Что стало настоящим прорывом, изменившим ход промышленного и исторического развития человечества? Конечно, создание паровой машины. На границе XVII-XVIII веков было заметно тотальное стремление к замене маломощных «природных» двигателей, таких как ветряные мельницы и водяные колеса, на совершенно новые — паровые. Эти устройства стали основой промышленной революции и стали неотъемлемой частью пути к современным технологическим достижениям. Первым, кому приписывают изобретение паровой машины, является шотландский инженер Джеймс Уатт — кстати, именно его имя дало название международной единице мощности, ватту. Однако Уатт, по сути, лишь усовершенствовал уже существующие идеи и привнёс новый тип двигателя. История паровых машин, на самом деле, началась гораздо раньше.
Настоящий первый паровой двигатель
Ещё в I веке нашей эры древнегреческий учёный Герон Александрийский описал использование пара для движения механизмов. Он создал известный Эолипил — сферу с форсунками, которая, нагреваясь, вращалась под действием выходящего пара.
Хотя это устройство скорее можно считать игрой, яркая идея Герона о паровой тяге оставалась забытой на протяжении более чем полутора тысячелетий. В XVI веке арабский инженер и философ Таги-аль-Дин попытался возродить дух изобретательства, создав прообраз паровой турбины, предназначенной для вращения вертела. Почти через век, в 1615 году, француз Соломон де Ко описал устройство, которое использовало пар для подъема воды. В 1629 году итальянец Джованни Бранка разработал машину, похожую на турбину, где горячий пар направлялся на лопатки колеса, тем самым заставляя это колесо вращаться. В это же время испанский инженер Йеронимо Аянс де Бомонт создал машину с цилиндром, также оказавшую свое влияние на дальнейшие разработки паровых двигателей.
В 1663 году англичанин Эдвард Сомерсет описал машину для подъёма воды из шахт и получает патент на её изобретение. Построив её, Соммерсет установил её в один из английских замков, однако её эффективность себя, увы, не оправдала.
Особую значимость в становлении паровых машин внесли француз Дени Папен и англичанин Томас Сейвери. В середине 1670-х Папен усовершенствовал свой цилиндр, применив его для работы на пару, а Сейвери в 1698 году запатентовал свой механизм, который использовался для подъёма и откачивания воды, но его применение осталось ограниченным из-за несовершенства конструкций.
Тем не менее, идеи Папена и Сэйвери стали основой для паровой машины, созданной в 1712 году Томасом Ньюкоменом. Он соединил конструкции Сейвери и цилиндр Папена, получив достаточно успешный паровой насос. Управление этой машиной производилось вручную, и по легенде, в 1713 году юный Хэмфри Поттер придумал автоматизировать процесс работы клапанов. В 1715 году паровые машины Ньюкомена обрели систему автоматического парораспределения.
Важно отметить, что все упомянутые паровые машины были атмосферными: в них пар использовался для нагрева цилиндра, а не для приведения в движение механизма. Сами машины преимущественно применялись для подъёма воды, и о движении других механизмов с помощью пара никто и не думал. Паровые машины Ньюкомена оставались единственными, пригодными для промышленного использования, вплоть до 1760-х годов, когда Хэмфри Гэйнсборо предложил более усовершенствованное устройство.
Поворотный момент Уатта
Однако революцию в этой области совершил шотландский инженер Джеймс Уатт. В 1765 году он предположил использовать давление пара вместо вакуума для работы цилиндра.
В 1769 году он получил патент на свою идею, однако реальная машина была создана лишь в 1776 году из-за примитивного недостатка капитала. Основное изобретение Уатта, приведшее к его известности, появилось в 1781 году — он разработал паровую машину, преобразующую возвратно-поступательные движения поршня во вращение маховика. В 1784 году его машина обрела окончательную форму благодаря введению кривошипно-шатунного механизма, став известной как универсальная паровая машина, которая очень скоро была внедрена на фабриках и заводах.
Стоит также упомянуть о достижениях русских изобретателей: Иван Ползунов в период с 1763 по 1766 создавал свои паровые машины, которые продемонстрировали хорошие результаты. Однако, к сожалению, его разработки долго не просуществовали.
Таким образом, история паровых машин начинается не с Уатта, но именно его работа привела к созданию эффективной и удобной машины, кардинально изменившей промышленность и технологии. В 1882 году была установлена единица мощности — ватт, в честь Джеймса Уатта.
Спасибо, что дочитали статью до конца.
Подписывайтесь на канал Архаика, если вам было интересно, и ставьте лайки понравившимся статьям и комментируйте, - так я вижу, какие темы освещать в будущем. Вы очень поможете мне в развитии канала.
Также приглашаю вас почитать другие статьи на моём канале: