Cine a inventat primul motor cu abur? Istoria mașinii cu abur Istoria invenției și perfecționării motoarelor cu abur

Posibilitățile de utilizare a energiei aburului erau cunoscute la începutul erei noastre. Acest lucru este confirmat de un dispozitiv numit eolipilul heronian, creat de mecanicul grec antic Heron din Alexandria. Invenția antică poate fi atribuită turbinei cu abur, a cărei bilă s-a rotit datorită forței jeturilor de vapori de apă.

În secolul al XVII-lea, a devenit posibilă folosirea aburului pentru a opera motoare. Această invenție nu a fost folosită mult timp, dar a adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea omenirii. În plus, istoria inventării motoarelor cu abur este foarte fascinantă.

Concept

Un motor cu abur este format dintr-un motor termic cu ardere externă, care utilizează energia vaporilor de apă pentru a crea mișcarea mecanică a unui piston, care la rândul său rotește un arbore. Puterea unui motor cu abur este de obicei măsurată în wați.

Istoria inventiei

Istoria inventării motoarelor cu abur este legată de cunoașterea civilizației grecești antice. Multă vreme, nimeni nu a folosit lucrările acestei epoci. În secolul al XVI-lea, s-a încercat crearea unei turbine cu abur. Fizicianul și inginerul turc Takiyuddin al-Shami a lucrat la asta în Egipt.

Interesul pentru această problemă a reapărut în secolul al XVII-lea. În 1629, Giovanni Branca și-a propus propria versiune a unei turbine cu abur. Cu toate acestea, invențiile au pierdut o cantitate mare de energie. Evoluțiile ulterioare au necesitat condiții economice adecvate, care aveau să apară mai târziu.

Denis Papin este considerat a fi primul care a inventat motorul cu abur. Invenția a fost un cilindru cu piston care se ridică din cauza aburului și cade ca urmare a condensului acestuia. Dispozitivele lui Savery și Newcomen (1705) aveau același principiu de funcționare. Echipamentul a fost folosit pentru pomparea apei din exploatare în timpul exploatării.

Watt a reușit să îmbunătățească în cele din urmă dispozitivul în 1769.

Invențiile lui Denis Papin

Denis Papin a fost medic de pregătire. Născut în Franța, s-a mutat în Anglia în 1675. Este renumit pentru multe dintre invențiile sale. Una dintre ele este o oală sub presiune, care a fost numită „Căldarea lui Papen”.

El a putut identifica relația dintre două fenomene, și anume punctul de fierbere al unui lichid (apa) și presiunea rezultată. Datorită acestui fapt, a creat un cazan etanș, în interiorul căruia a crescut presiunea, ceea ce a făcut ca apa să fiarbă mai târziu decât de obicei și a crescut temperatura de procesare a produselor introduse în ea. Acest lucru a crescut viteza de gătit.

În 1674, un inventator medical a creat un motor cu praf de pușcă. Munca sa a constat în faptul că atunci când praful de pușcă s-a aprins în cilindru, pistonul s-a deplasat. În cilindru s-a format un vid slab, iar presiunea atmosferică a readus pistonul la locul său. Elementele gazoase formate în acest caz au ieșit prin supapă, iar cele rămase au fost răcite.

Până în 1698, Papen a reușit să creeze o unitate folosind același principiu, lucrând nu pe praf de pușcă, ci pe apă. Astfel, a fost creat primul motor cu abur. În ciuda progresului semnificativ la care ar putea duce ideea, ea nu a adus beneficii semnificative inventatorului său. Acest lucru s-a datorat faptului că mai devreme un alt mecanic, Savery, patentase deja o pompă de abur și, până atunci, nicio altă aplicație nu fusese încă inventată pentru astfel de unități.

Denis Papin a murit la Londra în 1714. În ciuda faptului că a inventat primul motor cu abur, a lăsat această lume în nevoie și singurătate.

Invențiile lui Thomas Newcomen

Englezul Newcomen s-a dovedit a avea mai mult succes la capitolul dividende. Când Papin și-a creat mașina, Thomas avea 35 de ani. A studiat cu atenție opera lui Savery și Papin și a putut înțelege deficiențele ambelor modele. De la ei a luat toate cele mai bune idei.

Deja prin 1712, în colaborare cu maestrul de sticlă și instalații sanitare John Culley, a creat primul său model. Așa a continuat istoria invenției motoarelor cu abur.

Modelul creat poate fi explicat pe scurt după cum urmează:

• Designul a combinat un cilindru vertical și un piston, ca cel al lui Papin.
• Crearea aburului a avut loc într-un cazan separat, care a funcționat pe principiul mașinii Savery.
• Etanșeitatea în cilindrul de abur a fost realizată datorită pielii cu care a fost acoperit pistonul.

Unitatea lui Newcomen a ridicat apa din mine folosind presiunea atmosferică. Mașina era de dimensiuni mari și avea nevoie de o cantitate mare de cărbune pentru a funcționa. În ciuda acestor neajunsuri, modelul lui Newcomen a fost folosit în mine timp de o jumătate de secol. A permis chiar redeschiderea minelor care fuseseră abandonate din cauza inundațiilor subterane.

În 1722, creația lui Newcomen și-a dovedit eficacitatea pompând apă dintr-o navă din Kronstadt în doar două săptămâni. Un sistem de moară de vânt ar putea face asta într-un an.

Datorită faptului că mașina a fost creată pe baza versiunilor anterioare, mecanicul englez nu a putut obține un brevet pentru ea. Designerii au încercat să folosească invenția pentru a muta un vehicul, dar nu au reușit. Istoria inventării motoarelor cu abur nu s-a oprit aici.

Invenția lui Watt

James Watt a fost primul care a inventat echipamente compacte ca dimensiuni, dar suficient de puternice. Motorul cu abur a fost primul de acest gen. Un mecanic de la Universitatea din Glasgow a început să repare unitatea de abur a lui Newcomen în 1763. În urma reparației, și-a dat seama cum să reducă consumul de combustibil. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să mențineți cilindrul într-o stare de încălzire constantă. Cu toate acestea, motorul cu abur al lui Watt nu putea fi gata până când problema condensului aburului nu a fost rezolvată.

Soluția a venit când un mecanic trecea pe lângă spălătorii și a observat nori de abur care ieșeau de sub capacele cazanului. Și-a dat seama că aburul este un gaz și trebuie să se miște într-un cilindru cu presiune redusă.

Sigilând interiorul cilindrului de abur cu frânghie de cânepă înmuiată în ulei, Watt a reușit să elimine presiunea atmosferică. Acesta a fost un mare pas înainte.

În 1769, un mecanic a primit un brevet, care spunea că temperatura motorului într-o mașină cu abur va fi întotdeauna egală cu temperatura aburului. Cu toate acestea, lucrurile nu au mers așa de bine pe cât se aștepta pentru ghinionul inventator. A fost obligat să amaneteze brevetul pentru datorii.

În 1772, l-a cunoscut pe Matthew Bolton, care era un industriaș bogat. A cumpărat și a returnat brevetele lui Watt. Inventatorul s-a întors la muncă, sprijinit de Bolton. În 1773, motorul cu abur al lui Watt a fost testat și a arătat că consuma mult mai puțin cărbune decât omologii săi. Un an mai târziu, producția mașinilor sale a început în Anglia.

În 1781, inventatorul a reușit să breveteze următoarea sa creație - un motor cu abur pentru conducerea mașinilor industriale. De-a lungul timpului, toate aceste tehnologii vor face posibilă deplasarea trenurilor și a navelor cu aburi folosind abur. Acest lucru va schimba complet viața unei persoane.

Unul dintre oamenii care a schimbat viața multora a fost James Watt, al cărui motor cu abur a accelerat progresul tehnologic.

Invenția lui Polzunov

Designul primului motor cu abur, care putea alimenta o varietate de mecanisme de lucru, a fost creat în 1763. A fost dezvoltat de mecanicul rus I. Polzunov, care a lucrat la uzinele miniere din Altai.

Șeful fabricilor a fost familiarizat cu proiectul și a primit aprobarea pentru a crea dispozitivul din Sankt Petersburg. Motorul cu abur al lui Polzunov a fost recunoscut, iar munca la crearea sa a fost încredințată autorului proiectului. Acesta din urmă a dorit să asambleze mai întâi modelul în miniatură pentru a identifica și elimina eventualele neajunsuri care nu erau vizibile pe hârtie. Cu toate acestea, i s-a ordonat să înceapă construcția unei mașini mari și puternice.

Polzunov a primit asistenți, dintre care doi erau înclinați mecanic, iar doi erau necesari pentru a efectua lucrări auxiliare. A fost nevoie de un an și nouă luni pentru a crea motorul cu abur. Când motorul cu abur al lui Polzunov era aproape gata, s-a îmbolnăvit de consum. Creatorul a murit cu câteva zile înainte de primele teste.

Toate acțiunile din mașină au avut loc automat; Acest lucru a fost dovedit în 1766, când studenții lui Polzunov au efectuat ultimele teste. O lună mai târziu, echipamentul a fost pus în funcțiune.

Mașina nu numai că a recuperat banii cheltuiți, dar a oferit și un profit proprietarilor săi. Până în toamnă, centrala s-a scurs și s-a oprit lucrările. Unitatea putea fi reparată, dar conducerea fabricii nu a fost interesată de acest lucru. Mașina a fost abandonată, iar un deceniu mai târziu a fost demontată ca fiind inutilă.

Principiul de funcționare

Este necesar un cazan de abur pentru a funcționa întregul sistem. Aburul rezultat se extinde și apasă pe piston, rezultând mișcarea pieselor mecanice.

Principiul de funcționare poate fi studiat mai bine folosind ilustrația de mai jos.

Fără a intra în detalii, munca unui motor cu abur este de a transforma energia aburului în mișcarea mecanică a unui piston.

Eficienţă

Eficiența unei mașini cu abur este determinată de raportul dintre lucrul mecanic util în raport cu cantitatea de căldură consumată conținută în combustibil. Energia eliberată în mediu sub formă de căldură nu este luată în considerare.

Eficiența unui motor cu abur este măsurată ca procent. Eficiența practică va fi de 1-8%. Dacă există un condensator și calea de curgere este extinsă, cifra poate crește până la 25%.

Avantaje

Principalul avantaj al echipamentelor cu abur este că centrala poate folosi ca combustibil orice sursă de căldură, atât cărbune, cât și uraniu. Acest lucru îl deosebește semnificativ de un motor cu ardere internă. În funcție de tipul acestuia din urmă, este necesar un anumit tip de combustibil.

Istoria invenției motoarelor cu abur a arătat avantaje care sunt vizibile și astăzi, deoarece energia nucleară poate fi folosită pentru echivalentul aburului. Un reactor nuclear în sine nu își poate transforma energia în lucru mecanic, dar este capabil să genereze cantități mari de căldură. Acesta este ceea ce este folosit pentru a genera abur, care va pune mașina în mișcare. Energia solară poate fi folosită în același mod.

Locomotivele cu abur funcționează bine la altitudini mari. Eficiența muncii lor nu suferă de presiunea atmosferică scăzută în munți. Locomotivele cu abur sunt încă folosite în munții Americii Latine.

În Austria și Elveția se folosesc versiuni noi de locomotive cu abur care funcționează cu abur uscat. Ele prezintă o eficiență ridicată datorită multor îmbunătățiri. Nu necesită întreținere și consumă fracțiuni ușoare de petrol ca combustibil. În ceea ce privește indicatorii economici, aceștia sunt comparabili cu locomotivele electrice moderne. În același timp, locomotivele cu abur sunt mult mai ușoare decât omologii lor diesel și electric. Acesta este un mare avantaj în zonele muntoase.

Defecte

Dezavantajele includ, în primul rând, eficiența scăzută. La aceasta ar trebui adăugată volumul designului și viteza redusă. Acest lucru a devenit deosebit de vizibil după apariția motorului cu ardere internă.

Aplicație

Se știe deja cine a inventat motorul cu abur. Rămâne să aflăm unde au fost folosite. Până la mijlocul secolului al XX-lea, motoarele cu abur erau folosite în industrie. Au fost folosite și pentru transportul feroviar și cu abur.

Fabrici care operau mașini cu abur:

• zahăr;
• Meci;
• fabrici de hârtie;
• textile;
• întreprinderile alimentare (în unele cazuri).

Turbinelor cu abur aparțin și ele acestui echipament. Generatoarele de energie electrică încă funcționează cu ajutorul lor. Aproximativ 80% din electricitatea mondială este generată cu ajutorul turbinelor cu abur.

La un moment dat, au fost create diverse tipuri de transport alimentate de o mașină cu abur. Unele nu au prins rădăcini din cauza unor probleme nerezolvate, în timp ce altele continuă să funcționeze și astăzi.

Transport cu abur:

• auto;
• tractor;
• excavator;
• avion;
• locomotivă;
• navă;
• tractor.

Aceasta este istoria inventării motoarelor cu abur. Să luăm în considerare pe scurt un exemplu de succes al mașinii de curse Serpolle, creată în 1902. A stabilit un record mondial de viteză de 120 km pe oră pe uscat. De aceea, mașinile cu abur erau competitive cu omologii electrici și pe benzină.

Astfel, în SUA, în 1900, au fost produse cele mai multe motoare cu abur. Au fost găsite pe drumuri până în anii treizeci ai secolului al XX-lea.

Majoritatea acestui tip de transport au devenit nepopulare după apariția motorului cu ardere internă, a cărui eficiență este mult mai mare. Astfel de mașini erau mai economice, în același timp ușoare și rapide.

Steampunk ca tendință a erei motoarelor cu abur

Vorbind despre motoarele cu abur, aș dori să menționez o tendință populară - steampunk. Termenul este format din două cuvinte englezești - „abur” și „protest”. Steampunk este un tip de science fiction care are loc în a doua jumătate a secolului al XIX-lea în Anglia victoriană. Această perioadă din istorie este adesea denumită Epoca Steamului.

Toate lucrările au o trăsătură distinctivă - spun despre viața din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, stilul narațiunii amintește de romanul lui H. G. Wells „Mașina timpului”. Poveștile descriu peisaje ale orașului, clădiri publice și tehnologie. Un loc special este acordat dirijabililor, mașinilor antice și invențiilor bizare. Toate piesele metalice au fost fixate cu nituri, deoarece sudarea nu a fost încă folosită.

Termenul „steampunk” a apărut în 1987. Popularitatea sa este asociată cu apariția romanului „The Difference Engine”. A fost scrisă în 1990 de William Gibson și Bruce Sterling.

La începutul secolului 21, au fost lansate mai multe filme celebre în această direcție:

• "Mașina timpului";
• "Liga Extraordinarilor Domnilor";
• "Van Helsing".

Precursorii steampunk-ului includ lucrările lui Jules Verne și Grigory Adamov. Interesul pentru această tendință se manifestă din când în când în toate sferele vieții - de la cinema până la îmbrăcămintea de zi cu zi.

WATT, JAMES (Watt, James, 1736-1819), inginer și inventator scoțian. Născut la 19 ianuarie 1736 în Greenock, lângă Glasgow (Scoția), în familia unui negustor. Din cauza sănătății precare, Watt a studiat puțin formal, dar a învățat multe de unul singur. Deja în adolescență, era interesat de astronomie, experimente chimice, a învățat să facă totul cu propriile mâini și chiar și-a câștigat titlul de „joc de toate meserii” de la cei din jur.

Majoritatea oamenilor îl consideră a fi inventatorul motorului cu abur, dar acest lucru nu este în întregime adevărat.
Motoarele cu abur construite de D. Papen, T. Severi, I. Polzunov, T. Newcomen au început să lucreze în mine cu mult înainte de D. Watt. Ele diferă în design, dar principalul lucru la ei a fost că mișcarea pistonului a fost cauzată de încălzirea și răcirea alternativă a cilindrului de lucru. Din această cauză, au fost lente și au consumat mult combustibil.

La 19 ianuarie 1736, James Watt (1736-1819), un remarcabil inginer și inventator scoțian, a devenit celebru în primul rând ca creatorul unui motor cu abur îmbunătățit. Dar, de asemenea, a lăsat o amprentă strălucitoare în istoria medicinii de îngrijiri critice prin colaborarea sa cu Institutul Medical Pneumatic din Thomas Beddoes (Beddoes, Thomas, 1760-1808). James Watt a furnizat laboratoarele institutului cu echipamentul necesar. Datorită participării sale, la Institutul de Pneumatică au fost create și testate primele inhalatoare, spirometre, contoare de gaz etc.

James Watt însuși, precum și soția sa și unul dintre fiii săi, au participat în mod repetat la experimente științifice. Institutul de Pneumatică a devenit un adevărat centru științific în care au fost studiate proprietățile diferitelor gaze și efectul acestora asupra organismului uman. Se poate spune că Thomas Beddoe și asociații săi au fost pionierii și precursorii terapiei respiratorii moderne. Din păcate, Thomas Beddoe a crezut în mod eronat că tuberculoza este cauzată de excesul de oxigen.
Prin urmare, fiul lui James Watt, Gregory, a urmat un curs complet inutil de tratament cu inhalare de dioxid de carbon la Institutul Pneumatic. Cu toate acestea, la Institutul de Pneumatică, oxigenul a fost folosit pentru prima dată în scopuri medicinale; au fost dezvoltate bazele terapiei cu aerosoli; Pentru prima dată, capacitatea totală a plămânilor a fost măsurată prin metoda diluării hidrogenului (G. Davy), etc. Punctul culminant al colaborării dintre Watt și Beddoe privind utilizarea terapeutică a diferitelor gaze a fost cartea lor comună „Materials on the Medical Use of Artificial Varieties of Air”, care a fost publicată în două ediții (1794, 1795) și a devenit prima specială. manual de oxigenoterapie.

În 1755, Watt a mers la Londra pentru a studia ca mecanic și producător de instrumente matematice și astronomice. După ce a finalizat un program de pregătire de șapte ani într-un an, Watt s-a întors în Scoția și a primit un post de mecanic la Universitatea din Glasgow. În același timp, și-a deschis propriul atelier de reparații.
La universitate, Watt l-a întâlnit pe marele chimist scoțian Joseph Black (1728-1799), care a descoperit dioxidul de carbon în 1754. Această întâlnire a contribuit la dezvoltarea unui număr de noi instrumente chimice necesare cercetărilor ulterioare ale lui Black, de exemplu, calorimetrul de gheață. . În acest moment, Joseph Black lucra la problema determinării căldurii de vaporizare, iar Watt a luat parte la furnizarea laturii tehnice a experimentelor.
În 1763, el, în calitate de mecanic universitar, i s-a cerut să repare modelul universitar al motorului cu abur al lui T. Newcomen.

Aici ar trebui să facem o scurtă digresiune în istoria creării motoarelor cu abur. Am fost odată învățați la școală, insuflând „șovinismul de mare putere”, că mașina cu abur a fost inventată de mecanicul iobag rus Ivan Polzunov, și nu de un James Watt, al cărui rol în crearea mașinilor cu abur putea fi uneori citit în „ greșit” cărți cu punct de vedere patriotic al cărților. Dar, de fapt, inventatorul mașinii cu abur nu este Ivan Polzunov, nici James Watt, ci inginerul englez Thomas Newcomen (1663-1729).
Mai mult, prima încercare de a pune aburi în slujba omului a fost făcută în Anglia în 1698 de către inginerul militar Thomas Savery (Thomas Savery, 1650?-1715). El a creat un lift cu apă cu abur, destinat drenării minelor și pompării apei, și care a devenit prototipul unui motor cu abur.

Mașina lui Savery a funcționat după cum urmează: mai întâi, un rezervor etanș a fost umplut cu abur, apoi suprafața exterioară a rezervorului a fost răcită cu apă rece, făcând condensarea aburului și creând un vid parțial în rezervor. După aceasta, apa, de exemplu, din partea inferioară a arborelui a fost aspirată în rezervor prin conducta de admisie și, după ce a fost introdusă următoarea porțiune de abur, a fost aruncată prin conducta de evacuare. Ciclul a fost apoi repetat, dar apa a putut fi ridicată doar de la o adâncime mai mică de 10,36 m, deoarece presiunea atmosferică a fost de fapt cea care a împins-o afară.

Această mașină nu a avut mare succes, dar ia dat lui Papen ideea strălucitoare de a înlocui praful de pușcă cu apă. Și în 1698 a construit o mașină cu abur (în același an, englezul Savery și-a construit și „mașina de pompieri”). Apa a fost încălzită în interiorul unui cilindru vertical cu un piston în interior, iar aburul rezultat a împins pistonul în sus. Pe măsură ce aburul s-a răcit și s-a condensat, pistonul s-a deplasat în jos sub influența presiunii atmosferice. Astfel, printr-un sistem de blocuri, mașina lui Papen ar putea antrena diverse mecanisme, precum pompe.

Inventatorul englez Thomas Newcomen (1663 - 1729) era familiarizat cu motoarele cu abur ale lui Savery și Papen, care vizitau adesea minele din Țara de Vest, unde lucra ca fierar și, prin urmare, înțelegea bine cât de fiabile erau necesare pompe pentru prevenirea minelor. de la inundatii. El și-a unit forțele cu instalatorul și sticlarul John Culley în încercarea de a construi un model mai bun. Primul lor motor cu abur a fost instalat într-o mină din Staffordshire în 1712.

Ca și în mașina lui Papen, pistonul se mișca într-un cilindru vertical, dar în general mașina lui Newcomen era mult mai avansată. Pentru a elimina golul dintre cilindru și piston, Newcomen a atașat un disc flexibil din piele la capătul acestuia din urmă și a turnat puțină apă pe el.
Aburul din cazan a intrat în baza cilindrului și a ridicat pistonul în sus. Când apă rece a fost injectată în cilindru, aburul s-a condensat, s-a format un vid în cilindru și, sub influența presiunii atmosferice, pistonul a căzut. Această cursă inversă a îndepărtat apa din cilindru și, printr-un lanț conectat la un culbutor care se mișca ca un leagăn, a ridicat tija pompei. Când pistonul era la partea inferioară a cursei sale, aburul a intrat din nou în cilindru și, cu ajutorul unei contragreutăți atașată la tija pompei sau culbutorul, pistonul s-a ridicat în poziția inițială. După aceasta, ciclul s-a repetat.
Mașina lui Newcomen s-a dovedit a fi extrem de succes pentru acea perioadă și a fost folosită în toată Europa timp de mai bine de 50 de ani. A fost folosit pentru pomparea apei din numeroase mine din Marea Britanie. Acesta a fost primul produs la scară largă din istoria tehnologiei (au fost produse câteva mii de piese).
În 1740, o mașină cu un cilindru de 2,74 m lungime și 76 cm în diametru a finalizat într-o zi munca pe care echipe de 25 de oameni și 10 cai, care lucrează în schimburi, o finalizaseră anterior într-o săptămână.

În 1775, o mașină și mai mare construită de John Smeaton (creatorul farului Eddystone) a drenat docul de la Kronstadt, Rusia, în două săptămâni. Anterior, folosind turbine eoliene înalte, acest lucru dura un an întreg.
Și totuși, mașina lui Newcomen era departe de a fi perfectă. A transformat doar aproximativ 1% din energia termică în energie mecanică și, ca urmare, a consumat o cantitate uriașă de combustibil, care, totuși, nu a contat prea mult atunci când mașina lucra în minele de cărbune.

În general, mașinile Newcomen au jucat un rol important în conservarea industriei cărbunelui. Cu ajutorul lor, a fost posibilă reluarea exploatării cărbunelui în multe mine inundate.
Se poate spune despre invenția lui Newcomen că a fost cu adevărat un motor cu abur, sau mai degrabă, un motor cu abur atmosferic. S-a distins de prototipurile anterioare de motoare cu abur prin următoarele:

* forța motrice în ea era presiunea atmosferică, iar rarefacția a fost realizată prin condensarea aburului;
* în cilindru era un piston, care făcea o cursă de lucru sub influența aburului;
* vidul a fost realizat ca urmare a condensării aburului atunci când apă rece a fost injectată în cilindru.
Prin urmare, de fapt, inventatorul mașinii cu abur este pe bună dreptate englezul Thomas Newcomen, care și-a dezvoltat motorul cu abur atmosferic în 1712 (cu jumătate de secol înainte de Watt).

Făcând o scurtă excursie în istoria creării motoarelor cu abur, nu se poate ignora personalitatea remarcabilului nostru compatriot Ivan Ivanovici Polzunov (1729-1766), care a construit un motor cu abur atmosferic înaintea lui James Watt. Fiind mecanic la uzinele miniere Kolyvano-Voskresensky din Altai, la 25 aprilie 1763, el a propus un proiect și descrierea unei „mașini de acționare a focului”. Proiectul a ajuns pe masa șefului fabricilor, care l-a aprobat și l-a trimis la Sankt Petersburg, de unde a venit în scurt timp răspunsul: „... Această invenție a lui ar trebui onorată ca o nouă invenție”.
Polzunov a propus să construiască mai întâi o mașină mică, pe care să fie posibilă identificarea și eliminarea tuturor deficiențelor inevitabile într-o nouă invenție. Conducerea fabricii nu a fost de acord cu acest lucru și a decis să construiască imediat o mașină uriașă pentru o suflantă puternică. În aprilie 1764, Polzunov a început construcția unei mașini de 15 ori mai puternică decât proiectul din 1763.

El a luat ideea unui motor cu abur atmosferic din cartea lui I. Schlatter „Instrucțiuni detaliate pentru minerit...” (Sankt Petersburg, 1760).
Dar motorul lui Polzunov era fundamental diferit de mașinile engleze ale lui Savery și Newcomen. Erau cu un singur cilindru și potrivite doar pentru pomparea apei din mine. Motorul continuu cu doi cilindri al lui Polzunov ar putea furniza explozie la cuptor și pompa apă. Pe viitor, inventatorul spera să-l adapteze pentru alte nevoi.
Construcția mașinii a fost încredințată lui Polzunov, pentru a-l ajuta pe care i-au fost repartizați „doi dintre artizanii locali care nu știu, dar au o singură înclinație pentru ea”, și mai mulți muncitori auxiliari. Cu acest „personal” Polzunov a început să-și construiască mașina. A fost nevoie de un an și nouă luni pentru a construi. Când aparatul trecuse deja primul test, inventatorul s-a îmbolnăvit de un consum trecător și a murit la 16 (28) mai 1766, cu câteva zile înainte de testele finale.
Pe 23 mai 1766, elevii lui Polzunov, Levzin și Cernițîn, au început singuri testele finale ale mașinii cu abur. „Nota de zi” din 4 iulie a notat „funcționarea lină a mașinii”, iar la 7 august 1766, întreaga uzină, motorul cu abur și suflantul puternic au fost puse în funcțiune. În doar trei luni de funcționare, mașina lui Polzunov nu numai că a justificat toate costurile construcției sale în valoare de 7233 ruble 55 copeici, dar a oferit și un profit net de 12640 ruble 28 copeici. Cu toate acestea, la 10 noiembrie 1766, după ce cazanul motorului a ars, acesta a stat inactiv timp de 15 ani, 5 luni și 10 zile. În 1782 mașina a fost dezmembrată. (Enciclopedia Teritoriului Altai. Barnaul. 1996. T. 2. P. 281-282; Barnaul. Cronica oraşului. Barnaul. 1994. partea 1. p. 30).

În același timp, James Watt lucra la crearea unui motor cu abur în Anglia. În 1763, el, în calitate de mecanic universitar, i s-a cerut să repare modelul universitar al motorului cu abur al lui T. Newcomen.
În timp ce depana modelul universitar al mașinii cu abur și atmosferă a lui T. Newcomen, Watt s-a convins de eficiența scăzută a unor astfel de mașini. I-a venit ideea de a îmbunătăți parametrii motorului cu abur. Era clar pentru el că principalul dezavantaj al mașinii lui Newcomen era încălzirea și răcirea alternantă a cilindrului. Cum poate fi evitat acest lucru? Răspunsul i-a venit lui Watt într-o duminică de primăvară a anului 1765. El și-a dat seama că cilindrul ar putea rămâne constant fierbinte dacă aburul era deviat într-un rezervor separat printr-o conductă cu o supapă înainte de condensare. În acest caz, transferul procesului de condensare a aburului în afara cilindrului ar trebui să contribuie la reducerea consumului de abur. Mai mult, cilindrul poate rămâne fierbinte, iar condensatorul rece dacă exteriorul lor este acoperit cu material izolator.
Îmbunătățirile pe care Watt le-a adus motorului cu abur (regulator centrifugal, condensator separat de abur, etanșări etc.) nu numai că au crescut eficiența mașinii, dar au transformat în cele din urmă motorul cu abur și atmosferă într-un motor cu abur și, cel mai important, mașina a devenit ușor de controlat.
În 1768 a cerut un brevet pentru invenția sa. A primit un brevet în 1769, dar pentru o lungă perioadă de timp nu a putut să construiască o mașină cu abur. Și abia în 1776, cu sprijinul financiar al doctorului Rebeck, fondatorul primei fabrici metalurgice din Scoția, motorul cu abur al lui Watt a fost în sfârșit construit și testat cu succes.

Prima mașină a lui Watt s-a dovedit a fi de două ori mai eficientă decât cea a lui Newcomen. Interesant este că evoluțiile care au urmat invenției inițiale a lui Newcomen s-au bazat pe conceptul de „capacitate” a motorului, ceea ce însemna numărul de kilograme-picior de apă care au fost pompate per bushel de cărbune. Acum nu se știe cine a venit cu ideea acestei unități. Acest om nu a intrat în istoria științei, dar probabil că era un proprietar de mină cu pumnii strâns care a observat că unele motoare funcționau mai eficient decât altele și nu putea permite minei vecine să aibă o rată de producție mai mare.
Și, deși testele mașinii au avut succes, în timpul funcționării ulterioare a devenit clar că primul model al lui Watt nu a avut succes în totalitate, iar cooperarea cu Rebeck a fost întreruptă. În ciuda lipsei de fonduri, Watt a continuat să lucreze la îmbunătățirea motorului cu abur. Munca sa a atras interesul lui Matthew Boulton, un inginer și producător bogat, proprietar al unei fabrici de prelucrare a metalelor din Soho, lângă Birmingham. În 1775, Watt și Boulton au încheiat un acord de parteneriat.
În 1781, James Watt a primit un brevet pentru invenția celui de-al doilea model al mașinii sale. Printre inovațiile introduse în acesta și modelele ulterioare au fost:

* un cilindru cu dublă acțiune, în care aburul era furnizat alternativ pe părțile opuse ale pistonului, în timp ce aburul de evacuare pătrundea în condensator;
* o cămașă de căldură care înconjoară cilindrul de lucru pentru a reduce pierderile de căldură și o bobină;
* transformarea mișcării alternative a pistonului în mișcarea de rotație a arborelui, mai întâi printr-un mecanism bielă-manivelă, iar apoi folosind o transmisie cu roți dințate, care a fost prototipul unei cutii de viteze planetare;
* regulator centrifugal pentru a menține o viteză constantă a arborelui și un volant pentru a reduce rotația neuniformă.
În 1782 a fost construită această mașină remarcabilă, primul motor cu abur universal „cu dublă acțiune”. Watt a echipat capacul cilindrului cu o garnitură de ulei recent inventată, care asigura mișcarea liberă a tijei pistonului, dar împiedica scurgerea aburului din cilindru. Aburul a intrat în cilindru alternativ dintr-o parte a pistonului și apoi din cealaltă, creând un vid pe partea opusă a cilindrului. Prin urmare, pistonul a realizat atât cursa de lucru, cât și cursa de retur cu ajutorul aburului, ceea ce nu era cazul la mașinile anterioare.

De asemenea, în 1782, James Watt a introdus principiul acțiunii de expansiune, împărțind fluxul de abur într-un cilindru la începutul curgerii acestuia, astfel încât acesta a început să extindă restul ciclului sub propria presiune. Acțiunea de expansiune înseamnă o oarecare pierdere de putere, dar un câștig în „performanță”. Dintre toate aceste idei, cea mai utilă a lui Watt a fost aceea a acțiunii expansioniste. În implementarea sa practică ulterioară, diagrama indicator creată în jurul anului 1790 de asistentul lui Watt James Southern a fost de mare ajutor.
Indicatorul era un dispozitiv de înregistrare care putea fi atașat la motor pentru a înregistra presiunea din cilindru în funcție de volumul de abur care intra în timpul unei curse date. Aria de sub o astfel de curbă a fost o măsură a muncii efectuate într-un anumit ciclu. Indicatorul a fost folosit pentru a regla motorul cât mai eficient posibil. Această diagramă a devenit mai târziu parte a celebrului ciclu Carnot (Sadi Carnot, 1796-1832) în termodinamică teoretică.
Întrucât într-un motor cu abur cu dublă acțiune tija pistonului efectuează o acțiune de tragere și împingere, sistemul anterior de antrenare al lanțurilor și culbutorilor, care răspundea doar la tracțiune, a trebuit să fie reproiectat. Watt a dezvoltat un sistem de tije cuplate și a folosit un mecanism planetar pentru a converti mișcarea alternativă a tijei pistonului în mișcare de rotație, a folosit un volant greu, un regulator de viteză centrifugal, o supapă cu disc și un manometru pentru a măsura presiunea aburului.

Motorul cu abur universal cu dublă acțiune cu rotație continuă (motorul cu abur al lui Watt) s-a răspândit și a jucat un rol semnificativ în trecerea la producția de mașini.
„Mașina rotativă cu abur” patentată de James Watt a fost utilizată mai întâi pe scară largă pentru a conduce mașini și războaie de țesut ale fabricilor de filare și țesut, iar mai târziu alte întreprinderi industriale. Acest lucru a dus la o creștere bruscă a productivității muncii. Din acest moment britanicii au numărat începutul marii revoluții industriale, care a adus Anglia pe o poziție de lider în lume.
Motorul lui James Watt era potrivit pentru orice mașină, iar inventatorii mecanismelor autopropulsate s-au grăbit să profite de acest lucru. Așa s-a ajuns la transportul mașinii cu abur (barca cu aburi a lui Fulton, 1807; locomotiva cu abur a lui Stephenson, 1815). Datorită avantajului său în mijloacele de transport, Anglia a devenit puterea principală a lumii.
În 1785, Watt a brevetat invenția unui nou cuptor cu boiler și, în același an, una dintre mașinile lui Watt a fost instalată la Londra la fabrica de bere a lui Samuel Whitbread pentru măcinarea malțului. Mașina a făcut treaba în loc de 24 de cai. Diametrul cilindrului său a fost de 63 cm, cursa pistonului a fost de 1,83 m, iar diametrul volantului a ajuns la 4,27 m Mașina a supraviețuit până în prezent, iar astăzi poate fi văzută în acțiune la Muzeul Powerhouse din Sydney.

Compania Boulton and Watt, creată în 1775, a trecut prin toate vicisitudinile destinului, de la o scădere a cererii pentru produsele sale până la protecția drepturilor sale de invenție în instanțe. Cu toate acestea, din 1783, afacerile acestei companii, care monopoliza producția de mașini cu abur, au mers în sus. Așa că James Watt a devenit un om foarte bogat, iar Watt a oferit asistență foarte, foarte semnificativă Institutului Medical Pneumatic Thomas Beddoes (Beddoes, Thomas, 1760-1808), cu care a început să colaboreze în acest moment.
În ciuda activității sale viguroase în crearea de mașini cu abur, Watt s-a retras din funcția sa la Universitatea din Glasgow abia în 1800. La 8 ani de la demisie, a stabilit „Premiul Watt” pentru cei mai buni studenți și profesori ai universității. Laboratorul tehnic universitar în care și-a început activitățile a început să-i poarte numele. Un colegiu din Greenock (Scoția), orașul natal al inventatorului, poartă și numele de James Watt.

Evoluția mașinii cu abur de J. Watt

1774 Steam
pompa de carter 1781 Motor cu abur
cu cuplu pe arbore 1784 Motor cu abur
dublă acțiune cu KShM
Este interesant că la un moment dat Watt a propus o astfel de unitate ca „cai putere” ca unitate de putere. Această unitate de măsură a supraviețuit până în zilele noastre. Dar în Anglia, unde Watt este venerat ca un pionier al revoluției industriale, au decis diferit. În 1882, Asociația Britanică a Inginerilor a decis să numească o unitate de putere după el. Acum numele James Watt poate fi citit pe orice bec. Aceasta a fost prima dată în istoria tehnologiei când o unitate de măsură a primit propriul nume. Din acest incident a început tradiția de a atribui nume proprii unităților de măsură.

Watt a trăit o viață lungă și a murit pe 19 august 1819 la Heathfield, lângă Birmingham. Pe monumentul lui James Watt este scris: „A crescut puterea omului asupra naturii”. Așa au evaluat contemporanii activitățile celebrului inventator englez.

Invenția motoarelor cu abur a reprezentat un punct de cotitură în istoria omenirii. Undeva, la începutul secolelor XVII-XVIII, a început înlocuirea muncii manuale ineficiente, a roților de apă și a mecanismelor complet noi și unice - motoarele cu abur. Datorită lor, revoluțiile tehnice și industriale și într-adevăr tot progresul omenirii au devenit posibile.

Dar cine a inventat motorul cu abur? Cui îi datorează omenirea asta? Și când a fost asta? Vom încerca să găsim răspunsuri la toate aceste întrebări.

Chiar înainte de epoca noastră

Istoria creării mașinii cu abur începe în primele secole î.Hr. Heron din Alexandria a descris un mecanism care a început să funcționeze numai atunci când a fost expus la abur. Dispozitivul era o minge pe care erau atașate duze. Aburul a ieșit tangențial din duze, făcând astfel motorul să se rotească. Acesta a fost primul dispozitiv care a fost alimentat cu abur.

Creatorul motorului cu abur (sau mai bine zis, al turbinei) este Taghi al-Dinome (filozof, inginer și astronom arab). Invenția sa a devenit cunoscută pe scară largă în Egipt în secolul al XVI-lea. Mecanismul a fost proiectat după cum urmează: fluxurile de abur erau direcționate direct către mecanismul cu lame, iar atunci când se revărsa fum, lamele se roteau. Inginerul italian Giovanni Branca a propus ceva similar în 1629. Principalul dezavantaj al tuturor acestor invenții a fost consumul prea mare de abur, care, la rândul său, necesita cantități uriașe de energie și nu era practic. Evoluțiile au fost suspendate deoarece cunoștințele științifice și tehnice ale omenirii la acea vreme nu erau suficiente. În plus, nu era deloc nevoie de astfel de invenții.

Evoluții

Până în secolul al XVII-lea, crearea unei mașini cu abur a fost imposibilă. Dar, de îndată ce nivelul dezvoltării umane a crescut, primele copii și invenții au apărut imediat. Deși nimeni nu i-a luat în serios în acel moment. De exemplu, în 1663, un om de știință englez a publicat în presă un proiect al invenției sale, pe care l-a instalat în Castelul Raglan. Dispozitivul său servea la ridicarea apei pe zidurile turnurilor. Cu toate acestea, ca tot ce este nou și necunoscut, acest proiect a fost acceptat cu îndoială și nu au existat sponsori pentru dezvoltarea lui ulterioară.

Istoria creării unei mașini cu abur începe cu inventarea motorului cu abur și atmosferă. În 1681, un om de știință francez a inventat un dispozitiv care pompa apa din mine. La început, praful de pușcă a fost folosit ca forță motrice, iar apoi a fost înlocuit cu vapori de apă. Așa a apărut mașina de abur-atmosferă. Oamenii de știință din Anglia Thomas Newcomen și Thomas Severen au contribuit enorm la îmbunătățirea acestuia. Inventatorul rus autodidact Ivan Polzunov a oferit și el o asistență neprețuită.

Încercarea eșuată a lui Papen

Mașina abur-atmosferică, departe de a fi perfectă la acea vreme, a atras o atenție deosebită în domeniul construcțiilor navale. D. Papen și-a cheltuit ultimele economii pentru achiziționarea unui vas mic, pe care a început să instaleze o mașină de ridicare a apei cu abur și atmosferă de producție proprie. Mecanismul de acțiune a fost că, căzând de la înălțime, apa a început să rotească roțile.

Inventatorul și-a efectuat testele în 1707 pe râul Fulda. Mulți oameni s-au adunat să privească miracolul: o corabie care se deplasează de-a lungul râului fără pânze sau vâsle. Cu toate acestea, în timpul testelor, a avut loc un dezastru: motorul a explodat și mai multe persoane au murit. Autoritățile au fost supărate pe inventatorul nereușit și i-au interzis orice lucrare și proiecte. Nava a fost confiscată și distrusă, iar câțiva ani mai târziu Papen însuși a murit.

Eroare

Nava cu aburi Papen avea următorul principiu de funcționare. A fost necesar să turnați o cantitate mică de apă în fundul cilindrului. Sub cilindrul propriu-zis era un brazier, care servea la încălzirea lichidului. Când apa a început să fiarbă, aburul rezultat s-a extins și a ridicat pistonul. Aerul a fost împins afară din spațiul de deasupra pistonului printr-o supapă special echipată. După ce apa a fiert și a început să se reverse, a fost necesar să scoateți friteuza, să închideți robinetul pentru a elimina aerul și să folosiți apă rece pentru a răci pereții cilindrului. Datorită unor astfel de acțiuni, aburul din cilindru s-a condensat, s-a format un vid sub piston și, datorită forței presiunii atmosferice, pistonul a revenit la locul inițial. În timpul mișcării sale în jos, s-a făcut o muncă utilă. Cu toate acestea, eficiența motorului cu abur al lui Papen a fost negativă. Motorul navei era extrem de neeconomic. Și cel mai important, era prea complex și incomod de utilizat. Prin urmare, invenția lui Papin nu a avut viitor încă de la început.

Urmaritori

Cu toate acestea, povestea creării motorului cu abur nu s-a încheiat aici. Următorul, mult mai de succes decât Papen, a fost savantul englez Thomas Newcomen. A studiat mult timp lucrările predecesorilor săi, concentrându-se pe punctele slabe. Și luând tot ce este mai bun din munca lor, și-a creat propriul aparat în 1712. Noul motor cu abur (foto prezentată) a fost proiectat astfel: a fost folosit un cilindru, care se afla în poziție verticală, precum și un piston. Newcomen a luat asta din opera lui Papin. Cu toate acestea, aburul s-a format deja într-un alt cazan. O piele solidă a fost asigurată în jurul pistonului, ceea ce a crescut semnificativ etanșeitatea în interiorul cilindrului de abur. Această mașină era și abur-atmosferică (apa se ridica din mină folosind presiunea atmosferică). Principalele dezavantaje ale invenției au fost volumul și ineficiența acesteia: mașina „mânca” o cantitate imensă de cărbune. Cu toate acestea, a adus mult mai multe beneficii decât invenția lui Papen. Prin urmare, a fost folosit timp de aproape cincizeci de ani în temnițe și mine. A fost folosit pentru pomparea apelor subterane și, de asemenea, pentru drenarea navelor. Am încercat să-mi transform mașina pentru a putea fi folosită pentru trafic. Cu toate acestea, toate încercările lui au fost fără succes.

Următorul om de știință care s-a anunțat a fost D. Hull din Anglia. În 1736, el a prezentat lumii invenția sa: o mașină cu abur și atmosferă, care avea ca propulsie roți cu zbaturi. Dezvoltarea lui a fost mai reușită decât a lui Papin. Mai multe astfel de nave au fost imediat eliberate. Erau folosite în principal pentru a tracta barje, nave și alte nave. Cu toate acestea, fiabilitatea motorului cu abur-atmosferic nu a inspirat încredere, iar navele erau echipate cu pânze ca principal dispozitiv de propulsie.

Și deși Hull a fost mai norocos decât Papin, invențiile sale și-au pierdut treptat relevanța și au fost abandonate. Cu toate acestea, mașinile cu abur și atmosferă din acea vreme aveau multe deficiențe specifice.

Istoria creării unui motor cu abur în Rusia

Următoarea descoperire a avut loc în Imperiul Rus. În 1766, la uzina metalurgică din Barnaul a fost creată prima mașină cu abur, care alimenta cuptoarele de topire cu aer cu ajutorul unor suflante speciale. Creatorul său a fost Ivan Ivanovici Polzunov, căruia i s-a acordat chiar un grad de ofițer pentru serviciile sale aduse patriei sale. Inventatorul le-a prezentat superiorilor săi desene și planuri pentru o „mașină de pompieri” capabilă să alimenteze burduful suflantei.

Cu toate acestea, soarta i-a jucat o glumă crudă lui Polzunov: la șapte ani după ce proiectul său a fost acceptat și mașina a fost asamblată, el s-a îmbolnăvit și a murit de consum - cu doar o săptămână înainte de a începe testarea motorului său. Cu toate acestea, instrucțiunile lui au fost suficiente pentru a porni motorul.

Deci, la 7 august 1766, motorul cu abur al lui Polzunov a fost lansat și pus sub sarcină. Cu toate acestea, deja în noiembrie a aceluiași an s-a stricat. Motivul s-a dovedit a fi pereții prea subțiri ai cazanului, care nu era destinat încărcăturii. Mai mult, inventatorul a scris în instrucțiunile sale că acest cazan poate fi folosit doar în timpul testării. Producția unui nou cazan s-ar amortiza cu ușurință, deoarece eficiența motorului cu abur al lui Polzunov a fost pozitivă. În 1023 de ore de muncă, cu ajutorul lui au fost topite peste 14 kilograme de argint!

Dar, în ciuda acestui fapt, nimeni nu a început să repare mecanismul. Motorul cu abur al lui Polzunov a adunat praf timp de mai bine de 15 ani într-un depozit, până când lumea industriei a rămas nemișcată și s-a dezvoltat. Și apoi a fost complet demontat pentru piese. Se pare că în acel moment Rusia nu se maturizase încă suficient pentru a folosi motoare cu abur.

Cererile vremii

Între timp, viața nu a stat pe loc. Și omenirea s-a gândit în mod constant la crearea unui mecanism care să ne permită să nu depindem de natura capricioasă, ci să ne controlăm propriul destin. Toată lumea dorea să abandoneze vela cât mai repede posibil. Prin urmare, problema creării unui mecanism cu abur era constant în aer. În 1753, la Paris a fost lansată o competiție între meșteri, oameni de știință și inventatori. Academia de Științe a anunțat o recompensă pentru oricine poate crea un mecanism care poate înlocui puterea vântului. Dar, în ciuda faptului că astfel de minți precum L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix și alții au participat la competiție, nimeni nu a venit cu o propunere viabilă.

Anii au trecut. Iar revoluția industrială a cuprins tot mai multe țări. Primatul și conducerea printre alte puteri au mers invariabil în Anglia. Până la sfârșitul secolului al XVIII-lea, Marea Britanie a devenit creatorul unei industrie la scară largă, datorită căreia a câștigat titlul de monopol global în această industrie. Problema unui motor mecanic devenea din ce în ce mai presantă în fiecare zi. Și un astfel de motor a fost creat.

Primul motor cu abur din lume

Anul 1784 a fost un punct de cotitură pentru Anglia și lume în Revoluția Industrială. Iar omul responsabil pentru asta a fost mecanicul englez James Watt. Motorul cu abur creat de el a devenit cea mai faimoasă descoperire a secolului.

Timp de câțiva ani am studiat desenele, structura și principiile de funcționare ale mașinilor cu abur-atmosferă. Și pe baza tuturor acestora, a concluzionat că pentru ca motorul să funcționeze eficient, este necesară egalizarea temperaturilor apei din cilindru și a aburului care intră în mecanism. Principalul dezavantaj al mașinilor cu abur-atmosferă a fost nevoia constantă de a răci cilindrul cu apă. A fost scump și incomod.

Noul motor cu abur a fost proiectat diferit. Deci, cilindrul a fost închis într-o manta specială de abur. Astfel, Watt și-a atins starea de încălzire constantă. Inventatorul a creat un vas special scufundat în apă rece (condensator). Un cilindru era legat de el printr-o conductă. Când aburul a fost evacuat în cilindru, a trecut prin conductă în condensator și acolo s-a transformat înapoi în apă. În timp ce lucra la îmbunătățirea mașinii sale, Watt a creat un vid în condensator. Astfel, tot aburul care venea din cilindru era condensat în acesta. Datorită acestei inovații, procesul de expansiune a aburului a crescut foarte mult, ceea ce a făcut posibilă extragerea mult mai multă energie din aceeași cantitate de abur. A fost o realizare supremă.

Creatorul motorului cu abur a schimbat și principiul alimentării cu aer. Acum aburul a căzut mai întâi sub piston, ridicându-l astfel, apoi s-a colectat deasupra pistonului, coborându-l. Astfel, ambele curse ale pistonului din mecanism au devenit operaționale, ceea ce nici înainte nu era posibil. Iar consumul de cărbune pe cal putere a fost de patru ori mai mic decât, respectiv, cel al motoarelor cu abur-atmosferă, ceea ce a căutat James Watt. Motorul cu abur a cucerit foarte repede mai întâi Marea Britanie, apoi întreaga lume.

„Charlotte Dundas”

După ce întreaga lume a fost uimită de invenția lui James Watt, a început utilizarea pe scară largă a motoarelor cu abur. Așadar, în 1802, a apărut prima navă alimentată cu abur în Anglia - Charlotte Dundas. William Symington este considerat creatorul său. Barca a fost folosită pentru a tracta șlepuri de-a lungul canalului. Rolul de propulsie pe vas a fost jucat de o roata cu zbaturi montata pe pupa. Barca a trecut cu succes testele prima dată: a remorcat două barje uriașe de 18 mile în șase ore. În același timp, a fost foarte împiedicat de vântul în contra. Dar a reușit.

Și totuși, a fost așternut pentru că se temeau că din cauza valurilor puternice care s-au creat sub roata cu zbaturi, malurile canalului să fie spălate. Apropo, omul pe care întreaga lume îl consideră astăzi creatorul primei nave cu aburi a fost prezent la testele lui Charlotte.

în lume

Încă din tinerețe, constructorul naval englez a visat la o navă cu motor cu abur. Și acum visul lui a devenit realizabil. La urma urmei, inventarea motoarelor cu abur a fost un nou impuls în construcțiile navale. Împreună cu trimisul american R. Livingston, care a preluat partea materială a problemei, Fulton a preluat proiectul unei nave cu motor cu abur. A fost o invenție complexă bazată pe ideea unei elice de vâsle. De-a lungul laturilor navei erau țigle pe rând, imitând multe vâsle. În același timp, plăcile au continuat să se amestece între ele și să se rupă. Astăzi putem spune cu ușurință că același efect ar fi putut fi obținut cu doar trei sau patru panouri. Dar din punctul de vedere al științei și tehnologiei de atunci, era nerealist să vedem asta. Prin urmare, constructorii naval au avut o perioadă mult mai dificilă.

În 1803, invenția lui Fulton a fost prezentată lumii întregi. Nava cu abur s-a deplasat încet și uniform de-a lungul Senei, lovind mințile și imaginația multor oameni de știință și personalități din Paris. Cu toate acestea, guvernul lui Napoleon a respins proiectul, iar constructorii de nave nemulțumiți au fost nevoiți să-și caute avere în America.

Și astfel, în august 1807, prima navă cu aburi din lume numită Claremont, care era propulsată de un motor puternic cu abur (foto prezentată), a navigat de-a lungul Golfului Hudson. Mulți pur și simplu nu au crezut în succes.

Claremont a pornit în călătoria sa inaugurală fără marfă și fără pasageri. Nimeni nu a vrut să călătorească la bordul unei nave care trage focul. Dar deja pe drumul de întoarcere a apărut primul pasager - un fermier local care a plătit șase dolari pentru bilet. A devenit primul pasager din istoria companiei de transport maritim. Fulton a fost atât de mișcat încât i-a oferit temerașului o viață gratuită cu toate invențiile sale.

Istoria dezvoltării motorului cu abur este descrisă suficient de detaliat în acest articol. Iată cele mai cunoscute soluții și invenții din 1672-1891.

Primele evoluții.

Să începem cu faptul că încă din secolul al XVII-lea, aburul a început să fie considerat un mijloc de acționare, s-au efectuat tot felul de experimente cu acesta și abia în 1643 Evangelista Torricelli a descoperit efectul de putere al presiunii aburului. Christian Huygens, 47 de ani mai târziu, a proiectat prima mașină de putere, alimentată de explozia de praf de pușcă într-un cilindru. Acesta a fost primul prototip de motor cu ardere internă. Mașina de admisie a apei a Abbot Hautefey se bazează pe un principiu similar. Curând, Denis Papin a decis să înlocuiască forța exploziei cu forța mai puțin puternică a aburului. În 1690 a construit primul motor cu abur, cunoscut și sub numele de cazan de abur.

Acesta a constat dintr-un piston, care, cu ajutorul apei clocotite, s-a deplasat în sus în cilindru și, datorită răcirii ulterioare, a scăzut din nou - așa a fost creată forța. Întregul proces s-a desfășurat în felul acesta: sub cilindru s-a așezat un cuptor, care a servit simultan ca boiler; Când pistonul era în poziția superioară, cuptorul s-a deplasat înapoi pentru a facilita răcirea.

Mai târziu, doi englezi, Thomas Newcomen și Cowley – unul fierar, celălalt geam – au îmbunătățit sistemul, separând cazanul și butelia și adăugând un rezervor cu apă rece. Acest sistem acționa prin supape sau robinete, una pentru abur și una pentru apă, care erau deschise și închise alternativ. Apoi englezul Beighton a reconstruit controlul supapei într-un control cu ​​adevărat al ceasului.

Aplicarea motoarelor cu abur în practică.

Mașina lui Newcomen a devenit curând cunoscută peste tot și, în special, a fost îmbunătățită de sistemul cu dublă acțiune dezvoltat de James Watt în 1765. Acum Motor cu aburi s-a dovedit a fi suficient de complet pentru utilizarea în vehicule, deși datorită dimensiunilor sale era mai potrivit pentru instalații staționare. Watt și-a propus și invențiile în industrie; a construit și mașini pentru fabricile textile.

Prima mașină cu abur folosită ca mijloc de transport a fost inventată de francezul Nicolas Joseph Cugnot, inginer și strateg militar amator. În 1763 sau 1765, el a creat o mașină care putea transporta patru pasageri cu o viteză medie de 3,5 și o viteză maximă de 9,5 km/h. Prima încercare a fost urmată de o a doua - a apărut un vehicul care transporta arme. Desigur, a fost testat de militari, dar din cauza imposibilității funcționării pe termen lung (ciclul de funcționare continuă al noului utilaj nu a depășit 15 minute), inventatorul nu a primit sprijinul autorităților și finanțatorilor. Între timp, motorul cu abur era îmbunătățit în Anglia. După mai multe încercări nereușite ale lui Moore, William Murdoch și William Symington bazate pe mașina lui Watt, a apărut vehiculul feroviar al lui Richard Travisick, comandat de o mină de cărbune din Țara Galilor. Un inventator activ a venit pe lume: din minele subterane s-a ridicat la pământ și în 1802 a introdus omenirii într-o mașină de pasageri puternică care atingea o viteză de 15 km/h pe teren plan și 6 km/h pe un deal.

Vehiculele alimentate cu abur au fost din ce în ce mai folosite în Statele Unite: Nathan Reed i-a surprins pe locuitorii din Philadelphia în 1790 cu model de mașină cu abur. Cu toate acestea, compatriotul său Oliver Evans a devenit și mai faimos, care paisprezece ani mai târziu a inventat vehiculul amfibiu. După războaiele napoleoniene, în timpul cărora „experimentele auto” nu au fost efectuate, lucrările au început din nou inventarea si perfectionarea motorului cu abur. În 1821 ar putea fi considerat perfect și destul de de încredere. De atunci, fiecare progres în vehiculele cu abur a contribuit cu siguranță la dezvoltarea viitoarelor automobile.

În 1825, Sir Goldsworth Gurney a organizat prima linie de pasageri pe o secțiune de 171 km de la Londra la Bath. În același timp, a folosit o trăsură pe care a brevetat-o, care avea un motor cu abur. Aceasta a marcat începutul erei vagoanelor rutiere de mare viteză, care însă au dispărut în Anglia, dar s-au răspândit în Italia și Franța. Asemenea vehicule au atins cea mai mare dezvoltare odată cu apariția în 1873 a „Reverance” a lui Amédée Ballet cu o greutate de 4500 kg și a „Mancel” - unul mai compact, cântărind puțin peste 2500 kg și atingând o viteză de 35 km/h. Ambii au fost prevestitori ai tipului de tehnologie de performanță care a devenit caracteristică primelor mașini „adevărate”. În ciuda vitezei mari randamentul motorului cu abur era foarte mic. Bolle a fost cel care a patentat primul sistem de direcție care funcționează bine și a aranjat atât de bine elementele de comandă și control, încât îl putem vedea și astăzi pe panoul de bord.

În ciuda progresului extraordinar în dezvoltarea motorului cu ardere internă, puterea aburului a asigurat încă o funcționare mai uniformă și mai lină a mașinii și, prin urmare, a avut mulți susținători. La fel ca Bolle, care a construit alte mașini ușoare, precum Rapide în 1881 cu o viteză de 60 km/h, Nouvelle în 1873, care avea o punte față cu suspensie independentă, Leon Chevrolet a lansat mai multe mașini între 1887 și 1907 cu un generator de abur ușor și compact, patentat de el în 1889. De Dion-Bouton, fondată la Paris în 1883, a produs mașini alimentate cu abur în primii zece ani de existență și a obținut un succes semnificativ în acest sens - mașinile sale au câștigat cursa Paris-Rouen în 1894.

Succesul lui Panhard et Levassor în utilizarea benzinei a dus, însă, la faptul că De Dion a trecut la motoarele cu ardere internă. Când frații Bolle au preluat compania tatălui lor, au făcut același lucru. Apoi Chevrolet și-a reconstruit producția. Mașinile cu abur au dispărut de la orizont din ce în ce mai repede, deși erau folosite în Statele Unite încă dinainte de 1930. Chiar în acest moment producția s-a oprit și inventarea motoarelor cu abur