Станок Жаккара

Станок Жаккара — это устройство для механизации ткацкого производства, позволяющее изготавливать ткани со сложными крупноузорчатыми переплетениями (жаккардовые ткани). Изобретённый в начале XIX века, станок использует специальную систему перфорированных карт для управления движением каждой нити основы независимо, что даёт возможность создавать на ткани рисунки практически любой сложности, включая портреты, пейзажи и орнаменты. Станок Жаккара стал одним из ключевых изобретений промышленной революции в текстильной промышленности и считается предшественником современных программируемых машин и перфокарточных систем в вычислительной технике.

История

Предпосылки изобретения

До появления станка Жаккара ткачи, изготавливавшие узорчатые ткани, работали на ручных станках с ремизками. Для сложных рисунков требовался подмастерье-подрывщик, который по команде мастера вручную поднимал и опускал отдельные группы нитей основы. Этот процесс был крайне медленным, трудоёмким и дорогим, что ограничивало производство узорчатых тканей. Попытки механизировать этот процесс предпринимались и ранее: в 1725 году француз Базиль Бушон создал устройство с перфорированной бумагой для управления ткацким станком, а в 1745 году Жак де Вокансон усовершенствовал его, применив перфорированный цилиндр. Однако эти изобретения не получили широкого распространения из-за конструктивных недостатков.

Изобретение Жозефа Мари Жаккара

Французский механик и ткач Жозеф Мари Жаккар (Joseph Marie Jacquard) в 1801 году представил свою первую модель станка на Промышленной выставке в Париже. В 1804 году он получил патент на усовершенствованную версию, которая и стала основой для промышленного производства. Ключевым нововведением Жаккара стало использование бесконечной ленты из соединённых перфокарт, а также компактного и надёжного механизма считывания — призмы с иглами и крючками. В 1806 году станок был объявлен государственной собственностью Франции, а Жаккару была назначена пенсия за его изобретение. К 1812 году во Франции насчитывалось уже около 11 000 станков Жаккара.

Распространение и совершенствование

В первой половине XIX века станки Жаккара начали распространяться по всей Европе и в США. Они быстро вытеснили ручные методы в производстве шёлковых, шерстяных и хлопчатобумажных тканей с узорами. В России первые жаккардовые станки появились в 1820-х годах на текстильных фабриках в Москве и Иваново. В течение XIX века конструкция станка постоянно совершенствовалась: увеличивалось количество крючков (а значит, и сложность узора), повышалась скорость работы, внедрялись механические приводы (от водяных колёс и паровых машин). В XX веке появились электрические и электронные версии станка, которые, однако, сохранили основной принцип управления, заложенный Жаккаром.

Устройство и принцип работы

Основные элементы

Станок Жаккара представляет собой надставку (механизм зевообразования), устанавливаемую на обычный ткацкий станок. Его ключевые компоненты:

• Перфокарты — картонные или бумажные пластины с отверстиями, расположенными в определённом порядке. Каждая карта соответствует одному прокладыванию уточной нити (одному ряду рисунка).
• Призма — многогранный барабан (обычно четырёхгранный), на который накладываются перфокарты. Призма поочерёдно подводит каждую карту к считывающему механизму.
• Иглы — тонкие металлические стержни, расположенные напротив каждого возможного отверстия на карте. Если в карте есть отверстие, игла проходит сквозь него; если отверстия нет, игла упирается в карту и отодвигается.
• Крючки — изогнутые металлические детали, соединённые с иглами. Каждый крючок отвечает за подъём одной нити основы (или группы нитей) через аркатные шнуры.
• Аркатные шнуры — прочные нити, соединяющие крючки с ремизками (галевами), через которые пропущены нити основы.
• Ремизки — рамки с глазками (галевами), через которые проходят нити основы. Подъём ремизки поднимает соответствующую нить.

Цикл работы

1. Подача карты. Призма поворачивается, подводя очередную перфокарту к иглам.
2. Считывание. Иглы подходят к карте. В местах отверстий иглы проходят вперёд, воздействуя на крючки. В местах без отверстий иглы отжимаются назад, увлекая за собой крючки.
3. Формирование зева. Крючки, которые не были отжаты (соответствующие отверстиям), поднимаются, поднимая связанные с ними нити основы. Это создаёт верхнюю часть зева. Нити, соответствующие отжатым крючкам, остаются внизу.
4. Прокладка утка. Через образовавшийся зев прокладывается уточная нить (челноком или рапирой).
5. Прибой. Бердо прибивает уточную нить к опушке ткани.
6. Смена карты. Призма поворачивается, подавая следующую карту для следующего ряда рисунка.

Таким образом, каждая перфокарта задаёт рисунок для одного ряда ткани. Последовательность карт, соединённых в ленту, определяет полный узор.

Классификация и виды

По типу привода

• Ручные станки — ранние модели, где все операции выполнялись вручную (вращение призмы, подъём крючков). Использовались в кустарном производстве.
• Механические станки — с приводом от водяного колеса или паровой машины. Автоматизировали процесс подъёма крючков и поворота призмы.
• Электрические станки — с электроприводом, появились в конце XIX — начале XX века. Позволяли значительно повысить скорость ткачества.
• Электронные станки — современные модели, где управление осуществляется не механическими перфокартами, а электронным блоком управления (контроллером). Рисунок вводится в память станка с компьютера.

По количеству крючков

Количество крючков определяет максимальное количество нитей основы, которые могут управляться независимо, а значит, и сложность узора. Станки бывают:

• Малые — до 100 крючков (простые узоры).
• Средние — от 100 до 600 крючков (средней сложности рисунки).
• Крупные — от 600 до 1200 и более крючков (сложные многоцветные узоры, портреты).

Применение и значение

В текстильной промышленности

Станки Жаккара используются для производства широкого ассортимента тканей:

• Жаккардовые ткани — гобелены, дамаст, парча, штоф, покрывала, скатерти, обивочные ткани для мебели.
• Ткани для одежды — плательные, костюмные, сорочечные ткани с рельефными или многоцветными узорами.
• Технические ткани — некоторые виды ремней, лент и фильтровальных материалов, требующих сложного переплетения.

Влияние на вычислительную технику

Станок Жаккара оказал огромное влияние на развитие информационных технологий. Перфокарты, использовавшиеся в нём, стали прообразом для систем хранения и обработки данных в первых вычислительных машинах. Чарльз Бэббидж, создатель Аналитической машины, вдохновлялся именно механизмом Жаккара, используя перфокарты для ввода программ и данных. Впоследствии перфокарты применялись в табуляторах Германа Холлерита (для переписи населения США в 1890 году) и в ранних компьютерах (например, в IBM System/360) вплоть до 1970-х годов. Таким образом, станок Жаккара является важной вехой в истории программирования и автоматизации.

Интересные факты

• Первый портрет, вытканный на станке Жаккара, был портретом самого Жозефа Мари Жаккара. Он был создан в 1839 году на лионской шёлковой мануфактуре и состоял из 24 000 перфокарт.
• В 1840-х годах станки Жаккара были запрещены в некоторых регионах Франции из-за опасений ткачей, что они лишат их работы (луддизм). Однако экономическая эффективность изобретения быстро привела к его повсеместному внедрению.
• Современные электронные жаккардовые станки могут управлять десятками тысяч нитей основы и работать со скоростью до 1000 прокидок утка в минуту.
• Термин «жаккард» стал нарицательным: жаккардовыми называют не только ткани, но и трикотажные изделия (жаккардовые свитера, носки), где рисунок создаётся по тому же принципу — чередованием петель разного цвета.

Источники

• Большая советская энциклопедия, 3-е издание, статья «Жаккарда машина».
• Энциклопедия «Техника» (Москва, Росмэн, 2006).
• «История текстильной промышленности» / под ред. И. А. Бунина (Москва, 1960).
• «Компьютерные науки: история и перспективы» / Э. Таненбаум (глава о предшественниках компьютеров).
• «The Jacquard Machine: A History of Pattern Weaving» / J. H. Smith (1985).