Прошло много времени с момента изобретения первого парового двигателя, прежде чем двигатели пришли в движение. История пара началась с потребности в более эффективных насосах для откачки воды из глубоких шахт. Уже существовало раннее устройство, известное как "Друг шахтера". сконструированное капитаном Сэвери в 1698 году, но оно не привело к дальнейшим разработкам и так и не получило широкого распространения. В начале XVIII века один из жителей Дартмута, Томас Ньюкомен, начал экспериментировать с другой идеей, и первый из его двигателей был установлен на угольной шахте в Дадли в 1812 году. Насосы работали за счет движения вверх и вниз насосных штанг - в простейшей форме с помощью рукоятки деревенского насоса. Насосы Ньюкомена были более масштабными. Насосные штанги были подвешены к одному концу шарнирной подвесной балки и опускались вниз под собственным весом. На противоположном конце балки находился поршень, плотно прилегающий к цилиндру. Пар впускался под поршень, а затем конденсировался, орошаясь холодной водой. В результате под поршнем создавался частичный вакуум, и давление воздуха заставляло его опускаться, опуская этот конец балки и тем самым поднимая стержни на другом конце.
Двигатель Ньюкомена, несомненно, справился с поставленной перед ним задачей. Однако двигатель был крайне неэффективным, поскольку нужна была энергия для постоянного подогрева цилиндра после каждого хода. Это было не особенно важно на угольных шахтах, где топливо вполне хватало для питания котлов. Гораздо больше проблем возникало в Корнуолле, где топливо в основном привозили по воде из Южного Уэльса с большими затратами. Корнуэльские инженеры сделали все возможное, чтобы улучшить двигатель, но успехи были незначительными. Молодой шотландский приборостроитель из университета Глазго заметил суть проблемы и увидел ее решение
Джеймс Уатт решил конденсировать пар в отдельном сосуде. чтобы цилиндр не терял тепло. Но тепло все равно уходило бы через открытый верх цилиндра. Чтобы решить эту проблему, он закрыл верхнюю часть и вместо давления воздуха, давящего на поршень, использовал давление пара. Атмосферный двигатель превратился в настоящий паровой двигатель. Уатт вступил в партнерство с бирмингемским бизнесменом Мэтью Боултоном и основал компанию по производству новых двигателей. Они получили патент на изобретение. Вскоре стало ясно, что, позволяя пару поочередно подаваться на по обе стороны поршня, отпадает необходимость в насосных штангах для обеспечения движения в одном направлении. А если бы поршень можно было перемещать вверх и вниз с помощью одного только пара, было бы просто преобразовать это движение вверх и вниз во вращение колеса.
Первое применение было связано для привода оборудования текстильных фабрик, но некоторые увидели новые возможности. Учитывая, что все ранние разработки паровой энергии происходило в Великобритании, возможно, немного удивительно, что первые успешные эксперименты по использованию паровых двигателей для наземного транспорта были проведены во Франции. Возможно, британских изобретателей отпугнул всеобъемлющий патент Уатта. Это был отставной офицер французской армии, Николя Жозеф Кугно, который видел проблемы, связанные с перевозкой тяжелой артиллерии с помощью лошадей, и решил, что паровая машина может стать лучшим решением. Он приступил к проектированию парового трактора, и его прототип, довольно необычное устройство, был испытано в 1769 году. Это было трехколесное транспортное средство. Сферический котел был подвешен над единственным передним колесом. Пар подавался к поршням, расположенным по обе стороны колеса. Они соединялись с храповиком. Поскольку это же колесо было и управляемым, машина должна была быть было практически неуправляемым. В 1770 году он построил вторую версию, которая оказалась не более управляемой, чем первая. На самом деле история, вероятно апокрифическая, гласит, что при первом запуске он вышел из-под контроля и снес кирпичную стену во французском арсенале, после чего власти запретили его.
В любом случае, он был практически бесполезен в боевых условиях, поскольку в нем отсутствовал существенный компонент - питательный насос. В результате, когда в котле заканчивалась вода воды, всю машину приходилось останавливать, давать ей остыть и затем доливать воду. Во Франции эксперимент с паром был гораздо более успешным. когда маркиз Жуффруа д'Аббанс разработал гребной пароход, который оказался достаточно успешным и был введен в эксплуатацию на реке Сена в 1783 году. Любые шансы на то, что Франция станет центром паровых инноваций, однако, исчезли, когда страна погрузилась в политическую революцию. Технологические события во Франции прошли практически незамеченными по ту сторону Ла-Манша в Великобритании. Разработка пароходов началось еще до конца XVIII века, но работы по созданию дорожных машин затянулись. Работа над дорожными машинами заняла больше времени.
Продолжение следует…..
Поддержите канал – поставьте лайк.
