土木工程
重要的发展发生在土木工程在20世纪上半叶,虽然很少有引人注目的创新.先进的大规模建筑技术产生了许多壮观的建筑摩天大楼世界各地的桥梁和大坝,尤其是在美国.纽约市获得了其独特的天际线,建立在对钢框架和钢筋混凝土.在19世纪,砖和砖石的传统建筑方法在高达16层的办公大楼中已经达到了可行性的极限,而未来则是19世纪80年代在芝加哥开创的骨架框架或笼式建筑。的至关重要的随后出现的新高层建筑或摩天大楼的材料是大量的廉价钢材——用于柱子、横梁和桁架——以及高效的客运电梯。这些开发项目的可用性以及芝加哥和纽约等繁荣城市对越来越多的办公空间的需求导致了摩天大楼建设的热潮,这种热潮一直持续到1931年帝国大厦它的总高度为1250英尺(381米),共有102层楼高,达到了40年未超过的极限,并在1945年7月经受住了B-25轰炸机的撞击,只对建筑造成了轻微损坏,展示了其结构的强度。的大萧条从1932年起,摩天大楼的建造就停止了二战期间.
混凝土,尤其是混凝土钢筋混凝土(即围绕钢框架或钢网的混凝土)在后来的摩天大楼的建造中发挥了重要作用,这种材料也导致了建筑中更富有想象力的结构形式的引入和预制技术的发展。在桥梁和其他结构中使用大型混凝土构件是通过预应力技术实现的:通过在拉伸的钢丝周围浇筑混凝土,使其凝固,然后放松钢丝中的张力,就有可能在混凝土中产生压应力,抵消外部载荷施加的拉应力,这样构件就可以变得更强更轻。该技术尤其适用于桥梁建造。大跨度桥梁的建设受到挫折,然而,戏剧性的倒塌塔科马缩小(华盛顿)1940年,美国的悬索桥,建成4个月后。这导致了风对大型悬索桥荷载的影响的重新评估,并对后续设计进行了重大改进。大体积混凝土的使用产生了壮观的高拱坝,其中水的重量部分通过混凝土墙的曲线传递到桥台;这样的大坝不需要依赖大量的水资源不透水物质在常规重力或路堤大坝.
运输
20世纪的一些杰出成就是由运输历史。在大多数领域,蒸汽已经被淘汰权力在上个世纪,这一技术的地位超过了内燃机和电力。然而,蒸汽在海上运输中仍然保持着它的优势:蒸汽轮机为从19世纪开始的新一代大型远洋班轮提供了动力毛里塔尼亚1906年,这艘船的马力达到7万马力,航速达到27节(27海里,或50公里每小时)英国女王伊丽莎白该船于1938年下水,马力约20万马力,航速28.5节。然而,即使在这方面,来自大型柴油动力发动机的竞争也越来越激烈船只.大多数较小的船只采用这种推进形式,甚至蒸汽船也接受了燃油锅炉的便利,以取代笨重的带着大煤仓的燃煤燃烧器。
在陆地上,蒸汽充当了长期的后卫角色,但汽车的巨大普及使铁路失去了大量的客流量,迫使铁路改用柴油发动机或电力牵引来寻求经济效益,尽管这些发展在第二次世界大战爆发时还没有在欧洲广泛传播。与此同时,汽车刺激了惊人的生产壮举。亨利•福特率先采用流水线大规模生产;他取得了惊人的成功T型车“锡莉齐”号于1913年首次以这种方式生产,到1923年产量已上升到每年近200万辆。尽管其他国家也取得了类似的成功,但20世纪上半叶并不是一个技术进步很大的时期创新在汽车方面,它保留了19世纪最后十年赋予它的主要设计特征。对于所有的改进(例如,自动启动器)和众多的品种,这一时期汽车的主要事实是它的数量。
的飞机完全是20世纪的产物,不像汽车,它的发展与汽车密切相关。这并不是说飞行机器的实验在更早的时候就没有发生过。在整个19世纪,不再往前追溯,对空气动力学效应的研究是由发明家进行的,比如乔治·凯利爵士在英国,导致了滑翔机的成功飞行奥托利和其他人。一些设计师认为内燃机承诺提供轻便、紧凑的动力装置,这是动力飞行的先决条件,1903年12月17日,威尔伯和奥维尔·赖特传单我在杀魔鬼山北卡罗莱纳实现了持续、可控、有动力的飞行,这是航天历史上最伟大的“第一次”之一技术.的传单我是螺旋桨驱动的吗适应双翼滑翔机的莱特兄弟在前几年建造和学习飞行。他们设计了一套通过升力、方向舵和翘翼技术来控制飞机的系统,直到副翼的出现。几年后,兄弟俩就自信十足地开始飞行,1908年,他们驾驶飞机飞越大西洋进行飞行演示,震惊了欧洲的飞行先驱们。然而,在这一消息公布后的几个月里,欧洲设计师们就做到了同化这堂课,我们正在推进飞机制造的原理。一战给了一个伟大的动力对这种技术的发展,转变为小型分散的飞机制造的一个主要行业在所有主要的好战的国家,并把飞机本身从一个脆弱的结构由木材和胶水变成一个健壮的机具有惊人的特技飞行能力。
战争的结束给这一新兴产业带来了挫折,但飞机已经发展到足以显示其作为民用运输媒介的潜力,在两次世界大战之间的几年里,跨大陆航线的建立为大型、舒适和安全的飞机提供了市场。到第二次世界大战爆发时,金属框架和蒙皮飞机已经变得普遍,悬臂式单翼机结构在大多数用途上取代了双翼机。战争再次为飞机设计师提供了强大的刺激;发动机性能得到了特别的提高,燃气轮机得到了第一次实际应用。这些年来的其他新颖特征包括直升机,它从旋转机翼或旋翼获得升力,以及德国的V-1飞行炸弹无人驾驶飞机。
战争还促使人们使用滑翔机运输部队,使用降落伞逃离飞机和伞兵攻击,使用充气气球防空海法.在19世纪,气球曾被用于先驱航空实验,但由于缺乏对其运动的控制,其实际用途受到了阻碍。本文介绍了内燃机在刚构气球飞艇上的应用费迪南冯齐柏林暂时做了一个武器尽管经验很快证明它无法在与飞机的竞争中生存下来。在两次世界大战之间,飞艇(即可操纵的飞艇)在民用运输中的前景显然很有希望,但却因一系列灾难而告终,其中最严重的是飞艇被毁兴登堡在新泽西在1937年。从那时起,飞机在航空运输领域就无人能敌了。
通信
20世纪壮观的交通革命伴随着同样引人注目的通信革命,尽管技术来源不同。在某种程度上,像印刷术这样成熟的传播媒介参与了这场革命,尽管大多数重大的变化——如打字机、利诺排字机和高速电力驱动的轮转印刷机——都是19世纪的成就。到19世纪末,摄影也是一种被证实和熟悉的技术,但电影摄影是一种新技术,直到第一次世界大战后才普遍普及,当时它变得非常流行。
真正的小礼品在20世纪的通讯领域,电子技术应运而生。对光波和电磁波之间关系的科学研究已经揭示了在相隔很远的点之间传输电磁信号的可能性。1901年12月12日,古格里莫·马可尼他成功地将第一个无线信息传输到大西洋彼岸。早期的设备很简陋,但在短短几年内,在改进编码信息的传输和接收手段方面取得了惊人的进展。特别重要的是热离子管一种用于校正(即将高频振荡信号转换为能够记录为声音的单向电流)的设备电磁波.这基本上是从碳丝灯泡发展而来的。1883年,爱迪生发现在这些灯中,有电流在灯丝和附近的测试电极(称为极板)之间流动电势板的正电荷相对于灯丝是正的。这个电流叫做爱迪生效应,后来被确定为由热灯丝辐射的电子流。1904年,先生约翰·安布罗斯·弗莱明通过在灯泡的灯丝周围放置一个金属圆柱体,并将这个圆柱体(板)连接到第三个金属圆柱体(板)上终端在美国,电流可以被整流,这样电话接收器就可以检测到电流。弗莱明的装置被称为二极管,两年后,在1906年,李德森林通过在灯丝和极板之间引入第三个电极(栅极),美国的研究人员做出了著名的三极管的重大改进。这种改进的突出特点是它能够放大信号。它的应用使20世纪20年代欧洲和美国现场语音广播的广泛引入成为可能,随之而来的是制作的繁荣广播接收器和其他设备。
然而,这只是结果之一派生的从热离子阀的应用。利用电子流的想法被应用于电子显微镜雷达(一种依靠固体物体反射某些无线电波的能力来探测的装置)、电子计算机和阴极射线管电视机的。最初的图片传播实验受到了嘲笑。他在英国独自工作,约翰·罗吉·贝尔德20世纪20年代,人们展示了一种机械扫描仪,能够将图像转换成一系列电子脉冲,然后在屏幕上重新组合成明暗图案。然而,贝尔德的系统被否决了,取而代之的是美国的电子扫描系统菲罗。范斯沃斯而且弗拉基米尔•Zworykin有了强大的后盾美国无线电公司.他们的设备运行得更快,图像也更令人满意。到第二次世界大战爆发时,一些国家开始引进电视服务,尽管战争推迟了十年。因此,电视作为一种普遍的大众传播媒介的出现是战后的一个现象。但到1945年,电影和广播已经展示了它们在传播新闻方面的力量,宣传、商业广告和娱乐。
军事技术
有必要反复提及两次世界大战对促进各种创新的影响。还应注意到,技术革新改变了战争本身的性质。第二次世界大战期间开发的一种武器值得特别提及。原则火箭早在这之前,人们就已经知道了推进技术,而且像俄国人这样的先驱者已经指出了它作为一种达到足够速度以摆脱地球引力的手段的可能性康斯坦丁·Tsiolkovsky而美国人罗伯特·h·戈达德.后者在1926年建造了实验性液体燃料火箭。与此同时,一群德国和罗马尼亚的先驱者正在沿着同样的路线工作,正是这个团队在20世纪30年代被德国的战争努力所接管,并获得了开发一种能够将弹头发射到数百英里外的火箭的资源。在波罗的海乌塞多姆岛上的Peenemünde基地,沃纳·冯·布劳恩他的团队创造了v - 2.加满燃料后,它重达14吨;它有40英尺(12米)长推动通过燃烧酒精和液氧的混合物V-2达到了100英里(160公里)的高度,标志着太空时代的开始,其设计团队的成员在战后的苏联和美国太空计划中都发挥了重要作用。
在1900年至1945年期间,技术产生了巨大的社会影响。汽车和电力例如,它从根本上改变了20世纪生活的规模和质量,促进了快速城市化进程和生活方式的实际革命大规模生产家庭用品和电器。飞机、电影和广播的迅速发展使世界突然变得更小、更容易接近。在1945年之后的几年里,建设性的和有创意的可以利用现代技术的机会,尽管这一进程并非没有问题。