусе размером с гусиное яйцо помещались крошечный театр-автомат, музыкальная шкала и сложнейший часовой механизм — всего 427 миниатюрных деталей. Каждый час створки часов распахивались под музыку, и внутри начиналось представление "Воскресение Христа", которое давали крошечные фигурки. Когда створки открывались, миниатюрный механический ангел отодвигал камень от Гроба Господня, стоящие с двух сторон от него стражники падали ниц, появлялись две мироносицы, и начинала играть музыка.
Одноарочный мост через Неву
В 70-х годах XVIII века Кулибин спроектировал деревянный одноарочный мост через Неву с длиной пролета 298 м (вместо 50-60 м, как строили в ту пору).
Одноарочное сооружение должно было упираться концами в берега Невы. На решение этой задачи изобретатель потратил больше десяти лет, за которые создал несколько проектов моста. Модель первого из них была изготовлена из связанных веревками липовых брусков и выдержала груз, в 15 раз превышающий ее собственный вес, но Академия наук проект забраковала.
Второй, улучшенный вариант моста предусматривал возведение пролета из шести самостоятельных решетчатых ферм. К 1774 году был разработан третий вариант проекта, в котором вес центральной части моста был значительно облегчен, а количество решеток увеличено. Он был признан оптимальным, и в мае следующего года началось строительство модели в масштабе 1:10, которое длилось до октября 1776 года. Комиссия Академии наук осмотрела модель и осталась очень довольна, работа Кулибина получила высокую оценку математика Леонарда Эйлера, а Екатерина II наградила Кулибина орденом святого Андрея Первозванного.
Модель 17 лет стояла во дворе Академии наук, после чего ее перенесли в сад Таврического дворца и поставили над каналом. Однако по непонятным причинам проект моста так и остался проектом.
Позднее неутомимый Иван Петрович занимался принципиально новым видом мостов – металлическим. Полностью технически обоснованные его проекты всё равно были отклонены.
Фонарь-прожектор со светоотражателями
" Кулибинский фонарь", как видно из приведенного текста, представлял собою прожектор особой конструкции, дающий, несмотря на слабый источник света (свеча), большой световой эффект.
Кулибин предназначал свой прожектор прежде всего для практических целей. Он изобрел фонари разной величины и силы; одни были удобны для освещения коридоров, больших мастерских, кораблей, были незаменимы для моряков, а другие — меньших размеров — годились для карет.
"Повозка-самокатка"
В 1784 году И. П. Кулибину пришла в голову идея создания повозки-самокатки, на осуществление которой у него ушло семь лет.
Конструкция "механической ноги"
Механическая нога, как назвал её сам Кулибин, имела форму человеческой ноги.
Протез был настолько хорош, что офицер Сергей Непейцын с этим протезом прошёл всю войну 1812 года, сражался в партизанских отрядах и потом брал Париж..
После войны 1812 года очень похожие механические протезы начали производить во Франции.
Первый в мире лифт
Водоход
Испытание второго варианта машины состоялось в Нижнем Новгороде только 22 года спустя в 1804 г. Водоход двигался очень медленно, со скоростью всего в одну версту в час, при этом за его движением постоянно должен был следить механик. В 1807 году появилась третья усовершенствованная версия судна, скорость которого должна была.
Однако, хотя испытания доказали пригодность и экономичность этой разновидности судна, изобретение не было использовано.
Оптический телеграф
Читайте также: