Что такое лифт? Определение и история изобретения. Лифт: история изобретения

Под лифтом понимают грузоподъемную машину, которая способна перемещать грузы вертикально или наклонно с помощью специальной платформы, двигающейся по жестко установленным направляющим.

Рычаг как прообраз современного лифта

Наблюдение за папуасскими племенами в середине XX века позволило зафиксировать интересный обряд погребения, связанный с тем, что покойника хоронили на вершине дерева. При этом возникала задача по подъему тела на приличную высоту, решаемая относительно просто:

посредством лиан и с использованием ветвей сплеталась своеобразная платформа;
далее к платформе крепился рычаг, имеющий на другом конце закрепленный груз;
в результате благодаря противовесу тело подымалось на требуемую высоту.

Подъемный кран и подобные ему механизмы для поднятия тяжестей созданы по принципу, известному человечеству очень давно. Здесь имеется в виду обыкновенный рычаг, подобный тому, что мы можем видеть в примере с колодезным журавлем. Еще древние египтяне далеко до н. э. применяли механизмы, поднимающие грузы, вес которых был немногим меньше 100 кг.

К наиболее древним устройствам подобного типа можно отнести подъемник, установленный в свое время в Геркулануме, древнеримском городе, находящемся в непосредственной близости от Везувия, что и привело к его гибели в 79 году. Проведенные на этом месте раскопки позволили обнаружить части древнего механизма, предназначением которого был подъем готовых блюд из кухни на этаж выше. В действие подъемник приводился за счет использования мускульной силы.

Лифт с мускульным приводом

Упомянутый подъемник в Геркулануме не является самым древним изобретением данного вида, так как существуют документальные подтверждения наличия прообразов лифтов еще в более ранние исторические периоды. Так, в трактате древнеримского архитектора Витрувия, датируемым 236 годом до н. э., говорится о лифте, созданным Архимедом. Также известен факт существования подъемника в римском дворце Нерона. С помощью этого устройства можно было осуществлять подъем как грузов, так и людей. Непосредственным предназначением подъемника являлось удовлетворение прихотей императора, который, в частности, обожал театр. Именного для приготовления к спектаклям и использовали подъемник, функционирование которого обеспечивалось мускульной силой людей.

Остатки подъемника в Колизее

В римском Колизее лифты тоже нашли свое применение: подъем на арену животных и людей. В общей сложности в Колизее действовало не менее 12 подъемных устройств, приводимых в движение посредством специальной системы блоков, активность которой обеспечивали рабы, то есть в качестве источника энергии выступала мускульная сила. Если продолжать исследовать глубины истории в соответствии с рассматриваемой нами темой, то можно обнаружить подъемные механизмы в разных уголках древнего мира:

Египет, лифт в Синайском монастыре (VI век н. э.) - была задействована сила животных, в частности, ослов, вращающих колесо с наматываемой пеньковой веревкой, закрепленной на плетеной корзине;
Индия (XVI-XVII века н. э.) - страна, крестьяне которой с помощью подъемников производили забор речных вод;
Китай (XVII век) - так же, как и в Индии, осуществлялся подъем воды из рек, но здесь использовался более любопытный механизм, приводимый в движение посредством вращения педалей, что предполагало участие в этом процессе двух людей;
Европа и Восток - разработка полезных ископаемых, обусловленная высокой востребованностью подъемников в шахтах, где в качестве источника энергии использовали мускульную силу животных.

Индийский подъемник XVI века

Подъемник в Александрии Египетской

Приход XVII века ознаменовал популярность лифтов среди знати, которая стала воспринимать подъемные механизмы с точки зрения предметов роскоши и в определенной степени баловства. Если упомянуть про Россию, то во времена царствования Петра I один из дворцов Петергофа оснастили грузовым лифтом, используемым для подъема обеденного стола с первого на второй этаж.

В 1795 году прообраз лифта, разработанный Кулибиным, установили в Зимнем дворце. Осуществляющий в тот период внешнюю политику России светлейший князь А. Безбородко был очень доволен подъемником. Это объяснялось тем, что из-за своей тучности ему было проблематично подниматься в царские апартаменты, а так называемое самоподъемное кресло значительно облегчало данное действие. Смонтированный Кулибиным механизм представлял собой платформу с креслом, которая крепилась на двух осях в виде винтов. Движение осуществлялось наподобие того, как это происходит с гайкой, за счет мускульной силы одного или двух человек. Здесь можно говорить о том, что описанное выше устройство стало первым пассажирским лифтом в России.

Подобное происходило и во Франции, где Людовику XV упростили посещение своей любовницы с помощью установки пассажирского лифта в Версальском дворце. В результате его Величество с большей долей комфорта поднималось этажом выше, в покои возлюбленной.

Лифт Людовика XV

Паровой лифт

Первый факт задействования паровой машины как части конструкции подъемного устройства, каковым является лифт, был зафиксирован в 1800 году (Америка). Для установки механизма была выбрана шахта, предназначенная для добычи угля. Хозяин шахты подсчитал, что более быстрый подъем угля может существенно повысить эффективность бизнеса, и он не прогадал. Итогом стал старт коммерческого использования лифтов, то есть применение такого рода устройств позволило извлекать дополнительную прибыль.

В 1835 году применение лифтов, работающих с использованием паровых машин, получило широкое распространение в Англии. В то время такие лифты обладали серьезным минусом - паровая машина должна была работать без остановок, что вполне оправданно на шахтах, но не приемлемо на предприятиях. В последнем случае обоснованность малой эффективности лифтов объясняется тем, что в условиях промышленного производства их применение носило лишь эпизодический характер.

Паровой лифт фирмы Otis Elevator (нижняя лебедка)

При этом упомянутая причина, а также шумная работа паровых лифтов, не позволила устанавливать данные подъемники в зданиях жилого сектора. Частично это препятствие было преодолено Вильямом Томсоном в 1845 году, когда он изобрел лифт, функционирующий на основе гидравлики. Предложенная им техническая концепция была не лишена недочетов, среди которых можно упомянуть необходимость поддержания жидкостного давления, что предусматривало наличие соответствующего источника. Появляющиеся в то время водопроводные системы централизованного снабжения нельзя было использовать для поддержания упомянутых условий. Хотя источники обеспечения высокого давления можно было размещать удаленно от мест установки лифтов, а воду подавать по специальным трубопроводам, что являлось несомненным плюсом предлагаемого решения.

Паровой лифт начала XIX века

Гидравлический лифт

Изобретение гидравлического аккумулятора в 1851 году, автором которого стал Вильям Армстронг (инженер), позволило создать условия для того, чтобы давление поступающей в цилиндр воды поддерживалось постоянным. Предложенная конструкция состояла из вертикального цилиндра диаметром около 45 см, являющегося опорой для стального ящика, где в качестве наполнителя использовался камень или гравий.

По сути, лифт Армстронга с технической точки зрения мало отличался от современных подъемных механизмов этого типа. В нем присутствовали такие элементы, как гидроцилиндр на основе плунжера, мультипликатор и гидроаккумулятор. При этом в Европе продолжилось совершенствование лифтов, конструкция которых предполагала наличие гидроцилиндра с плунжером прямого воздействия.

Грузовой гидравлический подъемник фирмы Otis Elevator

Гидравлический лифт номер один был смонтирован в отеле Osmaston Manor (Англия) в 1849 году. В начале второй половины XIX века значительное количество крупных отелей в Англии перешло на использование пассажирских лифтов, в основе функционирования которых лежал принцип гидравлики.

Вторая половина XIX века стала временем, когда в США стартовала эпоха небоскребов. Первые высотки оснащались гидравлическими лифтами, то есть подъемными устройствами без каната, вместо которого применялся поршень, выталкивающий кабинку лифта, что было возможно благодаря напору воды. Подобного рода системы использовались лишь в зданиях высотой не более 20 этажей, так как для гидроцилиндра требовалось копать глубокую яму под фундаментом, что имело свои ограничения безопасности. Гидравлические лифты выигрывали против паровых лифтов системы Отиса, так как они были способны двигаться гораздо быстрее. Со временем гидравлические лифты с точки зрения их конструкции стали совершеннее: цилиндр установили горизонтально, а кабина поднималась с помощью каната, тягу которому обеспечивал поршень посредством специальной системы блоков.

На проходящей в 1867 году Всемирной выставке, состоявшейся в Париже, инженер Леон Эдду продемонстрировал лифт, делающий возможным подъем платформы на 2-метровую высоту. Конструкцией лифта предусматривалось использование состоящего из четырех частей пустотелого плунжера диаметром 24,5 см. На головке плунжера крепилась кабина, направляемая с помощью четырех пустотелых колонн из чугуна. Внутри этих колонн находились противовесы, закрепленные на цепях, которые шли через верх конструкции и закреплялись на кабине.

Многие признавали такую конструкцию непригодной для использования в высотных зданиях. Л. Эдду счел эту критику необоснованной, и в 1878 году на Парижской выставке предложил ознакомиться с лифтом, работающим на основе плунжерного цилиндра, который был способен обеспечить высоту подъема в 128,5 м. Для размещения цилиндра предназначался колодец глубиной 16 м. Забор воды производился из водопроводной сети города. Этим лифтом оснастили символ Парижа - Эйфелеву башню, что стало рекламой его надежности, так как данная архитектурная достопримечательность не могла быть оснащен ненадежным устройством.

Фирма Otis Elevator c 1874 года стала активно продвигать собственные гидравлические лифты в целях защиты своих интересов на рынке. В результате сложилась ситуация, когда на рынке конкурировали паровые и гидравлические системы подъемных устройств, что могло бы продолжаться долго. Но в 1880 году был представлен электрический лифт в городе Мангейм, ставший первый устройством такого типа, которое разработала немецкая компания во главе с Вернером фон Сименсом. Предложенный механизм поднимал груз на высоту 22 метра, затрачивая на эту работу 11 секунд.

Безопасный лифт Отиса

Элайша Грейвс Отис, как считают некоторые, изобрел лифт, что не соответствует действительности. Этот американец создал не сам лифт, а устройство, способное остановить подъемную платформу в случае обрыва троса.

Карьера Отиса была определенным образом непредсказуема. Сначала он себя пробовал в качестве разнорабочего на стройке, затем подрабатывал на лесопилке и занимался сборкой карет, а после этого устроился на мебельную фабрику, которая выпускала кровати. Работая на фабрике, он создал в 1852 году устройство, облегчающее процесс подъема пиломатериалов на второй этаж. Именно при работе над этим устройством был изобретен механизм, тормозящий лифт при возникновении ситуации, характеризуемой обрывом троса.

Если до этого крепление троса производилось к самой кабине, то Отис закрепил его с помощью пластины в виде своеобразной рессоры из стали. Подъемник был оснащен зубчатыми рейками, по которым двигались шестеренки. При нормальном натяжении тросов движению кабины и шестеренок ничего не препятствовало. В случае же ослабления натяжения за счет специальных пружин задействовался тормоз, то есть происходила блокировка - концы пластины застревали в зубцах направляющих.

Фирма Elevator

Фирма, в которой работал Отис, вскоре обанкротилась, поэтому он не успел запустить так называемый безопасный лифт. Между тем вера в успех своего изобретения позволила ему основать фирму Elevator, ставшую выпускать лифты. В 1854 году на выставке в Нью-Йорке, где демонстрировались достижения науки и техники, Отис решил достаточно оригинальным способом прорекламировать свою продукцию.

Для этого в одном из залов выставки, имеющем сверху купол, был смонтирован лифт. Данная конструкция представляла собой подъемную платформу, перемещающуюся между двумя опорами, высота которых составляла 12 метров. Суть предлагаемого эксперимента заключалась в том, что изобретатель, одетый во фрак и цилиндр, становился на платформу, где также был груз в виде тяжелых бочек и сейфов, а затем поднимался на высоту 10 метров. В это время его помощник, находящийся на вершине конструкции, перерубал мечом трос. Платформа начинала двигаться вниз, но через один-два метра останавливалась за счет включения механизма блокировки. Эта успешная демонстрация привела к тому, что газеты раструбили о трюке на выставке, а фирма Elevator стала получать большое количество заказов.

Отис демонстрирует лифт

В 1857 году в магазине на Бродвее установили первый пассажирский лифт компании Elevator, обеспечивающий подъем до 5 человек со скоростью 20 см в минуту. По прошествии нескольких лет такого рода подъемники имелись в большинстве крупных городов США.

В 1859 году компания Otis Elevator произвела монтаж винтового лифта в отеле «Пятая авеню». В здании смонтировали винт из металла, по которому кабина лифта ходила наподобие гайки. Вращение винта обеспечивала паровая машина, установленная в подвале. Вращение вправо заставляло кабину двигаться вверх, а влево - запускало обратный процесс, то есть движение вниз. Для того чтобы избежать вращения самой кабины, вдоль ее угла непосредственно в шахте лифта был установлен ограничитель в виде рельса. Всего смонтировали лишь два подъемных устройства этого типа, так как лифт оказался очень медленным, неудобным и достаточно дорогим.

В 1861 году Отис умер. Спустя шесть лет его сыновья продолжили дело отца, зарегистрировав фирму «Отис». К 1873 году в офисах, отелях и магазинах США было установлено более 2 тыс. лифтов компании. В 1878 году произведен монтаж первого пассажирского лифта под брендом компании «Отис», работающего на основе метода гидравлики. В 1889 году появился новый продукт компании, которым стал лифт, оснащенный электрическим приводом.

Электрический лифт

Патентные права на электрический лифт были зарегистрированы на американца А. Майлса в 1887 году, который создал устройство, работающее с использованием электрического привода и оснащенное системой блокировки дверей, что исключало их открытие, если кабина отсутствовала на этаже. С этого момента современные лифты получили широкое распространение и быстро стали обычными механизмами в большинстве стран мира.

Чертеж из описания к патенту US371207, выданный А. Майлсу

После этого развитие подъемных устройств пошло по пути внедрения новых систем управления и избавления от излишнего участия человека в обслуживании лифтов. Если на первых порах функционирование лифтов предполагало задействование относительно большого штата работников, то уже к началу XX века стали обходиться одним лифтером. При этом одного электромеханика стало достаточно для обслуживания нескольких лифтов.

Изначально лифтеры стали таким же атрибутом жизни, как швейцары в ресторанах. Люди в униформе, обслуживающие лифты, были частью антуража отелей того времени. Все изменилось в 1924 году, когда фирма Otis Elevator создала систему, обеспечивающую вызов лифта простым нажатием кнопки. Также свой вклад внес инженер Хаугтон, реализовавший в 1926 году проект автоматических дверей - это дало возможность свести обслуживание лифтов к минимуму.

Современный лифт

Варианты кабин гидравлического лифта

Гидравлический лифт фирмы Otis Elevator

Демонстрация работы первого электрического лифта

Древнеримский подъемник

Кинематическая схема подъемников в Колизее

Китайский подъемник XVII века

Паровой лифт фирмы Otis Elevator (верхняя лебедка)

Паровой лифт фирмы Otis Elevator (кабина)

Первый чертёж лифта (1861 г.)

Подъемник в карьере

Электрический лифт фирмы Otis Elevator

Мы привыкли к многоэтажкам, высоткам и небоскребам, и новости о постройке очередного 150-этажного здания мало кого удивляют. Говоря о подобных гигантах, мы не забываем отдать должное архитекторам, но часто упускаем из вида, что все эти постройки не имели бы никакого смысла без изобретения лифта. Именно лифт сделал возможным повсеместное использование небоскребов людьми, ведь добираться до 198-го этажа по лестнице - это не то, на что бы вам хотелось тратить по несколько часов каждый день.

Египтяне, Архимед и подъемники

Чтобы выяснить, кто изобрел лифт, нам предстоит вернуться на 4 тысячи лет назад, в 2600-е годы до нашей эры. К этому времени относится первое упоминание о рычаге, прямом предке современного лифта. Древние египтяне использовали рычаги, напоминающие колодезные журавли, для поднятия стокилограммовых каменных блоков при строительстве пирамид.

В 236 году до н.э. архитектор Витрувий описал в своем труде подъемную машину, придуманную Архимедом. Такие подъемники стали повсеместно применяться уже с I века нашей эры. Их использовали, например, для подъема гладиаторов на арену Колизея, для подачи блюд из кухни в императорскую столовую или для смены декораций на сцене театра. Чтобы привести эти механизмы в движение, использовались крепкие мускулы рабов.

Людовик XV и Кулибин

Перенесемся из древних веков в средние. Тогда лифты использовались исключительно для подъема грузов и спуска грузов, но никак не людей. Так продолжалось до XVIII века. В 1743 году во Франции сконструировали первый пассажирский лифт. Он был установлен в Версальском дворце, имел вид платформы и был выполнен по секретному заказу Людовика XV. Французскому императору лифт понадобился для тайных визитов к фаворитке.

Чуть позднее, в 1795-м, пассажирский лифт появился и в России. Изобретение принадлежит Ивану Кулибину. Он сконструировал винтовой лифт - механизм с подъемными и спускными креслами. Первый такой лифт установили в Зимнем дворце.

Ловители, Отис и безредукторный привод

Переходим к последней части истории о том, кто изобрел лифт. Лифт в том виде, в котором мы его знаем, появился благодаря гениальным разработкам Элиши Отиса. В 1854 году Отис показал всему миру ловители, предотвращающие падение лифта при обрыве каната. Именно устройство безопасности сделало реальной идею строительства сверхвысоких зданий. Всего через 7 лет после изобретения ловителей Отис запатентовал электрический лифт. Первый пассажирский лифт, работающий от электричества, двигался со скоростью 2 метра в секунду. С этого момента архитекторы избавились от оков, не дававших им строить слишком высоко. А электрические лифты постепенно вытеснили подобные механизмы с другими приводами.

Последняя на сегодняшний день революция в лифтостроении произошла в 1990-х с изобретением безредукторного привода. Лифты с таким приводом не нуждаются в машинных помещениях, создают минимум шума при работе и позволяют использовать лебедки меньших размеров.

Итак, кого же благодарить за изобретение лифта?

Нужно понимать, что лифт - это не детище какого-то одного гения. Тот лифт, которым мы пользуемся, прошел несколько этапов эволюции от простого рычага до сложного механизма, работающего от электричества. Но если говорить о конкретных именах и датах, можно отметить следующие:

Древние египтяне, 2600-е годы до н.э. - изобретение рычага
Архимед, II век до н.э. - изобретение подъемного механизма платформенного типа
Иван Кулибин, XVIII век - изобретение винтового пассажирского лифта
Элиша Отис, 1854 и 1861 годы - изобретение ловителей и патент на электрический лифт

Строго говоря, утверждать, кто был первым изобретателем лифта, сложно. Принято считать, что им был Элиша Грейвс Отис, однако, сам лифт, не как сложное техническое устройство, а как платформа для перемещения людей и грузов, появился задолго до устройства известного изобретателя. Так, первые, элементарные лифты были в эксплуатации ещё в древнем Риме. Считается, что в 236 году до нашей эры одно из таких устройств было создано Архимедом – греческим математиком, физиком, инженером, изобретателем и астрономом. А недавно итальянские специалисты восстановили первоначальный вид одного элеваторов, который поднимал львов и других животных на арену Колизея для драки с гладиаторами. Всего в знаменитом амфитеатре было 24 лифта, каждый из которых приходил в движение силой, как минимум, 8 мужчин. Так, учёные утверждают, что все подъёмники в Колизее управлялись, по крайней мере, 200 мужчинами. Этот лифт представлял из себя предельно простой механизм – кабина, привязанная к нескольким тросам, двигалась по шкивам, а подъёмные канаты наматывались на барабан. Однако, на воссоздание одного из 24 элеваторов Колизея историкам потребовалось 15 месяцев.

Также есть подтверждённые сведения о том, что в 18 веке специально для короля Людовика XV в Версале был создан лифт, который доставлял Его Величество к фаворитке на другой этаж. Впоследствии, этим приспособлением пользовалась и другая дворцовая знать, чтобы тайно проникать в покои друг друга. Собственно, само устройство, которое также известно, как «летающее кресло», по технике исполнения мало чем отличалось от лифтов в древнем Риме. Несколько слуг на нижнем этаже подтягивали, идущие по шкивам, тросы, и кабина поднималась вверх. Тем не менее, считается, что это был первый пассажирский лифт.

Первый прообраз современного лифта был создан русским изобретателем Иваном Кулибиным. Устройство работало совершенно иначе – при помощи винтового механизма, который в свою очередь, приходил в действие паровым приводом. Этот лифт представлял из себя кресло, которое также, как и «летающий стул» Людовика XV перемещалось по этажам в вертикальном направлении. При этом стул Кулибина тоже служил царственной персоне. Этим подъёмником, установленном в Зимнем Дворце, пользовалась Екатерина II – с возрастом императрице было труднее перемещаться по лестнице, посему она и заказала для себя подобное перемещающеся кресло. Однако действительно знаковое изобретение было благополучно забыто после смерти царицы, а затем и вовсе заложено кирпичом. Фрагменты устройства обнаружили только в начале 20 века, когда рабочие стали разбирать декоративную стену, чтобы открыть вид на парадный подъезд Зимнего Дворца.Значительный шаг в строительстве лифтов был сделан в начале – середине 19 века, когда впервые отпала необходимость ручного управления лифтами. Первые подъёмники приводились в движение паровым приводом. Как раз в эти годы они начали относительно широко применяться в основном для транспортировки различных материалов и грузов, но не для пассажиров.Однако изобретение двух британских архитекторов Бертона и Хормера, созданное в 1823 году, служило в своё время и для извоза людей. Их паровой лифт, который они сами называли «восходящей комнатой», служил в качестве развлечения для лондонской публики. Людям предлагалось осмотреть панораму города с высоты 37 метров. При этом, одновременно подняться в «комнате» могло до 20 человек. Впоследствии их изобретение было частично усовершенствовано архитекторами Фростом и Статтом, которые добавили к уже существующему механизму ремни и противовес.Стоит также отметить, что уже с 1835 года стали испытываться лифты на двухцилиндровом двигателе, а в 1846 изобретение англичанина сэра Уильяма Армстронга, который представил миру гидравлический кран, во многом изменило будущее лифтов. Уже с 1870 года паровые лифты стали понемногу заменяться гидравлическими – приводимыми в движение тяжёлым поршнем, двигающемся в цилиндре, и управляемыми водяными или масляными помпами.

Однако наиболее значимым в истории лифтостроения был 1854 год, когда на Международной ярмарке в Нью-Йорке, известный сегодня на весь мир изобретатель Элиша Отис поднялся на лифте на немалую высоту и принялся, к ужасу людей, перерезать канат, успокаивая при этом публику словами, что всё это «совершенно безопасно». На этом и закончилась история «падающих лифтов», так как устройство, которое продемонстрировал Отис – было ловителем – незаменимым сегодня элементом любого лифта. Если трос был натянут достаточно, то устройства мирно покоились, давая кабине плавный ход, а если натяжение даже на немного ослабевало – пружины немедленно останавливали кабину лифта.Считается, что именно лифт Отиса дал старт строительству небоскрёбов. Кстати, компания, носящая имя изобретателя в 1889 году – в день рождения Эйфелевой башни, оснастила своим лифтом будущий символ Парижа. Известно также, что фирма Отиса в 1883 году устанавливала лифты в Зимнем Дворце и Кремле по личному заказу императора Александра III.

Чтобы построить небоскреб, изобрести стальной каркас было недостаточно. Нужно было еще одно изобретение, возможно даже более важное. Ведь не заставишь же обитателей небоскреба, да и просто более-менее высокого дома ходить пешком по лестницам. Устройством, решившим проблему с обитанием людей на высоких этажах, стал лифт.Вопреки широко распространенному мнению, лифт изобрел не Элайша Отис. Задолго до него подъемники использовались в горном деле, строительстве, но в домах они не приживались. Причина проста – человек, способный позволить себе подъемник, желал за свои деньги получить хоть какие-то гарантии безопасности своего нахождения в висящей на пусть и стальном тросе корзине. Но простого, дешевого и надежного устройства, обеспечивающего такую безопасность, не было.Именно это желанное устройство * Отис и изобрел. И не только изобрел, но и как грамотный предприниматель лично представил публике. Хотя, возможно дело было не в грамотности: при испытаниях погибли два сотрудника Отиса, денег никто давать на новые разработки не хотел, и выбор стоял между риском и банкротством. В 1853г. при большом стечении публики в Нью-Йоркском Хрустальном дворце изобретатель взобрался на тяжелую, груженую мешками платформу, которая была поднята на высоту десятка метров, и, к ужасу присутствующих, перерубил канат, на котором платформа держалась. Благодаря свежезапатентованному устройству Отиса платформа не упала, и с тех пор лифт из чуда техники постепенно стал превращаться в повседневный бытовой прибор.

Первые лифты были, как и положено в те времена, паровыми. Широкого распространения они не получили, поскольку далеко не в каждом доме готовы были держать постоянно работающую паровую машину, да и механизмы самого подъемного устройства были очень громоздкими. Зато лифт стал визитной карточкой зданий с большим потоком посетителей: контор, магазинов, отелей. С его появлением именно эти здания растут быстрее всего, практически сразу появляются 5-7 и даже 10 этажные «протонебоскребы».

Лифтовая машина фирмы Отис на выставке в Филадельфии в 1876-м году.

(слева)Паровой лифт в офисном здании в Чикаго, 1893й год.
(справа)реклама фирмы производителя лифтов, конец XIX века Следующим этапом в развитии стал лифт гидравлический. Он не требовал постоянной работы паровой машины, был значительно менее пожароопасен, однако и у него были свои недостатки. Первый – необходимость изготовления шахты для поршня. Если лифт ходит вверх-вниз на 5 этажей, то шахта должна быть ниже первого этажа на те же 5 этажей. С этой проблемой справились достаточно быстро — поршни стали делать горизонтальными или составными. Вторая проблема осталась неразрешима до сих пор – гидравлика не позволяет сделать лифт хоть сколько-нибудь скоростным.

Примерное устройство гидравлического лифта;
реклама производителя электрических лифтов, начало XX века Лифт впервые стал таким, каким мы его знаем — электрическим, впервые в 1904м году. Общие принципы его работы с тех пор не меняются. Второе же его назначение – показывать насколько современно и функционально здание, в котором вы находитесь, актуально и по сей день. Наиболее ярко это проявилось именно в тех зданиях, которые не могли бы быть построены без изобретения лифта – небоскребах.

Одним из уникальных изобретений, которым большинство из нас пользуется каждый день, является лифт. Это подъемное устройство настолько вошло в быт, что мало кто задумывается о том. насколько велико его значение. А ведь, стоит немного пофантазировать, на тему что бы было, если бы лифт не изобрели, то начинаешь понимать, что без лифта облик современных городов был бы совсем иным. Не будь лифта, самые высокие дома вряд ли были бы выше хрущевских пятиэтажек.

В середине ХХ в. этнографы наблюдали жизнь папуасского племени, по уровню своего развития находящегося в каменном веке. Погребальные обычаи этого племени требовали хоронить покойников на вершине деревьев. Для подъема мертвых тел аборигены использовали устройство, действующее по принципу современного лифта. Платформа, сплетенная из лиан и ветвей, поднимала груз с помощью противовеса. Вполне вероятно, что подобные конструкции были известны и в эпоху каменного века европейской цивилизации.

У лифта, подъемного крана, лебедки и прочих подъемных механизмов один общий предок - рычаг, известный людям с древнейших времен. Рычаг в виде колодезного журавля использовался еще древними египтянами. В письменных памятниках Древнего Египта, датированных 2600 г. до н.э. найдено упоминание о подъемной платформе, которая использовалась для подъема грузов около 90 кг.

Рис. 1. Колодезный журавль

Наиболее древним подъемным устройством - прообразом лифта является подъемник в одном из домов древнеримского города Геркуланум, который находится у подножия вулкана Везувий, и подобно Помпеям, стал его жертвой. При раскопках в доме были найдены хорошо сохранившиеся элементы подъемника, которое служило для поднятия приготовленных блюд из кухни в расположенную над ней столовую. Находка датируется 79 годом н.э, - годом извержения Везувия. Подъемник приводился в действие мускульной силой.

Однако есть письменные упоминания о существовании прообразов лифтов, которые относится к еще более раннему периоду. Впервые лифт в своем трактате «Десять книг об архитектуре» описывает римский архитектор Витрувий, указывая на то, что конструкцию лифта разработал по его заказу Архимед из Сиракуз. Историки датируют рукопись 236 годом до н.э.

Также достоверно известно, что во дворце римского императора Нерона также был подъемник, служащий для подъема не только грузов, но и людей. Нерон питал слабость к театральным действам, которые часто и устраивал у себя во дворце. Подъемник использовался для доставки на сцену театра актеров и декораций. Им пользовались не только при подготовке спектакля, но и во время него. Как и подъемник в Геркулануме, он приводился в действие мускульной силой людей.

Из свидетельств очевидцев гладиаторских боев известно, что лифты применялись в римском Колизее для того, чтобы поднимать на поверхность арены гладиаторов и животных. Современные исследователи установили, что в Колизее существовали 12 лифтов, приводимых в движение рабами при помощи системы блоков. На рисунке показана принципиальная схема римских лифтов, а также фотография шахты лифты в Колизее.

Рис.2. Древнеримский подъемник

Рис.3. Кинематическая схема подъемников в Колизее.

Рис.4. Остатки подъемника в Колизее

Из трудов Филона Александрийского мы узнаем, что в его эпоху (1 век н.э.) в Александрии Египетской существовал механизм, предназначенный для подъема воды из реки, по принципу действия напоминающий лифт.

Рис. 5. Подъемник в Александрии Египетской

Есть свидетельства о существовании лифта в Синайском монастыре (Египет, VI век н.э.), по некоторым источникам, он представлял собой плетеную клеть, подвешенную на пеньковых веревках, и приводился в действие колесом, вращаемым ослами.

Механизмом, напоминающим по принципу действия лифт, пользовались в XVI-XVII веках н.э. крестьяне Индии для того, чтобы черпать воду из рек.

Рис.6. Индийский подъемник XVI века

Из документальных источников известно, что в XVII веке в Китае можно было увидеть подобные конструкции для подъема воды из реки. Отличительной его особенностью было то, что он приводился в движение пр помощи педалей, вращаемых двумя людьми.

Рис.7. Китайский подъемник XVII века

В Европе и на Востоке при разработке месторождений полезных ископаемых в карьерах и шахтах часто использовали подъемники для подъема людей и грузов, приводимых в движение животными.

Рис.8. Подъемник в карьере

В XVII веке лифты, становятся предметом роскоши и развлечения среди высокопоставленных особ. Так, например, при Петре Первом, в одном из дворцов Петергофа был сооружен небольшой грузовой лифт, перемещающий обеденный стол между первым и вторым этажом. Имя мастера, спроектировавшего этот механизм, до наших дней не дошло.

В 1743 году в Версальском дворце короля Франции Людовика XV был сооружен пассажирский лифт. Он предназначался для того, чтобы его Величество смогло без особых усилий осчастливить своим визитом любовницу, апартаменты которой располагалась этажом выше.

Рис. 9. Лифт Людовика XV

Как видим, для того, чтобы подняться к возлюбленной, королю необходимо было воспользоваться помощью слуги. Таким образом, этот слуга знал когда и во сколько король изволили подняться к даме сердца, сколько там были и во сколько вернулись. Раз знал один слуга, то, вероятно, знал и весь двор. Никакой конспирации!

Однажды в 1795 году в коридорах Зимнего дворца в Петербурге царедворцы не без удивления наблюдали за тучным увальнем А. Безбородко. На сей раз канцлер пребывал в несвойственном для него состоянии возбуждения и экзальтации. Как выяснилось, он только что взлетел с первого этажа в царские апартаменты в «самоподъемном кресле». Это было не что иное, как прообраз лифта. Созданный выдающимся русским изобретателем И. Кулибиным подъемный механизм действовал с помощью одного или двух человек: специальные гайки, двигаясь по двум вертикально установленным ходовым винтам, поднимали площадку с кабиной. Подъемное кресло стало одним из наиболее любимых развлечений и высших сановников и дворцовой челяди. Это был первый пассажирский лифт, построенный в Российской империи.

В 1800 году впервые в качестве привода для лифта была применена паровая машина. Это произошло на одной из шахт по добыче каменного угля в Америке. Владелец шахты сделал вывод, что использование паровой машины повысит скорость подъема угля и людей и, тем самым, увеличит эффективность производства. С этого момента началась эра коммерческой эксплуатации лифтов. Пользоваться ими стало экономически выгодно. Уже в 1835 году паровые грузовые лифты начали применяться на промышленных предприятиях Англии.

Рис. 10. Паровой лифт начала XIX века

Одним из недостатков паровых лифтов была постоянная необходимость поддерживать паровую машину в работе. Это не было особой проблемой на шахтах, где лифт работал постоянно, но создавало массу неудобств на предприятиях, где лифт был нужен эпизодически. По этой причине, а также из-за чрезмерной шумности паровые лифты не устанавливались в жилых домах. Проблема была отчасти решена в 1845г., когда американец Вильям Томсон разработал первый гидравлический лифт. Его конструкция также не была лишена недостатков, поскольку требовала наличия источника давления в жидкости. Им могла быть... паровая машина. Основным преимуществом было то, что ее можно было разместить удаленно от места установки лифта, а подачу жидкости осуществлять по трубопроводу высокого давления. Появившиеся в то время в некоторых городах централизованные системы водопровода были малопригодны для использования с лифтами Томпсона, поскольку давление в них не превышало 0,38 МПа.

В 1851 году инженер Вильям Армстронг создал гидравлический аккумулятор для увеличения и обеспечения постоянства давления поступающей в цилиндр воды. Для этого он использовал вертикальный цилиндр с диаметром плунжера в 40 или 45 см, который поддерживал большой стальной ящик, наполненный камнем или гравием. Хотя подъемник Армстронга был оборудован ключевыми компонентами современного гидравлического лифта: гидроцилиндром плунжерного типа, мультипликатором и гидроаккумулятором, многочисленные конструкторские разработки в Англии и Европе в целом сосредоточились на совершенствовании конструкции лифтов с гидроцилиндром плунжерного типа прямого действия. Первый такой лифт появился в Англии в 1849 г. и был установлен в отеле Osmaston Manor. К середине 60-х годов XIX столетия крупные городские гостиницы в Англии тоже начинали использовать гидравлические пассажирские лифты.

Это было время совместного существования паровых и гидравлических лифтов. В 1852 американский инженер Элайша Грейвс Отис создал изобретение, сделавшее лифт самым безопасным видом транспорта. За свою жизнь Отис сменил несколько профессий: был строительным рабочим, работал на лесопилке, строил кареты, служил на мебельной фабрике, выпускавшей кровати. Именно здесь в 1852 году его попросили сконструировать подъемник для доставки досок на второй этаж. Во время работы над подъемником Отис и сделал свое ключевое изобретение. Если до него трос к кабине крепился непосредственно, то Отис решил закрепить его посредством упругой стальной пластины-рессоры, а по бокам подъемника установить зубчатые рельсы. Под весом даже пустой платформы пружина выгибалась и свободно проходила между рельсами. В случае же обрыва каната пружина, распрямившись, своими концами застревала в зубцах рельсов, предотвращая падение.

Рис. 11. Элайша Грейвс Отис

Отис назвал свой подъемник "безопасным лифтом" и основал фирму Otis Elevator, которая начала производство таких лифтов. В 1854 году для того чтобы увеличить продажи лифтов своей конструкции Отис придумал остроумный рекламный трюк. В одном из выставочных залов Нью-Йорка, где имелся высокий купол, между двумя опорами высотой 12 метров двигалась подъемная платформа. На вершине сооружения стоял помощник, державший в руке длинный меч. На платформе среди бочек и ящиков стоял сам изобретатель во фраке и в цилиндре. Паровая машина подтягивала платформу на самый верх, и ассистент по команде Отиса обрубал канат мечом. Платформа устремлялась вниз, но через метр-два автоматика со страшным скрежетом срабатывала и останавливала падение. Отис снимал цилиндр и кланялся публике.

Рис. 12. Чертеж из описания к патенту US31128, выданный Э.Г. Отису

Через три года, в 1857, фирма Otis Elevator установила первый свой пассажирский лифт в пятиэтажном магазине на Бродвее. Лифт брал до пяти человек и вез их со скоростью 20 сантиметров в секунду.

Рис.13. Паровой лифт фирмы Otis Elevator (верхняя лебедка)

Рис.14. Паровой лифт фирмы Otis Elevator (кабина)

Рис. 15. Паровой лифт фирмы Otis Elevator (нижняя лебедка)

Во второй половине XIX века в США началась эра строительства небоскребов. В первых небоскребах чаще применяли гидравлические лифты без каната: поршень, ходящий в длинном цилиндре, под напором воды выталкивал кабинку вверх. Такая система применялась в домах не выше 20 этажей, потому что для размещения гидроцилиндра под фундаментом дома необходимо было выкапывать глубокую яму. Зато гидравлические лифты двигались в несколько раз быстрее, чем паровые лифты системы Отиса. Кроме того, через некоторое время гидравлику усовершенствовали, разместив цилиндр горизонтально, а поршень через систему блоков тянул канат, поднимавший кабину.

В 1859 году фирма Otis Elevator сконструировала в отеле "Пятая авеню" винтовой лифт. От подвала до чердака здание пронизывал огромный металлический винт, а кабина ходила по нему как гайка. Винт вращался через шкив ремнем от паровой машины, стоявшей в подвале. Когда винт вращался вправо, кабина шла вверх, влево - вниз. Чтобы кабина не вращалась вместе с винтом, вдоль одного ее угла в шахте лифта проходил рельс-ограничитель. Но эта система оказалась медленной, неудобной и дорогой. Было смонтировано только два таких лифта, которые проработали до 1875 года.

В это же время совершенствовались конструкции гидравлических лифтов. На Всемирной выставке 1867 года в Париже инженер Леон Эдду установил свой лифт в Галерее механизмов и перевозил посетителей до наблюдательной платформы высотой 2 м. В конструкции лифта применялся пустотелый плунжер диаметром 24,5 см, составленный из четырех отдельных частей. Кабина была закреплена на головке плунжера и направлялась четырьмя пустотелыми чугунными колоннами, которые одновременно составляли основу конструкции шахты. Внутри колонн перемещались противовесы, подвешенные на цепях, огибающих блоки вверху шахты и закрепленные на раме кабины. Многочисленные критики отмечали непригодность этого лифта для зданий повышенной этажности. В ответ на критику Л. Эдду представил на Парижской выставке в 1878 года. лифт с плунжерным цилиндром прямого действия и высотой подъема 128,5 м. Цилиндр размещался под кабиной в колодце, дно которого находилось на отметке 16 м ниже уровня моря. Использовалась также вода из городской водопроводной сети. Вскоре лифт этой конструкции был установлен на Эйфелевой башне, что подтверждением надежности конструкции французского изобретателя и позволило широкой общественности без труда наслаждаться видами Парижа с обзорной площадки башни.

Фирма Otis Elevator не хотела уступать конкурентам, производившим гидравлические лифты, и с 1874 года начала предлагать гидравлические пассажирские лифты и грузовые подъемники своей конструкции.

Рис.16. Гидравлический лифт фирмы Otis Elevator

Рис.17. Грузовой гидравлический подъемник фирмы Otis Elevator

Противостояние гидравлических и паровых лифтов могло бы продолжаться еще дольше, но в 1880 году компания немецкого инженера Вернера фон Сименса построила в городе Мангейм первый в мире электрический лифт. Он поднимался на высоту 22 метра за 11 секунд.

Рис. 18. Демонстрация работы первого электрического лифта

Первый электрический лифт фирмы Otis Elevator был смонтирован в одном из нью-йоркских небоскребов в 1889 году.

Рис.19. Электрический лифт фирмы Otis Elevator

В 1887 году американец А. Майлс получил патент на электрический лифт, в котором была предусмотрена система блокировки дверей лифтовой шахты при отсутствии кабины на этаже.

Рис.20. Чертеж из описания к патенту US371207, выданный А. Майлсу

С этого времени началось развитие современных лифтов и распространение их по городам мира. Дальнейшие изобретения в сфере лифтов, в основном, касались систем управления и автоматизации обслуживания. Если для обслуживания первых лифтов требовался целый штат сотрудников (инженер для управления паровой машиной, лифтер в кабине, дежурные на этажах для закрывания и открывания дверей шахты), то к началу XX века вполне достаточно было одного лифтера в каждом лифте и одного электромеханика на несколько лифтов в здании. Лифтеры, одетые в униформу, подобно швейцарам стали одними из ключевых фигур обслуживающего персонала каждого отеля того времени. Но, созданная в 1924 году фирмой Otis Elevator система вызова лифта нажатием кнопки на этаже, и автоматические двери, изобретенные инженером Хаугтоном в 1926 году, позволили полностью автоматизировать лифты и упростить их обслуживание.

Поставляя лифты в по всему миру, фирмы-производители столкнулись с проблемой нумерации этажей зданий в разных странах. В большинстве стран Европы, странах Британского Содружества, Латинской Америке этаж, находящийся на уровне земли, называют "ground floor", этаж над ним - первым этажом. В Северной Америке (исключая провинцию Квебек в Канаде) этаж, находящийся на уровне земли называют первым этажом, хотя кое-где прижилось название "ground floor". Следующий за ним этаж называют вторым. Такая система распространена в странах бывшего СССР, кое-где в Восточной Европе, Дании, скандинавских странах.

Полная неразбериха возникает при наименовании подземных этажей. На кнопках лифта их обозначают и как "B" - "Basement" и как "P" - "Parking", и как "L" (или "LL") - " Lobby" (или "Lower Level"). Этажи, находящиеся еще ниже, могут быть обозначены "LG" - "Lower Ground", "SB" - "Sub-Basement". Иногда встречаются и числовые обозначения (-1, -2, -3 и т.д.). А иногда и буквенно-числовые: "B1", "B2", "B3" или "P1", "P2", "P3".

В домах США и Канады отсутствуют 13-этажи, что связано с поверьем о несчастливом числе 13. Следующий за 12-м этажом будет обозначен как 14-й или назван каким-то словом, например Skyline.

А в Китае и ряде соседних стран в больничных зданиях нет 4-го этажа, потому что слово "четвертый" очень похоже по звучанию на слово "смерть".

Путаница с названиями этажей в разных странах приводит к тому, что часто туристы не могут разобраться в панели управления лифтом и нажимают не те кнопки, которые нужно. Ситуация усугубляется тем, что некоторые организации заказывают для своих лифтов совершенно нестандартные панели. Например, один из отелей в Торонто решил пронумеровать этажи так: "A", "M", "MM", "C", "H", и "1" (соответственно, Arcade, Main, Main Mezzanine, Convention, Health Club, и 1-й этаж).

Один из торговых центров Гонконге почему-то имеет три этажа "ground floor" и два вторых этажа.

В сингапурском музее Азиатской цивилизации существует всего два этажа, зато панель управления лифтом содержит 13 кнопок!

В одном из офисных зданий в Сингапуре применена нумерация этажей, включающая этажи "B2", 1-й, 31-й и, сразу затем, 42-50.

А в клинике Пидмонт (Атланта, США) врачи, чтобы избежать путаницы с этажами, решили обозначить их различными цветами! Но, затем кто-то из офтальмологов вспомнил, что некоторые пациенты не могут различать цвета, поэтому на пульте управления пришлось дополнительно сделать пояснительные надписи.

Итак, в рамках этой статьи мы отследили эволюцию лифта от античности до современного времени. А что же дальше? Предлагаю теперь заглянуть в будущее. Каким изобретатели видят лифт будущего? Несомненно, он будет безопасным, автоматическим, быстрым. А, возможно, и космическим!

Космический лифт - способ по выведению грузов на планетарную орбиту или за её пределы. Впервые идею создания космического лифта высказал К. Э. Циолковский в 1895 году. Идея основана на применении троса, протянутого от поверхности планеты к геостационарной орбитальной станции. Предположительно, такой способ в перспективе на порядки дешевле использования ракет-носителей. Трос будет удерживаться одним концом на поверхности планеты (Земли), а другим - в неподвижной над планетой точке выше геостационарной орбиты за счёт центробежной силы. По тросу поднимается подъёмник, несущий груз. За пределами геостационарной орбиты груз будет ускоряться, что позволит даже отправлять его вовне планетарной орбиты. От троса требуется чрезвычайная прочность на разрыв в сочетании с лёгкостью, а его расчетная длина должна составлять не менее 35786 км. До недавнего времени у человечества не было подходящего материала для создания такого троса, но в 1991 году американскими учеными были изобретены углеродистые нанотрубки. По теоретическим расчётам, нанотрубки сейчас - наиболее подходящий материал. Если допустить пригодность их для изготовления троса, то создание космического лифта является решаемой инженерной задачей, хотя и требует использования передовых научных разработок и больших затрат. Создание лифта оценивается в 7-12 млрд. долларов США. НАСА уже финансирует соответствующие разработки американского Института научных исследований, включая разработку подъёмника, способного самостоятельно двигаться по тросу. Частная фирма Liftport пытается достичь той же цели к 2031 году. А уже сейчас регулярно проводятся конкурсы моделей космического лифта, на которых демонстрируются прототипы тросов и подъемников.