Η πρώτη δικύλινδρη ατμομηχανή κενού της Ρωσίας σχεδιάστηκε από τον μηχανικό I.I. Polzunov το 1763 και χτίστηκε το 1764 στο Barnaul. Ο James Watt, που ήταν μέλος της επιτροπής για την αποδοχή της εφεύρεσης του Polzunov, έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια ατμομηχανή στο Λονδίνο τον Απρίλιο του 1784 και θεωρείται ο εφευρέτης της!

Πολζούνοφ, Ιβάν Ιβάνοβιτς

- μηχανικός που κατασκεύασε την πρώτη ατμομηχανή στη Ρωσία. γιος στρατιώτη των ορεινών εταιρειών του Αικατερίνμπουργκ, ήταν δέκα ετών και μπήκε στην Αριθμητική Σχολή του Αικατερίνμπουργκ, όπου αποφοίτησε από το μάθημα με τον τίτλο του φοιτητή μηχανικής. Μεταξύ αρκετών νέων, ο Polzunov στάλθηκε στο Barnaul σε κρατικά εργοστάσια εξόρυξης, όπου το 1763 ήταν αρχηγός φορτηγών. Ενώ ασχολούνταν με την κατασκευή μηχανών με κινητήρες νερού που χρησιμοποιούνται σε μεταλλουργεία και ορυχεία, ο Polzunov επέστησε την προσοχή στη δυσκολία κατασκευής τέτοιων μηχανών σε περιοχές απομακρυσμένες από ποτάμια, και έμεινε στην ιδέα της χρήσης ατμού ως μηχανή. Υπάρχουν κάποια στοιχεία που υποδηλώνουν ότι αυτή η ιδέα δεν του ήρθε ανεξάρτητα, αλλά υπό την επίδραση του βιβλίου του Schlatter: «Λεπτομερείς οδηγίες για εξόρυξη» (Αγία Πετρούπολη, 1760), στο δέκατο κεφάλαιο του οποίου η πρώτη περιγραφή ενός ατμού κινητήρας, δηλαδή μια μηχανή, δημοσιεύτηκε στα ρωσικά Newcomen. Ο Polzunov ξεκίνησε δυναμικά να εφαρμόσει την ιδέα του, άρχισε να μελετά τη δύναμη και τις ιδιότητες των υδρατμών, σχεδίασε σχέδια και έφτιαξε μοντέλα. Έχοντας πειστεί, μετά από μακροχρόνιες έρευνες και πειράματα, για τη δυνατότητα αντικατάστασης της κινητήριας δύναμης του νερού με τη δύναμη του ατμού και το αποδεικνύοντας αυτό σε μοντέλα, ο Polzunov τον Απρίλιο του 1763 απευθύνθηκε στον επικεφαλής των εργοστασίων Kolyvan-Voskresensk, υποστράτηγο A. I. Poroshin. , με μια επιστολή στην οποία, έχοντας περιγράψει τα κίνητρα που τον ώθησαν να βρει μια νέα δύναμη, ζήτησε κεφάλαια για να χτίσει αυτή που είχε εφεύρει " πυροσβεστικό όχημα". Το έργο του Polzunov αναφέρθηκε στο Υπουργικό Συμβούλιο της Αυτής Μεγαλειότητας με αίτημα να αποδεσμευτεί το ποσό που απαιτείται για την κατασκευή του μηχανήματος. Σύμφωνα με την έκθεση του Υπουργικού Συμβουλίου, ακολούθησε διάταγμα της Αικατερίνης II, με το οποίο αυτή, "για μεγαλύτερη ενθάρρυνση", παραχώρησε στον Polzunov στους μηχανικούς με μισθό και τον βαθμό του λοχαγού-υπολοχαγού μηχανικού, διέταξε 400 ρούβλια ως ανταμοιβή και υπέδειξε, «αν δεν χρειάζεται στα εργοστάσια, θα πρέπει να τον στείλουν στην Αγία Πετρούπολη, με ασήμι» για δύο έως τρία χρόνια στην Ακαδημία Επιστημών, για να συμπληρώσει την εκπαίδευσή του. Αλλά οι αρχές δεν άφησαν τον Πολζούνοφ να φύγει και ζήτησαν να τον στείλουν στην Ακαδημία Επιστημών, ακυρώθηκε για λίγο, «επειδή υπάρχει εξαιρετική ανάγκη εδώ, να το φέρει αυτό ατμοκίνητο μηχάνημα στην πράξη." Ενόψει αυτού, ο Polzunov έπρεπε να παραμείνει στη Σιβηρία μέχρι το τέλος της υπόθεσης. Μέχρι τότε, αναβλήθηκε και η έκδοση των προαναφερθέντων 400 ρουβλίων. Σύμφωνα με την εκτίμηση που υπέβαλε, του δόθηκαν τα απαραίτητα ποσά και υλικά και του δόθηκε η ευκαιρία να ξεκινήσει την κατασκευή. Στις 20 Μαΐου 1765, ο Polzunov ανέφερε ήδη ότι προπαρασκευαστικές εργασίεςολοκληρωθεί, και ότι το μηχάνημα θα τεθεί σε λειτουργία τον Οκτώβριο του ίδιου έτους. Αλλά το αυτοκίνητο δεν ήταν έτοιμο αυτή τη στιγμή. Σωρεία απρόβλεπτων δυσκολιών και η απειρία των εργαζομένων επιβράδυναν την πρόοδο των εργασιών. Επιπλέον, πολλά από τα υλικά που απαιτούνται για την κατασκευή του μηχανήματος δεν μπορούσαν να ληφθούν στη Σιβηρία. Έπρεπε να τα παραγγείλω από το Αικατερινούπολη και να περιμένω την παράδοση για αρκετούς μήνες. Τον Δεκέμβριο του 1765, ο Polzunov ολοκλήρωσε το μηχάνημα, ξοδεύοντας 7.435 ρούβλια σε αυτό. 51 καπίκια Ωστόσο, δεν μπόρεσε να δει την εφεύρεσή του σε δράση. Η δοκιμή του μηχανήματος είχε προγραμματιστεί στο Barnaul για τις 20 Μαΐου 1766 και στις 16 Μαΐου του ίδιου έτους ο Polzunov είχε ήδη πεθάνει «από σοβαρή αιμορραγία του λάρυγγα». Το μηχάνημα του Polzunov, υπό την ηγεσία των μαθητών του Levzin και Chernitsin, έλιωσε 9.335 πόντους μεταλλευμάτων Zniznogorsk στο Barnaul μέσα σε δύο μήνες, αλλά σύντομα η λειτουργία του στο Barnaul τερματίστηκε «ως περιττή» και δεν υπάρχουν πληροφορίες εάν χρησιμοποιήθηκε σε αυτά που δεν διέθετε υδροκίνητους κινητήρες Το εργοστάσιο του Zmeinogorsk και το ορυχείο Semenovsky, όπου προοριζόταν αρχικά από τον ίδιο τον εφευρέτη και τους ανωτέρους του. ” Το Μουσείο Μεταλλείων Barnaul έχει ένα μοντέλο της μηχανής του Polzunov. Ο Polzunov δεν μπορεί να πιστωθεί, όπως κάνουν ορισμένοι, με την τιμή να εφεύρει την πρώτη ατμομηχανή. Ωστόσο, η μηχανή του Polzunov ήταν πράγματι η πρώτη ατμομηχανή που κατασκευάστηκε στη Ρωσία και δεν εισήχθη από το εξωτερικό. η χρήση ατμομηχανής το 1765 όχι για ανύψωση νερού, αλλά για άλλο βιομηχανικό σκοπό, θα πρέπει να θεωρείται ανεξάρτητη εφεύρεση, αφού στην Αγγλία η πρώτη χρήση ατμομηχανής για άντληση αέρα έγινε μόλις το 1765.

Οι άνθρωποι μπόρεσαν να βάλουν ατμό στην υπηρεσία της ανθρωπότητας μόλις στο τέλος του 17ου αιώνα. Αλλά και στην αρχή της εποχής μας, ο αρχαίος Έλληνας μαθηματικός και μηχανικός Ήρων της Αλεξάνδρειας έδειξε ξεκάθαρα ότι μπορεί και πρέπει να είναι κανείς φίλος με τον ατμό. Μια ξεκάθαρη επιβεβαίωση αυτού ήταν η Geronovsky aeolipile, στην πραγματικότητα, η πρώτη ατμοστρόβιλος- μια μπάλα που περιστρεφόταν με τη δύναμη των πίδακες υδρατμών. Δυστυχώς, πολλές καταπληκτικές εφευρέσεις των αρχαίων Ελλήνων ξεχάστηκαν οριστικά για πολλούς αιώνες. Μόνο τον 17ο αιώνα υπάρχει περιγραφή για κάτι παρόμοιο με μια ατμομηχανή. Ο Γάλλος Salomon de Caus, ο οποίος ήταν κάποτε οικοδόμος και μηχανικός του Φρειδερίκου Ε' του Παλατινάτου, στο δοκίμιό του με ημερομηνία 1615, περιέγραψε μια κούφια σιδερένια σφαίρα με δύο σωλήνες: έναν παραλήπτη και έναν υγρό απελευθέρωσης. Εάν γεμίσετε τη μπάλα με νερό και τη θερμάνετε, τότε μέσω του δεύτερου σωλήνα το νερό θα αρχίσει να ανεβαίνει προς τα πάνω, υπακούοντας στην επίδραση των ατμών. Το 1663, ο Άγγλος Edward Somerset, Marquess of Worchester, έγραψε ένα φυλλάδιο στο οποίο μίλησε για μια μηχανή που μπορούσε να σηκώσει το νερό προς τα πάνω. Ταυτόχρονα, ο Somerset έλαβε ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας («προνόμιο») για το περιγραφόμενο μηχάνημα. Όπως βλέπουμε, όλες οι σκέψεις των εφευρετών της Νέας Εποχής περιστρέφονταν γύρω από την άντληση νερού από ορυχεία και ορυχεία, η οποία, πρέπει να σημειωθεί, προήλθε από ένα επείγον έργο. Επομένως, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι οι επόμενοι τρεις εφευρέτες, που συζητούνται παρακάτω, ασχολήθηκαν επίσης κυρίως με τη δημιουργία μιας ατμομηχανής για την άντληση νερού. Προς το τέλος του 17ου αιώνα, δύο άνθρωποι στην Ευρώπη δούλευαν πιο αποτελεσματικά για να δαμάσουν τον ατμό - ο Denis Papin και ο Thomas Savery.

Το αυτοκίνητο «φωτιά» του Σέιβερι.

Στις 2 Ιουλίου 1698, ο Άγγλος Savery έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για μια μηχανή άντλησης νερού από ορυχεία. Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ανέφερε: «Διεκδικείται προνόμιο στον Thomas Savery επειδή μόνος του δοκίμασε μια νέα εφεύρεση για την ανύψωση νερού, την περιστροφή όλων των ειδών μύλους από τις δυνάμεις της φωτιάς, η οποία θα είναι πολύ σημαντική για την αποστράγγιση των ορυχείων, την τροφοδοσία των πόλεων με νερό και την περιστροφή όλων των ειδών. των μύλων.» ΠρωτότυποΜε την ονομασία «Fire engine» το 1699 εκτέθηκε στη Βασιλική Επιστημονική Εταιρεία του Λονδίνου. Το μηχάνημα του Savery λειτουργούσε με αυτόν τον τρόπο: μια σφραγισμένη δεξαμενή γεμίστηκε με ατμό και στη συνέχεια η εξωτερική επιφάνεια της δεξαμενής ψύχθηκε με κρύο νερό, το οποίο προκάλεσε τη συμπύκνωση του ατμού, δημιουργώντας ένα μερικό κενό στη δεξαμενή. Στη συνέχεια, το νερό από το κάτω μέρος του άξονα αναρροφήθηκε στη δεξαμενή μέσω του σωλήνα εισαγωγής και, αφού εισήχθη ένα νέο τμήμα ατμού, ωθήθηκε προς τα έξω μέσω του σωλήνα εξόδου. Αξίζει να σημειωθεί ότι η εφεύρεση του Savery ήταν παρόμοια με τη μηχανή του Somerset και πολλοί πιστεύουν ότι ο Savery εμπνεύστηκε άμεσα από τον τελευταίο. Δυστυχώς, η «φλογερή» μηχανή του Savery είχε τα μειονεκτήματά της. Το σημαντικότερο από αυτά είναι η αδυναμία άντλησης νερού από βάθη άνω των 15 μέτρων, αν και εκείνη την εποχή υπήρχαν ήδη ορυχεία των οποίων το βάθος ξεπερνούσε τα 100 μέτρα. Επιπλέον, το αυτοκίνητο κατανάλωνε πολλά καύσιμα, τα οποία δεν δικαιολογούνταν ούτε από την εγγύτητα μεγάλη ποσότητακάρβουνο στο ορυχείο. Ο Γάλλος Denis Papin, γιατρός με εκπαίδευση, μετακόμισε στο Λονδίνο το 1675. Ο Papen έκανε αρκετές ανακαλύψεις που έγραψαν για πάντα το όνομά του στην ιστορία. Αρχικά, η Papen εφευρίσκει μια χύτρα ταχύτητας - το "Papen's Cauldron". Ο πρώην γιατρός μπόρεσε να καθορίσει τη σχέση μεταξύ της πίεσης και του σημείου βρασμού του νερού. Σφραγισμένος λέβητας με βαλβίδα ασφαλείας χάρη σε υψηλή πίεση του αίματοςστο εσωτερικό, έφερε το νερό σε βράση πολύ αργότερα, οπότε η θερμοκρασία επεξεργασίας των προϊόντων αυξήθηκε και το τελευταίο μαγείρεψε πολλές φορές πιο γρήγορα. Το 1674, ο Papin δημιούργησε μια μηχανή πυρίτιδας: η πυρίτιδα αναφλέγεται σε έναν κύλινδρο, με αποτέλεσμα το έμβολο μέσα στον κύλινδρο να κινείται. Μία «παρτίδα» αερίων απελευθερώθηκε από τον κύλινδρο ειδική βαλβίδα, και το άλλο δροσιζόταν. Σχηματίστηκε ένα κενό (αν και ασθενές) στον κύλινδρο και η ατμοσφαιρική πίεση ώθησε το έμβολο προς τα κάτω. Το 1698, ο Papin εφηύρε μια ατμομηχανή χρησιμοποιώντας νερό που θερμαινόταν μέσα σε έναν κάθετο κύλινδρο - ο ατμός που προέκυψε κινούσε το έμβολο προς τα πάνω. Στη συνέχεια ο κύλινδρος ψύχθηκε με νερό, ο ατμός συμπυκνώθηκε και δημιουργήθηκε ένα κενό. Η ίδια ατμοσφαιρική πίεση ανάγκασε το έμβολο να πέσει κάτω. Παρά την προοδευτικότητα της μηχανής του (παρουσία ενός εμβόλου), ο Papin δεν μπόρεσε να αποσπάσει σημαντικά μερίσματα από αυτό, καθώς ο Savery κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια αντλία ατμού και δεν υπήρχαν άλλες εφαρμογές για ατμομηχανές εκείνη την εποχή (αν και το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Savery έδειξε δυνατότητα «περιστροφικών μύλων»). Το 1714, στην πρωτεύουσα της Βρετανικής Αυτοκρατορίας, ο Πάπεν πέθανε στη φτώχεια και τη μοναξιά. Ένας άλλος Άγγλος, ο Thomas Newcomen, γεννημένος το 1663, αποδείχθηκε πολύ πιο επιτυχημένος. Ο Newcomen διάβασε προσεκτικά τα έργα τόσο του Savery όσο και του Papin, γι' αυτό και μπόρεσε να καταλάβει αδύναμα σημείαπροηγούμενα αυτοκίνητα, ενώ έπαιρνε το καλύτερο από αυτά. Το 1712, μαζί με τον υαλουργό και υδραυλικό John Calley, κατασκεύασε την πρώτη του ατμομηχανή. Χρησιμοποιούσε κάθετο κύλινδρο με έμβολο, όπως το μηχάνημα του Papin. Ωστόσο, ο ατμός παρήχθη σε ξεχωριστό λέβητα ατμού, ο οποίος ήταν παρόμοιος με την αρχή λειτουργίας της μηχανής «φωτιάς» του Savery. Η στεγανότητα στο εσωτερικό του κυλίνδρου ατμού αυξήθηκε από ένα δέρμα που στερεώθηκε γύρω από το έμβολο. Η μηχανή της Newcomen ήταν και αυτή ατμοατμοσφαιρική, δηλ. Η άνοδος του νερού από το ορυχείο πραγματοποιήθηκε υπό την επίδραση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Ήταν αρκετά ογκώδες και «έφαγε» πολύ κάρβουνο. Ωστόσο, το μηχάνημα της Newcomen απέφερε ασύγκριτα πιο πρακτικά οφέλη, γι' αυτό και χρησιμοποιήθηκε στα ορυχεία για σχεδόν μισό αιώνα. Στην Αγγλία, για παράδειγμα, επέτρεψε την επαναλειτουργία εγκαταλελειμμένων ορυχείων που είχαν πλημμυρίσει με υπόγεια νερά. Και ένα άλλο εντυπωσιακό παράδειγμα της αποτελεσματικότητας της μηχανής του Newcomen - το 1722 στην Κρονστάνδη, σε μια ξηρά αποβάθρα, το νερό αντλήθηκε από ένα πλοίο μέσα σε δύο εβδομάδες, ενώ με ένα απαρχαιωμένο σύστημα άντλησης που χρησιμοποιεί ανεμόμυλους θα χρειαζόταν ένας χρόνος. Παρ 'όλα αυτά, ο Thomas Newcomen δεν έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την ατμομηχανή του λόγω της πατέντας του Savery. Η δυνατότητα χρήσης της ατμομηχανής του Newcomen για την ώθηση ενός οχήματος εξετάστηκε από τους σχεδιαστές, ιδίως, για την οδήγηση ενός τροχού με κουπιά σε ένα πλοίο. Ωστόσο, οι προσπάθειες ήταν ανεπιτυχείς. Ο James Watt είχε την ευκαιρία να εφεύρει μια συμπαγή αλλά ισχυρή ατμομηχανή. Το 1763, ο Watt, ένας μηχανικός στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης, έλαβε το καθήκον να επισκευάσει την ατμομηχανή του Newcomen. Κατά τη διαδικασία επισκευής, ο Watt έρχεται με την ακόλουθη ιδέα - ο κύλινδρος της ατμομηχανής πρέπει να διατηρείται συνεχώς θερμαινόμενος, γεγονός που θα μειώσει απότομα την κατανάλωση καυσίμου. Το μόνο που έμενε ήταν να καταλάβουμε πώς να συμπυκνωθεί ο ατμός σε αυτή την περίπτωση. Ξημέρωσε ο Βατ ενώ έκανε τη βραδινή του άσκηση κοντά στα πλυντήρια. Βλέποντας σύννεφα ατμού που προσπαθούν να ξεφύγουν κάτω από τα καλύμματα του λέβητα, ο εφευρέτης συνειδητοποίησε ξαφνικά ότι ο ατμός ήταν αέριο και πρέπει να κινηθεί σε έναν κύλινδρο με χαμηλή πίεση αίματος. Ο Watt αναλαμβάνει το θέμα αποφασιστικά. Χρησιμοποιεί μια αντλία νερού και μεταλλικούς σωλήνες, από τους οποίους η αντλία θα αντλεί νερό και ατμό, δημιουργώντας μειωμένη πίεση στον τελευταίο, και αυτή, από τους σωλήνες, θα αρχίσει να μεταφέρεται στον κύλινδρο εργασίας της ατμομηχανής. Για τη διαδρομή ισχύος, το Watt χρησιμοποιεί την πίεση ατμού, εγκαταλείποντας έτσι την ατμοσφαιρική πίεση, κάτι που ήταν ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός. Για το σκοπό αυτό, για να μην περάσει ατμός μεταξύ του κυλίνδρου και του εμβόλου, ένα σχοινί κάνναβης εμποτισμένο με λάδι τυλίχτηκε γύρω από το έμβολο κατά μήκος ειδικών αυλακώσεων. Αυτή η μέθοδος κατέστησε δυνατή την επίτευξη αρκετά υψηλής στεγανότητας μέσα στον κύλινδρο ατμού. Το 1769, ο Watt έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη «δημιουργία ατμομηχανή, στην οποία η θερμοκρασία του κινητήρα θα είναι πάντα ίση με τη θερμοκρασία του ατμού, παρά το γεγονός ότι ο ατμός θα ψύχεται σε θερμοκρασία κάτω από εκατό βαθμούς." Το 1772, ο James Watt γνώρισε τον βιομήχανο Matthew Bolton. Αυτός ο πλούσιος κύριος αγόρασε και επέστρεψε τα πάντα στον Watt τις πατέντες του, τις οποίες ο δύστυχος εφευρέτης αναγκάστηκε να ενέχυρο για χρέη. Με την υποστήριξη του Bolton, το έργο του Watt επιταχύνθηκε. Ήδη το 1773, ο Watt δοκίμαζε την ατμομηχανή του· εκτελούσε την ίδια λειτουργία ενός αντλία ατμού, αλλά απαιτούσε πολύ λιγότερο άνθρακα Βλέποντας τα προφανή πλεονεκτήματα της μηχανής Watt, ο Bolton άνοιξε μια εταιρεία από κοινού με τον εφευρέτη για την παραγωγή ατμομηχανών και η παραγωγή τους ξεκίνησε στην Αγγλία το 1774. Οι πωλήσεις ατμομηχανών πήγαν τόσο καλά που ο Bolton ήθελε να φτιάξει ένα νέο κατάστημα έλασης, για το οποίο ζήτησε από τον Watt να δημιουργήσει μια ειδική ατμομηχανή - για να οδηγεί μηχανές κύλισης Ο Watt αντιμετώπισε έξοχα το έργο και το 1781 κατοχύρωσε μια ατμομηχανή «για την κίνηση γύρω από έναν άξονα με σκοπό την οδήγηση άλλα μηχανήματα». Έτσι, η πρώτη ατμομηχανή γεννήθηκε όχι για να σηκώσει νερό από τον πυθμένα των ορυχείων, αλλά για να θέσει σε κίνηση μηχανές. Το νέο μηχάνημα της Watt είχε αρκετές βελτιώσεις. Για παράδειγμα, ένας ρυθμιστής για ομοιόμορφη περιστροφή του κύριου άξονα μιας ατμομηχανής, καθώς και ένας πλανητικός μηχανισμός για τη δημιουργία κυκλική κίνηση. Το τελευταίο Watt εφευρίσκει γιατί για να εφαρμόσει μηχανισμός στροφάλουδεν του επιτρέπεται να το κάνει από έγκυρο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Αλλά το 1784, ο Watt κατάφερε ακόμα να λάβει άδεια να χρησιμοποιήσει έναν μηχανισμό στροφάλου σε μια ατμομηχανή. Έτσι, η πρώτη παγκόσμια ατμομηχανή, που δημιουργήθηκε από τον Watt, άρχισε να οδηγεί βιομηχανικές μηχανές, προαναγγέλλοντας την έλευση της εποχής των ατμομηχανών. Πολύ σύντομα, ο ατμός θα αρχίσει να μετακινεί ατμόπλοια και τρένα, χάρη στα οποία η ανθρώπινη ζωή θα αλλάξει ριζικά. Τα τεράστια πλεονεκτήματα του James Watt δεν πέρασαν απαρατήρητα από τους μεταγενέστερους - το 1819, με εντολή του αγγλικού κοινοβουλίου, ανεγέρθηκε ένα μαρμάρινο μνημείο στον μεγάλο εφευρέτη στο Αβαείο του Westminster. Πιστεύεται ότι το πρώτο ατμόπλοιο κατασκευάστηκε από τον Αμερικανό Robert Fulton το 1807 - το πλοίο του με τροχό κουπιών ονομαζόταν Claremont. Στην αρχή, ο Fulton προσπάθησε να χρησιμοποιήσει ατμό για να προωθήσει τα κουπιά, αλλά στη συνέχεια στράφηκε στην πιο επιτυχημένη ιδέα του τροχού. Ο Φούλτον έκανε το πρώτο του ταξίδι στο Claremont μόνος του, αφού οι κάτοικοι της γύρω περιοχής αρνήθηκαν κατηγορηματικά να επιβιβαστούν στο «διαβολικά» κάπνισμα. Αλλά επάνω δρόμο της επιστροφήςΈνας γενναίος άνδρας πλησίασε τελικά τον Fulton, για τον οποίο έλαβε από τον εφευρέτη το δικαίωμα για ισόβια δωρεάν ταξίδια στο Claremont. Στη συνέχεια, τα ταξίδια του πλοίου του Fulton έγιναν συνηθισμένα - το Claremont μετέφερε ανθρώπους κατά μήκος του ποταμού Hudson από τη Νέα Υόρκη στο Albany, φτάνοντας σε ταχύτητα περίπου 5 κόμβων (9 km/h). Το πρώτο βιδωτό ατμόπλοιο κατασκευάστηκε το 1838 από τον Άγγλο Φράνσις Σμιθ. Η χρήση ελίκων αντί για τροχούς με κουπιά έχει βελτιωθεί σημαντικά ποιότητα κύλισηςατμόπλοια. Τα βοηθητικά πανιά εξαφανίζονται σταδιακά στα ατμόπλοια (θυμηθείτε ότι το 1819 το αμερικανικό ατμόπλοιο Savannah διέσχισε τον Ατλαντικό Ωκεανό κυρίως με τη βοήθεια πανιών) και στις αρχές του 20ου αιώνα, τα ίδια τα ιστιοφόρα άρχισαν να γίνονται ιστορία. Η πρώτη ατμομηχανή κατασκευάστηκε από τον Βρετανό Richard Trevithick. Ήταν ένα ατμοκίνητο βαγόνι που κινούνταν σε ράγες με ταχύτητα 7 χλμ./ώρα και μετέφερε ένα τρένο βάρους 7 τόνων. Το 1804, ένας μικρός σιδηρόδρομος κατασκευάστηκε στο Λονδίνο για να δοκιμάσει την ατμομηχανή Trevithick. Στην εποχή μας, τόσο τα ατμόπλοια όσο και οι ατμομηχανές έχουν γίνει εδώ και καιρό ιστορικό αξιοπερίεργο, το οποίο, ωστόσο, μπορεί να βρεθεί στα περισσότερα διαφορετικές χώρες. Έτσι, στη Νορβηγία, στη λίμνη Mjøs, εξακολουθεί να λειτουργεί το παλαιότερο ατμόπλοιο με κουπιά στον κόσμο, το Skibladner, που κατασκευάστηκε το 1856. Με τη σειρά τους, οι ατμομηχανές χρησιμοποιούνται ενεργά σε χώρες του τρίτου κόσμου, πράγμα που σημαίνει ότι ο ατμός εξακολουθεί να εξυπηρετεί πιστά την ανθρωπότητα.

«Steam Cart» του Cugno.

Ένα ξεχωριστό ορόσημο στην ιστορία του ατμού - ατμοκίνητα αυτοκίνητα. Το πρώτο ατμοκίνητο αυτοκίνητο ("steam cart") κατασκευάστηκε από τον Γάλλο Nicolas-Joseph Cugot (Cugot) το 1769. Ήταν ένα πολύ βαρύ κάρο, που ζύγιζε περισσότερο από έναν τόνο, το οποίο δύο άτομα μετά βίας μπορούσαν να το χειριστούν. Αισθητικά, το αυτοκίνητο δεν φαινόταν πολύ όμορφο - ο λέβητας, σαν ένα δοχείο σε μια λαβή, ήταν τοποθετημένος μπροστά από το όχημα. Το «καρότσι» του Cugno ανέπτυξε ταχύτητα περίπου 2-4 km/h και μπορούσε να μεταφέρει έως και 3 τόνους φορτίου. Ήταν δύσκολο να λειτουργήσει - για να διατηρηθεί η πίεση του ατμού, που έπεφτε γρήγορα, ήταν απαραίτητο να σταματάτε και να ανάβετε την εστία κάθε τέταρτο της ώρας. Στο τέλος, στο επόμενο test drive, ο Cugnot και ο πυροσβέστης (παρεμπιπτόντως, ο πυροσβέστης στα γαλλικά ακούγεται σαν «σοφέρ», από όπου προήλθε η λέξη «σοφέρ») υπέστησαν ένα ατύχημα στο απότομη στροφή, προκαλώντας έκρηξη του λέβητα, προκαλώντας θόρυβο σε όλο το Παρίσι. Ο Cunho έφτιαξε ένα νέο «καρότσι», αλλά δεν έφτασε στις μάζες. Το 1794 παραδόθηκε στο μουσείο. Ένας άλλος Γάλλος, ο Leon Serpollet, συνέβαλε σημαντικά στην ανάπτυξη των ατμομηχανών. Το 1875, δημιούργησε ένα μικρό αλλά ισχυρό ατμόπλοιο. Ο Leon αποφάσισε ότι ήταν καλύτερο να ζεστάνει το νερό όχι σε λέβητα, αλλά σε θερμαινόμενους σωλήνες, όπου μετατρέπεται σε ατμό πολύ γρήγορα. Το πρώτο όχημα εργασίας του Serpolle ήταν μια διθέσια, τρίτροχη άμαξα από ξύλο. Στην αρχή, η αστυνομία απαγόρευσε στον Γάλλο να ταξιδεύει ακόμη και τη νύχτα, αλλά το 1888 τελικά ενέδωσε και εξέδωσε επίσημο έγγραφο με άδεια να ταξιδέψει. Ο Serpollet δεν σταμάτησε εκεί. Αντί για κάρβουνο, αρχίζει να χρησιμοποιεί υγρό καύσιμο, το οποίο τροφοδοτήθηκε σε δύο καυστήρες. Το 1900 άνοιξε μια εταιρεία μαζί με τον Αμερικανό Frank Gardner - Gardner-Serpollet. Το 1902, ο Serpollet δημιούργησε ένα αγωνιστικό ατμοκίνητο αυτοκίνητο και σημείωσε με αυτό παγκόσμιο ρεκόρ ταχύτητας ξηράς στη Νίκαια - 120,77 km/h. Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι εκείνη την εποχή τα ατμοκίνητα αυτοκίνητα ανταγωνίζονταν με μεγάλη επιτυχία τα αντίστοιχα βενζινοκίνητα και ηλεκτρικά. Οι πρώτες άκμασαν ιδιαίτερα στις ΗΠΑ, όπου για παράδειγμα το 1900 παρήγαγαν 1690 ατμού, 1585 ηλεκτρικά και μόνο 936 αυτοκίνητα βενζίνης. Ατμόλουτραχρησιμοποιήθηκαν στις ΗΠΑ μέχρι τη δεκαετία του 1930. Στο πρώτο μισό του 19ου αιώνα κατασκευάστηκαν και ατμοτρακτέρ, ιδίως με παρακολουθούνται. Ωστόσο, ο συντελεστής χρήσιμη δράσηοι ατμομηχανές αντιπροσώπευαν μόνο το 5%. Για το λόγο αυτό, στις αρχές του εικοστού αιώνα, οι ατμομηχανές στα αυτοκίνητα αντικαταστάθηκαν από κινητήρες εσωτερικής καύσης. Με τη βοήθειά τους, τα αυτοκίνητα έχουν γίνει πιο οικονομικά, ελαφρύτερα και πιο γρήγορα. Είναι αδύνατο να μην αναφέρουμε άλλες, λιγότερο επιτυχημένες χρήσεις του ατμού στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ού αιώνα. Η ευρεία χρήση ατμόπλοιων, ατμομηχανών και ατμοκίνητων αυτοκινήτων ώθησε τους εφευρέτες να σκεφτούν ότι ο ατμός θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην αεροπορία και στον στρατό. Αλίμονο, ο ατμός δεν ήταν χρήσιμος σε αυτές τις περιοχές. Αν και μέχρι τα μέσα του 19ου αιώνα έγιναν αρκετές προσπάθειες να δημιουργηθούν αεροπλάνα με ατμομηχανή. Ο Άγγλος William Henson κατασκεύασε το Ariel Steam Carridge, το οποίο είχε μια ατμομηχανή 25-30 ίππων που τροφοδοτούσε προπέλεςμε διάμετρο 3,05 μ. Για τη μείωση του βάρους του μηχανήματος, ο συμβατικός λέβητας αντικαταστάθηκε από ένα σύστημα κωνικού δοχείου με χρήση συμπυκνωτή αέρα. Το 1844-1847, ο Χένσον δοκίμασε τα αεροπλάνα του χωρίς επιτυχία. Όλα τελείωσαν ανεπιτυχώς. Αλλά ήδη το 1848, ο John Stringfellow κατασκεύασε τελικά ένα αεροπλάνο που απογειώθηκε από το έδαφος, αν και όχι για πολύ. Η αποθέωση της «φερρυμανίας» στην αεροναυπηγική ήταν το αεροπλάνο Hayrem Stevens Maxim, το οποίο είχε ατμομηχανή ισχύος 360 ίππων και μπορούσε να συγκριθεί σε μέγεθος με διώροφο σπίτι. Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι το αεροπλάνο του Maxim κατέρρευσε μέσα σε μια νύχτα, όπως όλα τα όνειρα των ανθρώπων να κατακτήσουν τον αέρα με τη βοήθεια του ατμού. Αν και, σημειώνουμε ότι το 1896, ο Αμερικανός Samuel Pierpont Langley παρόλα αυτά κατασκεύασε ένα αεροπλάνο με ατμομηχανή, το οποίο πέταξε για περίπου ένα χιλιόμετρο χωρίς πιλότο μέχρι να τελειώσει τα καύσιμα. Ο Langley ονόμασε τη δημιουργία του «αεροδρόμιο» (μεταφρασμένο από τα αρχαία ελληνικά ως «τρέξιμο στον αέρα»). Ωστόσο, στις αρχές του 20ου αιώνα, ήταν σαφές σε όλους ότι οι ογκώδεις ατμομηχανές δεν ήταν κατάλληλες για αεροναυπηγική, ειδικά επειδή εκείνη τη στιγμή οι βενζινοκινητήρες είχαν αποδειχτεί εξαιρετικοί στα αεροπλάνα - στις 17 Δεκεμβρίου 1903, το διάσημο αεροπλάνο της Wright Brothers , εξοπλισμένο με κινητήρα βενζίνης, εμφανίστηκε στον ουρανό. Τα πράγματα δεν ήταν καλύτερα με τον ατμό στον στρατό. Αλλά ο ίδιος ο Λεονάρντο ντα Βίντσι περιέγραψε ένα κανόνι που εκτόξευε βλήματα μόνο με τη δύναμη της φωτιάς και του νερού. Ο μεγάλος Φλωρεντίνος πρότεινε ότι ένα μακρύ χάλκινο βαρέλι με πυρήνα, τοποθετημένο σε κλίβανο στο ένα άκρο, θα μπορούσε να εκτοξεύσει ένα βλήμα εάν εγχυόταν λίγο νερό στο διαμέρισμα πίσω από τον πυρήνα όταν ο σωλήνας ζεσταινόταν πολύ. Ο Λεονάρντο πίστευε ότι το νερό σε τόσο υψηλή θερμοκρασία θα εξατμιζόταν πολύ γρήγορα και, γινόμενος ανάλογο της πυρίτιδας, θα έσπρωχνε την οβίδα έξω με μεγάλη ταχύτητα. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ιδέα του ατμοβόλου αποδίδεται στον Αρχιμήδη. Τα αρχαία χειρόγραφα αναφέρουν ότι κατά την πολιορκία των Συρακουσών το 212 π.Χ., ρωμαϊκά πλοία εκτοξεύτηκαν από κανόνια. Αλλά τότε δεν υπήρχε μπαρούτι στην Ευρώπη! Και ο Λεονάρντο ντα Βίντσι πρότεινε ότι ο Αρχιμήδης, του οποίου οι συσκευές υπερασπίζονταν τις Συρακούσες, είχε κανόνια ατμού. Ο Έλληνας μηχανικός Ίωνης Σακκάς αποφάσισε να δοκιμάσει αυτή την ιδέα του ντα Βίντσι. Κατασκεύασε ένα ξύλινο κανόνι, στο πίσω μέρος του οποίου ήταν στερεωμένος ένας λέβητας θερμαινόμενος στους 400°C. Όπως πρότεινε ο Λεονάρντο ντα Βίντσι, τροφοδοτήθηκε νερό σε μια ειδική βαλβίδα, η οποία, εξατμιζόμενη αμέσως, ξέσπασε σε ατμό στο βαρέλι, με αποτέλεσμα ο πυρήνας από σκυρόδεμα στα πειράματα του Σακκά να πετάξει μακριά σε απόσταση 30-40 μέτρων. Φοιτητές από το MIT και συμμετέχοντες στην τηλεοπτική σειρά «MythBusters», αν και χωρίς την επιτυχία του Σακκά. Τον 19ο αιώνα χρησιμοποιήθηκε ξανά ο ατμός, αλλά δεν ήταν δυνατό να δημιουργηθεί ένα πραγματικά έτοιμο όπλο (κανόνι ή πολυβόλο). Το 1826-1829, ο Ρώσος μηχανικός-συνταγματάρχης του Σώματος Σιδηροδρόμων A. Karelin κατασκεύασε ένα χάλκινο πειραματικό ατμοβόλο 7 γραμμών (17,5 mm). Η βολή πραγματοποιήθηκε με σφαίρες μπάλας χρησιμοποιώντας υδρατμούς, ο ρυθμός πυρκαγιάς έφτασε τις 50 σφαίρες ανά λεπτό. Αλλά οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν το 1829 δεν εντυπωσίασαν την «επιτροπή επιλογής», η οποία θεώρησε το όπλο πολύ περίπλοκο για χρήση στο πεδίο. Στο τέλος αυτού του άρθρου, είναι αδύνατο να μην αναφέρουμε το steampunk (αγγλικά: "steampunk", από το "steam" - "steam" και "punk" - "διαμαρτυρία"). Αυτή η κατεύθυνση της επιστημονικής φαντασίας περιγράφει την εποχή του ατμού από τη βικτωριανή Αγγλία (δεύτερο μισό του 19ου αιώνα) και τον πρώιμο καπιταλισμό (αρχές 20ού αιώνα). Αστικά τοπία, χαρακτήρες, δημόσιες διαθέσεις κ.λπ. περιγράφονται ανάλογα. Ο ίδιος ο όρος εμφανίστηκε το 1987. Το είδος steampunk κέρδισε δημοτικότητα μετά την εμφάνιση του μυθιστορήματος " Μηχάνημα διαφοράς"William Gibson and Bruce Sterling (1990). Οι πρόδρομοι του steampunk μπορούν να ονομαστούν Jules Verne και Grigory Adamov. Στο τα τελευταία χρόνιαΈχουν εμφανιστεί πολλές ταινίες steampunk, οι πιο γνωστές από τις οποίες είναι οι «Wild Wild West» (1999), «The Time Machine» (2002), «The League of Extraordinary Gentlemen» (2003) και «Van Helsing» (2004). Το Dieselpunk γειτνιάζει χρονολογικά με το steampunk - ένα είδος που περιγράφει τον τεχνολογικό κόσμο της δεκαετίας του 20-50 του 20ου αιώνα, πολύ κοντά, πρέπει να σημειωθεί, στον τεχνικό κόσμο των αρχών του 20ού αιώνα.

Εισαγωγή

Μέχρι το δεύτερο μισό του 18ου αιώνα, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν κυρίως μηχανές νερού για τις ανάγκες παραγωγής. Πώς να μεταδώσετε λοιπόν μηχανική κίνησηαπό τον τροχό του νερού έως μεγάλες αποστάσειςαδύνατο, όλα τα εργοστάσια έπρεπε να χτιστούν στις όχθες των ποταμών, κάτι που δεν ήταν πάντα βολικό. Επιπλέον, για αποτελεσματική εργασίαένας τέτοιος κινητήρας απαιτούσε συχνά δαπανηρές προπαρασκευαστικές εργασίες (εγκατάσταση λιμνών, κατασκευή φραγμάτων κ.λπ.). Οι τροχοί νερού είχαν και άλλα μειονεκτήματα: είχαν χαμηλή ενέργεια, η εργασία τους εξαρτιόταν από την εποχή του χρόνου και ήταν δύσκολο να ρυθμιστεί. Σταδιακά, η ανάγκη για έναν ριζικά νέο κινητήρα άρχισε να γίνεται επειγόντως αισθητή: ισχυρός, φθηνός, αυτόνομος και εύκολος στον έλεγχο. Η ατμομηχανή έγινε ακριβώς μια τέτοια μηχανή για τον άνθρωπο για έναν ολόκληρο αιώνα.

Ατμομηχανή-- θερμικός κινητήρας εξωτερική καύση, μετατρέποντας την ενέργεια του θερμαινόμενου ατμού σε μηχανική εργασίατην παλινδρομική κίνηση του εμβόλου και μετά στην περιστροφική κίνηση του άξονα. Με μια ευρύτερη έννοια, ατμομηχανή είναι κάθε μηχανή εξωτερικής καύσης που μετατρέπει την ενέργεια ατμού σε μηχανικό έργο.

Ιστορία της δημιουργίας ατμομηχανών

Η ιδέα μιας ατμομηχανής προτάθηκε εν μέρει στους εφευρέτες της από τον σχεδιασμό μιας εμβόλου αντλίας νερού, η οποία ήταν γνωστή στην αρχαιότητα.

Η αρχή της λειτουργίας του ήταν πολύ απλή: όταν το έμβολο ανέβαινε, το νερό αναρροφήθηκε στον κύλινδρο μέσω μιας βαλβίδας στο κάτω μέρος του. Η πλευρική βαλβίδα που συνδέει τον κύλινδρο με τον σωλήνα ανύψωσης νερού ήταν κλειστή αυτή τη στιγμή, καθώς το νερό από αυτόν τον σωλήνα προσπάθησε επίσης να εισέλθει μέσα στον κύλινδρο και έτσι έκλεισε αυτή τη βαλβίδα. Όταν το έμβολο κατέβηκε, άρχισε να ασκεί πίεση στο νερό στον κύλινδρο, λόγω του οποίου η κάτω βαλβίδα έκλεισε και η πλευρική βαλβίδα άνοιξε. Αυτή τη στιγμή, το νερό από τον κύλινδρο τροφοδοτούνταν προς τα πάνω μέσω ενός σωλήνα ανύψωσης νερού. Σε μια αντλία εμβόλου, η εργασία που λαμβανόταν από το εξωτερικό χρησιμοποιήθηκε για τη μετακίνηση του υγρού μέσω του κυλίνδρου της αντλίας. Οι εφευρέτες της ατμομηχανής προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν το ίδιο σχέδιο, αλλά μόνο μέσα αντίστροφη κατεύθυνση. Ο κύλινδρος του εμβόλου είναι η βάση όλων των ατμομηχανών. εμβολοφόρους κινητήρες. Οι πρώτες ατμομηχανές, ωστόσο, δεν ήταν τόσο κινητήρες όσο οι αντλίες ατμού που χρησιμοποιούνταν για την άντληση νερού από βαθιά ορυχεία. Η αρχή της λειτουργίας τους βασίστηκε στο γεγονός ότι μετά την ψύξη και τη συμπύκνωση σε νερό, ο ατμός καταλάμβανε 170 φορές λιγότερο χώρο από ό,τι στη θερμαινόμενη κατάσταση. Εάν εκτοπίσετε τον αέρα από ένα δοχείο με θερμαινόμενο ατμό, το κλείσετε και μετά ψύξετε τον ατμό, η πίεση μέσα στο δοχείο θα είναι σημαντικά μικρότερη από ό,τι έξω. Η εξωτερική ατμοσφαιρική πίεση θα συμπιέσει ένα τέτοιο δοχείο και αν τοποθετηθεί ένα έμβολο σε αυτό, θα κινηθεί προς τα μέσα με μεγαλύτερη δύναμη, όσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή του.

Το πρώτο μοντέλο μιας τέτοιας μηχανής προτάθηκε το 1690 από τον Papen. Ο Denis Papin ήταν βοηθός του Huygens και από το 1688 καθηγητής μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο του Marburg. Είχε την ιδέα να χρησιμοποιήσει έναν κοίλο κύλινδρο με κινούμενο έμβολο για έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα. Ο Πάπιν αντιμετώπισε το καθήκον να αναγκάσει το έμβολο να κάνει δουλειά με τη δύναμη της ατμοσφαιρικής πίεσης. Το 1690 δημιουργήθηκε κατ' αρχήν νέο έργοατμομηχανή. Όταν θερμαινόταν, το νερό στον κύλινδρο μετατράπηκε σε ατμό και κινούσε το έμβολο προς τα πάνω. Μέσω μιας ειδικής βαλβίδας, ο ατμός απωθούσε τον αέρα και όταν ο ατμός συμπυκνώθηκε, δημιουργήθηκε ένας σπάνιος χώρος. εξωτερική πίεση οδήγησε το έμβολο προς τα κάτω. Καθώς το έμβολο κατέβαινε, τράβηξε ένα σχοινί με ένα φορτίο πίσω του. Ο Papin τοποθέτησε τον κύλινδρο του μηχανήματος κάθετα επειδή ο κύλινδρος της βαλβίδας δεν μπορούσε να εκτελέσει τη λειτουργία του σε καμία άλλη θέση. Ο κινητήρας Papen εκτέλεσε ελάχιστα χρήσιμη εργασία, καθώς δεν μπορούσε να εκτελέσει συνεχή δράση. Για να αναγκαστεί το έμβολο να σηκώσει το φορτίο, ήταν απαραίτητο να χειριστείτε τη ράβδο και το πώμα της βαλβίδας, να μετακινήσετε την πηγή φλόγας και να ψύξετε τον κύλινδρο με νερό.

Ο Θωμάς Σεβέρη συνέχισε τη βελτίωση των ατμοατμοσφαιρικών μηχανημάτων. Το 1698, ο Thomas Savery εφηύρε μια αντλία ατμού για την άντληση νερού από τα ορυχεία. Ο «φίλος των ανθρακωρύχων» του δούλευε χωρίς έμβολο. Η απορρόφηση του νερού έγινε με τη συμπύκνωση ατμού και τη δημιουργία ενός σπάνιου χώρου πάνω από τη στάθμη του νερού στο δοχείο. Ο Severi χώρισε τον λέβητα από το δοχείο όπου γινόταν η συμπύκνωση. Αυτή η ατμομηχανή είχε χαμηλή απόδοση, αλλά παρόλα αυτά βρήκε ευρεία εφαρμογή.

Αλλά η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη στο πρώτο μισό του 18ου αιώνα ήταν η ατμομηχανή του Newcomen, που δημιουργήθηκε το 1711. Κύλινδρος ατμούτοποθετήθηκε στο Newcomen's πάνω από τον ατμολέβητα. Η ράβδος εμβόλου (η ράβδος που συνδέεται με το έμβολο) συνδέθηκε με ένα εύκαμπτο σύνδεσμο στο άκρο του εξισορροπητή. Η ράβδος της αντλίας συνδέθηκε στο άλλο άκρο του εξισορροπητή. Το έμβολο ανέβηκε στην επάνω θέση υπό τη δράση ενός αντίβαρου συνδεδεμένου στο αντίθετο άκρο του εξισορροπητή. Επιπλέον, η ανοδική κίνηση του εμβόλου υποβοηθήθηκε από τον ατμό που απελευθερώθηκε στον κύλινδρο αυτή τη στιγμή. Όταν το έμβολο βρισκόταν στην υψηλότερη θέση του, η βαλβίδα που δεχόταν ατμό από το λέβητα στον κύλινδρο έκλεισε και ψεκάστηκε νερό στον κύλινδρο. Υπό την επίδραση αυτού του νερού, ο ατμός στον κύλινδρο ψύχθηκε γρήγορα, συμπυκνώθηκε και η πίεση στον κύλινδρο έπεσε. Λόγω της διαφοράς πίεσης που δημιουργήθηκε μέσα και έξω από τον κύλινδρο, η δύναμη της ατμοσφαιρικής πίεσης οδήγησε το έμβολο προς τα κάτω, κάνοντας χρήσιμη εργασία - έθεσε σε κίνηση τον εξισορροπητή, ο οποίος κινούσε τη ράβδο της αντλίας. Έτσι, χρήσιμη εργασία εκτελούνταν μόνο όταν το έμβολο κινούνταν προς τα κάτω. Στη συνέχεια, ατμός απελευθερώθηκε ξανά στον κύλινδρο. Το έμβολο ανέβηκε ξανά και ολόκληρος ο κύλινδρος γέμισε με ατμό. Όταν ψεκάστηκε ξανά το νερό, ο ατμός συμπυκνώθηκε ξανά, μετά την οποία το έμβολο έκανε άλλη μια χρήσιμη κίνηση προς τα κάτω και ούτω καθεξής. Στην πραγματικότητα, στο μηχάνημα του Newcomen, η εργασία γινόταν από την ατμοσφαιρική πίεση και ο ατμός χρησίμευε μόνο για τη δημιουργία ενός σπάνιου χώρου.

Υπό το πρίσμα της περαιτέρω ανάπτυξης της ατμομηχανής, το κύριο μειονέκτημα της μηχανής Newcomen γίνεται σαφές: ο κύλινδρος εργασίας σε αυτό ήταν ταυτόχρονα ένας πυκνωτής. Εξαιτίας αυτού, ήταν απαραίτητο να ψύχεται εναλλάξ και στη συνέχεια να θερμαίνεται ο κύλινδρος και η κατανάλωση καυσίμου ήταν πολύ υψηλή. Υπήρχαν περιπτώσεις που υπήρχαν 50 άλογα με το αυτοκίνητο, το οποίο μετά βίας πρόλαβε να μεταφέρει τα απαραίτητα καύσιμα. Η απόδοση αυτού του μηχανήματος μόλις ξεπερνούσε το 1%. Με άλλα λόγια, το 99% όλης της θερμιδικής ενέργειας χάθηκε άκαρπα. Παρόλα αυτά, αυτή η μηχανή έγινε ευρέως διαδεδομένη στην Αγγλία, ειδικά στα ορυχεία όπου ο άνθρακας ήταν φθηνός. Οι επόμενοι εφευρέτες έκαναν αρκετές βελτιώσεις στην αντλία Newcomen. Συγκεκριμένα, το 1718, ο Beighton βρήκε έναν αυτόνομο μηχανισμό διανομής που ενεργοποιούσε ή απενεργοποιούσε αυτόματα τον ατμό και δεχόταν νερό. Πρόσθεσε επίσης μια βαλβίδα ασφαλείας στον ατμολέβητα.

Αλλά διάγραμμα κυκλώματοςΤο μηχάνημα του Newcomen παρέμεινε αμετάβλητο για 50 χρόνια έως ότου βελτιώθηκε από τον μηχανικό James Watt του Πανεπιστημίου της Γλασκώβης. Το 1763-1764 έπρεπε να επισκευάσει ένα δείγμα της μηχανής Newcomen που ανήκε στο πανεπιστήμιο. Ο Watt έφτιαξε ένα μικρό μοντέλο του και άρχισε να μελετά τη δράση του. Ταυτόχρονα, μπορούσε να χρησιμοποιήσει κάποια όργανα που ανήκαν στο πανεπιστήμιο και πήρε συμβουλές από καθηγητές. Όλα αυτά του επέτρεψαν να εξετάσει το πρόβλημα ευρύτερα από ό,τι πολλοί μηχανικοί πριν το εξετάσουν, και μπόρεσε να δημιουργήσει μια πολύ πιο προηγμένη ατμομηχανή.

Δουλεύοντας με το μοντέλο, ο Watt ανακάλυψε ότι όταν ο ατμός απελευθερώθηκε σε έναν ψυχρό κύλινδρο, συμπυκνώθηκε σε σημαντικές ποσότητες στα τοιχώματά του. Έγινε αμέσως σαφές στον Watt ότι για πιο οικονομική λειτουργία του κινητήρα θα ήταν πιο σκόπιμο να διατηρείται ο κύλινδρος συνεχώς θερμαινόμενος. Πώς όμως να συμπυκνωθεί ο ατμός σε αυτή την περίπτωση; Για αρκετές εβδομάδες σκεφτόταν πώς να λύσει αυτό το πρόβλημα και τελικά συνειδητοποίησε ότι η ψύξη του ατμού θα έπρεπε να συμβεί σε ξεχωριστός κύλινδρος, συνδεδεμένο με τον κύριο κοντό σωλήνα. Ο ίδιος ο Watt θυμήθηκε ότι μια μέρα κατά τη διάρκεια μιας βραδινής βόλτας πέρασε από ένα πλυσταριό και μετά, βλέποντας σύννεφα ατμού να ξεφεύγουν από το παράθυρο, μάντεψε ότι ο ατμός, ως ελαστικό σώμα, πρέπει να ορμήσει σε σπάνιο χώρο. Τότε ήταν που του ήρθε η ιδέα ότι η μηχανή του Newcomen έπρεπε να συμπληρωθεί με ένα ξεχωριστό δοχείο για τη συμπύκνωση ατμού. Μια απλή αντλία, που κινείται από το ίδιο το μηχάνημα, θα μπορούσε να αφαιρέσει αέρα και νερό από τον συμπυκνωτή, έτσι ώστε με κάθε κίνηση του μηχανήματος να δημιουργείται ένας χώρος εκκένωσης εκεί.

Μετά από αυτό, ο Watt έκανε αρκετές ακόμη βελτιώσεις, με αποτέλεσμα το αυτοκίνητο να πάρει την εξής μορφή. Σωλήνες συνδέθηκαν και στις δύο πλευρές του κυλίνδρου: μέσω του πυθμένα, ο ατμός ερχόταν μέσα από τον λέβητα ατμού, μέσω της κορυφής εκκενώθηκε στον συμπυκνωτή. Ο συμπυκνωτής αποτελούνταν από δύο σωλήνες από κασσίτερο που στέκονταν κατακόρυφα και επικοινωνούσαν μεταξύ τους στην κορυφή με έναν κοντό οριζόντιο σωλήνα με μια τρύπα που έκλεινε με μια βρύση. Το κάτω μέρος αυτών των σωλήνων συνδέθηκε με έναν τρίτο κατακόρυφο σωλήνα, ο οποίος χρησίμευε ως αντλία εξαέρωσης αέρα. Οι σωλήνες που αποτελούσαν το ψυγείο και την αντλία αέρα τοποθετήθηκαν σε έναν μικρό κύλινδρο με κρύο νερό. Ο σωλήνας ατμού ήταν συνδεδεμένος με ένα λέβητα, από τον οποίο ο ατμός απελευθερωνόταν σε έναν κύλινδρο. Όταν ο ατμός γέμιζε τον κύλινδρο, η βαλβίδα ατμού έκλεισε και το έμβολο της αντλίας αέρα του συμπυκνωτή ανυψώθηκε, με αποτέλεσμα να υπάρχει πολύ εκφορτισμένος χώρος στους σωλήνες του συμπυκνωτή. Ο ατμός όρμησε στους σωλήνες και συμπυκνώθηκε εκεί, και το έμβολο ανέβηκε προς τα πάνω, μεταφέροντας το φορτίο μαζί του (έτσι μετρήθηκε η χρήσιμη εργασία του εμβόλου). Στη συνέχεια η βαλβίδα εξόδου έκλεισε.

Τα επόμενα χρόνια, ο Watt εργάστηκε σκληρά για να βελτιώσει τον κινητήρα του. Το μηχάνημα του 1776 παρουσίασε αρκετές θεμελιώδεις βελτιώσεις σε σχέση με το σχέδιο του 1765. Το έμβολο τοποθετήθηκε μέσα σε έναν κύλινδρο, που περιβάλλεται από ένα περίβλημα ατμού (τζάκετ). Χάρη σε αυτό, η απώλεια θερμότητας μειώθηκε στο ελάχιστο. Το περίβλημα από πάνω ήταν κλειστό, ενώ ο κύλινδρος ήταν ανοιχτός. Ο ατμός εισήλθε στον κύλινδρο από το λέβητα μέσω ενός πλευρικού σωλήνα. Ο κύλινδρος συνδέθηκε με τον συμπυκνωτή μέσω ενός σωλήνα εξοπλισμένου με βαλβίδα απελευθέρωσης ατμού. Μια δεύτερη βαλβίδα εξισορρόπησης τοποθετήθηκε ελαφρώς πάνω από αυτή τη βαλβίδα και πιο κοντά στον κύλινδρο. Όταν και οι δύο βαλβίδες ήταν ανοιχτές, ο ατμός που απελευθερώθηκε από το λέβητα γέμισε ολόκληρο τον χώρο πάνω και κάτω από το έμβολο, μετατοπίζοντας τον αέρα μέσω του σωλήνα στον συμπυκνωτή. Όταν οι βαλβίδες έκλεισαν, ολόκληρο το σύστημα συνέχισε να παραμένει σε ισορροπία. Μετά άνοιξε το κάτω Βαλβίδα εξάτμισης, διαχωρίζοντας το χώρο κάτω από το έμβολο από τον συμπυκνωτή. Ο ατμός από αυτόν τον χώρο κατευθύνθηκε στον συμπυκνωτή, ψύχθηκε εδώ και συμπυκνώθηκε. Ταυτόχρονα, δημιουργήθηκε ένας εκφορτισμένος χώρος κάτω από το έμβολο, και η πίεση έπεσε. Ο ατμός που ερχόταν από το λέβητα συνέχιζε να ασκεί πίεση από πάνω. Κάτω από τη δράση του, το έμβολο κατέβηκε και έκανε χρήσιμη εργασία, η οποία μεταδόθηκε στη ράβδο της αντλίας με τη βοήθεια ενός εξισορροπητή. Αφού το έμβολο έπεσε στη χαμηλότερη θέση του, άνοιξε η άνω βαλβίδα εξισορρόπησης. Ο ατμός γέμισε πάλι τον χώρο πάνω και κάτω από το έμβολο. Η πίεση στον κύλινδρο ήταν ισορροπημένη. Υπό την επίδραση ενός αντίβαρου που βρίσκεται στο άκρο του εξισορροπητή, το έμβολο ανέβαινε ελεύθερα (χωρίς χρήσιμη εργασία). Στη συνέχεια η όλη διαδικασία συνεχίστηκε με την ίδια σειρά.

Αν και αυτό το μηχάνημα Watt, όπως και ο κινητήρας του Newcomen, παρέμενε μονόπλευρο, είχε ήδη μια σημαντική διαφορά - αν για τον Newcomen η δουλειά γινόταν με ατμοσφαιρική πίεση, τότε για τον Watt γινόταν με ατμό. Αυξάνοντας την πίεση του ατμού, ήταν δυνατό να αυξηθεί η ισχύς του κινητήρα και έτσι να επηρεαστεί η λειτουργία του. Ωστόσο, αυτό δεν εξάλειψε το κύριο μειονέκτημα αυτού του τύπου μηχανής - έκαναν μόνο ένα πράγμα εργατικό κίνημα, δούλευε σπασμωδικά και επομένως μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μόνο ως αντλίες. Το 1775-1785 κατασκευάστηκαν 66 τέτοιες ατμομηχανές.

Ο Polzunov ξεκίνησε τη δουλειά του σχεδόν ταυτόχρονα με τον Watt, αλλά με διαφορετική προσέγγιση στο πρόβλημα του κινητήρα και σε εντελώς διαφορετικές οικονομικές συνθήκες. Ο Polzunov ξεκίνησε με μια γενική ενεργειακή διατύπωση του προβλήματος της πλήρους αντικατάστασης των υδραυλικών σταθμών που εξαρτιόταν από τις τοπικές συνθήκες με μια γενική μηχανή θερμότητας, αλλά δεν μπόρεσε να πραγματοποιήσει τα τολμηρά του σχέδια στη δουλοπαροικία Ρωσία.

Το 1763 ο Ι.Ι. Ο Polzunov ανέπτυξε ένα λεπτομερές σχέδιο για μια ατμομηχανή 1,8 ίππων και το 1764, μαζί με τους μαθητές του, άρχισαν να δημιουργούν μια «μηχανή που ενεργεί φωτιά». Την άνοιξη του 1766 ήταν σχεδόν έτοιμο. Λόγω της παροδικής κατανάλωσης, ο ίδιος ο εφευρέτης δεν μπόρεσε να δει το πνευματικό του τέκνο σε δράση. Οι δοκιμές της ατμομηχανής ξεκίνησαν μια εβδομάδα μετά τον θάνατο του Polzunov.

Το μηχάνημα του Polzunov διέφερε από τις ατμομηχανές που ήταν γνωστές εκείνη την εποχή κυρίως στο ότι προοριζόταν όχι μόνο για την ανύψωση νερού, αλλά και για την τροφοδοσία μηχανών εργοστασίων - φυσούνες. Ήταν ένα αυτοκίνητο συνεχής δράση, το οποίο επιτεύχθηκε με τη χρήση δύο κυλίνδρων αντί για έναν: τα έμβολα των κυλίνδρων κινούνταν το ένα προς το άλλο και ενεργούσαν εναλλάξ κοινός άξονας. Στο έργο του, ο Polzunov υπέδειξε όλα τα υλικά από τα οποία έπρεπε να κατασκευαστεί το μηχάνημα και περιέγραψε επίσης τις τεχνολογικές διαδικασίες που θα απαιτούνταν κατά την κατασκευή του (συγκόλληση, χύτευση, στίλβωση). Οι ειδικοί λένε ότι το υπόμνημα που σκιαγραφούσε το έργο διακρινόταν από την εξαιρετική του καθαρότητα σκέψης και τη φιλιγκράν ακρίβεια των υπολογισμών που πραγματοποιήθηκαν.

Σύμφωνα με το σχέδιο του εφευρέτη, ατμός από το λέβητα της μηχανής τροφοδοτήθηκε σε έναν από τους δύο κυλίνδρους και ανέβαζε το έμβολο στην υψηλότερη θέση του. Μετά από αυτό, κρύο νερό εγχύθηκε στον κύλινδρο από τη δεξαμενή, το οποίο οδήγησε σε συμπύκνωση ατμού. Υπό την πίεση της εξωτερικής ατμόσφαιρας, το έμβολο κατέβηκε, ενώ στον άλλο κύλινδρο, ως αποτέλεσμα της πίεσης του ατμού, το έμβολο ανέβηκε. Με τη χρήση ειδική συσκευήπραγματοποιήθηκαν δύο εργασίες - αυτόματη εισαγωγή ατμού από το λέβητα στους κυλίνδρους και αυτόματη είσοδος κρύου νερού. Σύστημα τροχαλίας ( ειδικούς τροχούς) μετέδωσε κίνηση από τα έμβολα στις αντλίες που αντλούσαν νερό στη δεξαμενή και στους φυσητήρες.

Παράλληλα με το κύριο μηχάνημα, ο εφευρέτης ανέπτυξε πολλά νέα εξαρτήματα, συσκευές και συσκευές που απλοποίησαν πολύ τη διαδικασία παραγωγής. Ένα παράδειγμα είναι ο ρυθμιστής άμεσης δράσης που σχεδίασε να διατηρεί σταθερό επίπεδονερό στο λέβητα. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, ανακαλύφθηκαν σοβαρά ελαττώματα του κινητήρα: ανακριβής επεξεργασία των επιφανειών των χρησιμοποιούμενων κυλίνδρων, χαλαροί φυσητήρες, παρουσία κοιλοτήτων σε μεταλλικά μέρη κ.λπ. Αυτά τα ελαττώματα εξηγήθηκαν από το γεγονός ότι το επίπεδο της μηχανικής παραγωγής στο εργοστάσιο του Barnaul δεν ήταν ακόμη αρκετά ψηλά. Και οι επιστημονικές εξελίξεις εκείνης της εποχής δεν κατέστησαν δυνατό τον ακριβή υπολογισμό της απαιτούμενης ποσότητας νερού ψύξης. Ωστόσο, όλες οι ελλείψεις επιλύθηκαν και τον Ιούνιο του 1766 δοκιμάστηκε με επιτυχία η εγκατάσταση με φυσούνα, μετά την οποία ξεκίνησε η κατασκευή των κλιβάνων.

Η εφεύρεση της ατμομηχανής ήταν ένα σημείο καμπής στη βιομηχανική και γενική ιστορία της ανθρωπότητας. Στο γύρισμα του 17ου-18ου αιώνα, εμφανίστηκαν οι προϋποθέσεις για την αντικατάσταση των «μηχανών» χαμηλής ισχύος και αναποτελεσματικής ζωής, των ανεμόμυλων και των υδάτινων τροχών με μηχανισμούς εντελώς νέου τύπου - ατμομηχανές. Ήταν οι ατμομηχανές που κατέστησαν δυνατή την πραγματοποίηση της βιομηχανικής επανάστασης και την επίτευξη σύγχρονο επίπεδοΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ.

Πιστεύεται ότι εφηύρε την πρώτη ατμομηχανήΟ Σκωτσέζος μηχανικός James Watt - δεν είναι καθόλου τυχαίο που η διεθνής μονάδα ισχύος, το Watt, πήρε το όνομά του! Ωστόσο, στην πραγματικότητα, ο Watt έκανε πολλές βελτιώσεις και πρότεινε νέου τύπουκινητήρα, και η ιστορία των ατμομηχανών χρονολογείται πολύ νωρίτερα.

Η χρήση ατμού για την τροφοδοσία του μηχανισμού περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον αρχαίο Έλληνα επιστήμονα Ήρωνα της Αλεξάνδρειας, ο οποίος εργάστηκε γύρω στον 1ο αιώνα μ.Χ. μι. Ήταν ο Heron που εφηύρε το περίφημο Aeolipile (ή "μπάλα του Αιόλου") - μια σφαίρα στερεωμένη σε έναν άξονα με ακροφύσια να βγαίνουν από αυτήν. Μια μπάλα γεμάτη με νερό θερμάνθηκε πάνω από μια φωτιά και ο ατμός που διαφεύγει από τα ακροφύσια προκάλεσε την περιστροφή της σφαίρας.

Φυσικά, όλα αυτά δεν είναι τίποτα άλλο από ένα παιχνίδι, αλλά ξεχάστηκαν για περισσότερο από μιάμιση χιλιετία. Για πρώτη φορά μετά τον Heron, ο Άραβας μηχανικός και φιλόσοφος Tagi al-Dinome προσπάθησε να χρησιμοποιήσει τη δύναμη του ατμού - τον 16ο αιώνα δημιούργησε το πρωτότυπο μιας τουρμπίνας ατμού που περιστρεφόταν μια σούβλα. Σχεδόν έναν αιώνα αργότερα - το 1615 - ο Γάλλος Solomon de Caux περιγράφει μια συσκευή που μπορεί να ανυψώσει το νερό χρησιμοποιώντας ατμό. Και το 1629 δημιούργησε και ο Ιταλός Τζιοβάνι Μπράνκα μια μηχανή που μοιάζει με τουρμπίνα, - θερμαινόμενος ατμός βγήκε από το σωλήνα και χτύπησε τις λεπίδες στον τροχό, προκαλώντας έτσι την περιστροφή του τροχού.

Την ίδια περίπου εποχή, ο Ισπανός μηχανικός Jeronimo Ayans de Beaumont δημιούργησε ατμομηχανή με κύλινδρο- αυτός ο μηχανισμός είχε κάποια επιρροή στην εξέλιξη των γεγονότων στον τομέα της βελτίωσης των ατμομηχανών. Και το 1663, ο Άγγλος Edward Somerset περιέγραψε μια ατμομηχανή για την ανύψωση νερού από πηγάδια και ορυχεία και στη συνέχεια έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτήν την εφεύρεση. Το μηχάνημα που δημιούργησε ο Somerset λειτούργησε για κάποιο χρονικό διάστημα σε ένα από τα αγγλικά κάστρα, αλλά έδειξε μακριά από τα καλύτερα αποτελέσματα.

Δύο άνθρωποι έπαιξαν τεράστιο ρόλο στην ανάπτυξη των ατμομηχανών: ο Γάλλος Denis Papin και ο Άγγλος Thomas Savery. Στα μέσα της δεκαετίας του '70 του 17ου αιώνα, ο Papen εφηύρε έναν κύλινδρο στον οποίο δημιουργείται ένα κενό χρησιμοποιώντας την έκρηξη της πυρίτιδας και στη συνέχεια (το 1680) προσάρμοσε αυτόν τον κύλινδρο για να λειτουργεί με ατμό. Μέχρι τα τέλη του αιώνα, ο Γάλλος επιστήμονας ήταν κοντά στη δημιουργία ενός βιομηχανικού μοντέλου ατμομηχανής, αλλά ο Savery ήταν μπροστά του - το 1698 ο Άγγλος έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη μηχανή και το 1702 ο μηχανισμός του σχεδιασμού του άρχισε να χρησιμοποιείται για ανύψωση και άντληση νερού. Ωστόσο, αυτές οι ατμομηχανές έλαβαν πολύ περιορισμένη διανομή - ήταν πολύ ατελείς.

Αλλά αν οι συσκευές Papin και Savery χρησιμοποιήθηκαν ελάχιστα στην πράξη, τότε γιατί έπαιξαν αυτοί οι άνθρωποι σημαντικός ρόλοςστην ιστορία της τεχνολογίας; Το θέμα είναι ότι οι ιδέες αυτών των μηχανικών-εφευρετών αποτέλεσαν τη βάση της ατμομηχανής, που δημιουργήθηκε το 1712 από τον Άγγλο Thomas Newcomen. Ο εφευρέτης συνδύασε μια μηχανή σχεδιασμού Savery με έναν κύλινδρο του συστήματος Papen, με αποτέλεσμα έναν αρκετά προηγμένο κινητήρα που κινείται με ατμό. Ενδιαφέρουσα λεπτομέρεια: το μηχάνημα ελεγχόταν χειροκίνητα - για τους σκοπούς αυτούς, προσλήφθηκε ένα ειδικό άτομο, τα καθήκοντα του οποίου περιελάμβαναν το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων σε ορισμένα χρονικά διαστήματα. Όπως λέει ο μύθος, το 1713, ένα αγόρι με το όνομα Χάμφρεϊ Πότερ, που δούλευε σε ένα από τα μηχανήματα, ανακάλυψε πώς να κάνει τις βαλβίδες να λειτουργούν ανεξάρτητα. Και μόνο το 1715 ατμομηχανέςΤο σύστημα του Newcomen εμφανίστηκε πλήρως αυτόματο σύστημαδιανομή ατμού.

Υπάρχουν δύο σημαντικά σημεία που πρέπει να επισημάνουμε εδώ. Πρώτον, όλα όσα περιγράφονται παραπάνω οι ατμομηχανές είναι υπό κενό(ή ατμοσφαιρικό). Σε αυτόν τον τύπο μηχανής, ο ατμός χρησιμοποιήθηκε μόνο για τη θέρμανση του κυλίνδρου στον οποίο κινούνταν το έμβολο. Η αρχή είναι απλή: ο ατμός εισέρχεται στον κύλινδρο, τον θερμαίνει σε υψηλή θερμοκρασία, μετά την οποία χύνεται κρύο νερό στον κύλινδρο. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται ξαφνική ψύξη και σχηματίζεται ένα κενό (κενό) στον κύλινδρο, λόγω του οποίου, υπό την επίδραση της ατμοσφαιρικής πίεσης, το έμβολο εισέρχεται βαθιά στον κύλινδρο, κάνοντας δουλειά. Δεύτερον, όλα αυτά τα μηχανήματα χρησιμοποιήθηκαν μόνο για την ανύψωση και τη μετακίνηση του νερού - ποτέ δεν πέρασε από το μυαλό των εφευρετών ότι ο ατμός θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την προώθηση διάφορους μηχανισμούς. Ετσι ώστε ακόμη και Το αυτοκίνητο του Newcomenσυχνά ονομάζεται αντλία ατμού.

Για περισσότερο από μισό αιώνα, οι ατμομηχανές της Newcomen παρέμειναν οι μόνοι μηχανισμοί κατάλληλοι για βιομηχανική χρήση. Μόνο στις αρχές της δεκαετίας του 1760 σημειώθηκε πρόοδος σε αυτόν τον τομέα - δημιούργησε ο Humphrey Gainsborough βελτιωμένη ατμομηχανή, το οποίο όμως δεν έχει λάβει αξιοσημείωτη διανομή. Και ο Σκωτσέζος μηχανικός και εφευρέτης James Watt έμελλε να κάνει μια πραγματική επανάσταση σε αυτόν τον τομέα.

Το 1765, ο Watt πρότεινε την ιδέα ότι δεν υπήρχε ανάγκη ψύξης του κυλίνδρου, αλλά ότι ήταν καλύτερο να χρησιμοποιηθεί πίεση ατμού αντί για κενό. Ήδη το 1769, έλαβε ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτήν την εφεύρεση, αλλά η ίδια η μηχανή ενός νέου σχεδίου δημιουργήθηκε μόνο το 1776 - ο Watt ήταν σφιχτός με χρήματα εκείνη την εποχή και απλά δεν είχε τίποτα να εφαρμόσει τις ιδέες του.

Αλλά η πιο σημαντική εφεύρεση του James Watt, που τον έκανε διάσημο, εμφανίστηκε μόλις το 1781: ήταν τότε που ο μηχανικός δημιούργησε μια ατμομηχανή που μπορεί να κάνει οποιαδήποτε δουλειά. Αυτό κατέστη δυνατό με τη μετατροπή της παλινδρομικής κίνησης του εμβόλου σε περιστροφή του σφονδύλου χρησιμοποιώντας τον λεγόμενο πλανητικό μηχανισμό. Και το 1784, η ατμομηχανή του Watt απέκτησε την τελική της μορφή - διέθετε έναν πιο βολικό και απλούστερο μηχανισμό στροφάλου και πολλές μικρές βελτιώσεις. Ήταν αυτή η εξέλιξη που έγινε γνωστή ως ατμομηχανή γενικής χρήσης, και όχι μάταια: η μηχανή εμφανίστηκε σύντομα σε εργοστάσια και εργοστάσια και στις αρχές του 19ου αιώνα, οι κινητήρες του συστήματος Watt εγκαταστάθηκαν στην πρώτη ατμομηχανή και ατμόπλοιο.

Είναι ενδιαφέρον ότι μια λειτουργική ατμομηχανή (και ούτε καν μία) δημιουργήθηκε στη Ρωσία - αυτό είναι για όλους διάσημα αυτοκίνητα Ivan Polzunov, που χτίστηκε μεταξύ 1763 και 1766. Παρουσιάστηκαν οι πρώτοι κινητήρες Polzunov καλά αποτελέσματα, και το 1764 ξεκίνησε η κατασκευή μιας μεγάλης ατμομηχανής για το χυτήριο. Η κατασκευή τελείωσε το 1766 και η εκτόξευση πραγματοποιήθηκε μετά τον θάνατο του εφευρέτη. Δυστυχώς, Η ατμομηχανή του Polzunovλειτούργησε μόνο για 42 ημέρες - μετά τη βλάβη έπαψε να χρησιμοποιείται και μετά από κάποιο χρονικό διάστημα αποσυναρμολογήθηκε.

Όπως μπορείτε να δείτε, η ιστορία των ατμομηχανών δεν ξεκινά με την ανακάλυψη του James Watt, αλλά ήταν αυτός ο εφευρέτης που δημιούργησε ένα πραγματικά αποτελεσματικό και άνετο αυτοκίνητο, που είχε τεράστιο αντίκτυπο στην ανάπτυξη της βιομηχανίας και της τεχνολογίας. Για αυτά τα πλεονεκτήματα, το 1882, η μονάδα ισχύος που είναι γνωστή σε εμάς ως watt άρχισε να ονομάζεται από το Watt.

Ορισμός

Ατμομηχανή- μηχανή εξωτερικής καύσης που μετατρέπει την ενέργεια του ατμού σε μηχανικό έργο.

Εφεύρεση...

Ιστορία της εφεύρεσης των ατμομηχανώνξεκινά την αντίστροφη μέτρηση από τον πρώτο αιώνα μ.Χ. Γνωρίζουμε μια συσκευή που περιγράφεται από τον Ήρωνα της Αλεξάνδρειας, που τροφοδοτείται από ατμό. Ο ατμός που έβγαινε εφαπτομενικά από τα ακροφύσια, τοποθετημένος στην μπάλα, προκάλεσε την περιστροφή του κινητήρα. Ο πραγματικός ατμοστρόβιλος εφευρέθηκε στη μεσαιωνική Αίγυπτο πολύ αργότερα. Εφευρέτης του είναι ο Άραβας φιλόσοφος, αστρονόμος και μηχανικός του 16ου αιώνα Taghi al-Dinome. Η σούβλα με τις λεπίδες άρχισε να περιστρέφεται χάρη στις ροές ατμού που κατευθύνονταν προς αυτήν. Το 1629, μια παρόμοια λύση προτάθηκε από τον Ιταλό μηχανικό Giovanni Branca. Το κύριο μειονέκτημα αυτών των εφευρέσεων ήταν ότι οι ροές ατμού ήταν διασκορπιστικές, και αυτό σίγουρα οδηγεί σε μεγάλες απώλειεςενέργεια.

Περαιτέρω ανάπτυξηατμομηχανές δεν θα μπορούσαν να συμβούν χωρίς κατάλληλες συνθήκες. Τόσο η οικονομική ευημερία όσο και η ανάγκη για αυτές τις εφευρέσεις ήταν απαραίτητα. Φυσικά, αυτές οι συνθήκες δεν υπήρχαν και δεν μπορούσαν να υπάρχουν μέχρι τον 16ο αιώνα, ενόψει τέτοιων χαμηλό επίπεδοανάπτυξη. Στα τέλη του 17ου αιώνα, δημιουργήθηκαν μερικά αντίγραφα αυτών των εφευρέσεων, αλλά δεν ελήφθησαν σοβαρά υπόψη. Δημιουργός του πρώτου είναι ο Ισπανός Ayans de Beaumont. Ο Έντουαρντ Σόμερσετ, ένας επιστήμονας από την Αγγλία, δημοσίευσε ένα σχέδιο το 1663 και τοποθέτησε μια ατμοκίνητη συσκευή για την ανύψωση νερού στον τοίχο του Μεγάλου Πύργου στο Κάστρο Ράγκλαν. Αλλά επειδή κάθε τι καινούργιο είναι δύσκολο να το αντιληφθεί ο κόσμος, κανείς δεν αποφάσισε να χρηματοδοτήσει αυτό το έργο. Ο Γάλλος Denis Papin θεωρείται ο δημιουργός του ατμολέβητα. Ενώ διεξήγαγε πειράματα για τη μετατόπιση του αέρα από έναν κύλινδρο με έκρηξη πυρίτιδας, ανακάλυψε ότι ένα πλήρες κενό μπορούσε να επιτευχθεί μόνο με βραστό νερό. Και για να είναι αυτόματος ο κύκλος, είναι απαραίτητο να παράγεται χωριστά ατμός στο λέβητα. Ο Πάπιν πιστώνεται με την εφεύρεση του σκάφους, το οποίο προωθήθηκε από αντιδραστική δύναμησε συνδυασμό των εννοιών Taghi-al-Din και Severi. Η βαλβίδα ασφαλείας θεωρείται επίσης εφεύρεσή του.

Όλες οι συσκευές που περιγράφονται δεν έχουν χρησιμοποιηθεί και διαπιστώθηκε ότι είναι πρακτικές. Ακόμη και η «εγκατάσταση πυρκαγιάς», την οποία σχεδίασε ο Thomas Savery το 1698, δεν κράτησε πολύ. Λόγω της υψηλής πίεσης που δημιουργείται από τον ατμό σε δοχεία με υγρά, συχνά εξερράγησαν. Ως εκ τούτου, η εφεύρεσή του θεωρήθηκε μη ασφαλής. Υπό το πρίσμα όλων αυτών των αποτυχιών ιστορία της εφεύρεσης των ατμομηχανώνΘα μπορούσα να είχα σταματήσει, αλλά όχι.

Προεπισκόπηση - κάντε κλικ για μεγέθυνση.

Οι φωτογραφίες δείχνουν το ατμοκίνητο τρακτέρ Cugno. Όπως μπορείτε να δείτε, ήταν πολύ ογκώδες και άβολο στη λειτουργία.

Ο Άγγλος σιδηρουργός, Thomas Newcomen το 1712 έδειξε το " ατμοσφαιρικός κινητήρας" Ήταν ένα βελτιωμένο μοντέλο της ατμομηχανής Severi. Βρήκε την εφαρμογή του ως άντληση νερού από ορυχεία. Σε μια αντλία ορυχείου, ο βραχίονας παλινδρόμησης συνδέθηκε με μια ράβδο που κατέβηκε στον άξονα στον θάλαμο της αντλίας. Οι παλινδρομικές κινήσεις της ώσης μεταδίδονταν στο έμβολο της αντλίας, το οποίο παρείχε νερό προς τα πάνω. Ο κινητήρας Newcomen ήταν δημοφιλής και σε ζήτηση. Είναι με την εμφάνιση αυτού του κινητήρα που συνήθως συνδέεται η αρχή της αγγλικής βιομηχανικής επανάστασης. Πρώτα στη Ρωσία μηχανή κενούσχεδιάστηκε από τον I.I. Polzunov το 1763 και ένα χρόνο αργότερα το έργο δόθηκε στη ζωή. Τροφοδοτούσε τους φυσητήρες στα εργοστάσια Barnaul Kolyvano-Voskresensky. Η ιδέα των Oliver Evans και Richard Trevithick για χρήση ατμού υψηλής πίεσης έφερε σημαντικά αποτελέσματα. Ο R. Trevithick κατασκεύασε με επιτυχία βιομηχανικούς μονόχρονους κινητήρες υψηλής πίεσης γνωστούς ως " Μηχανές Cornish" Παρά την αύξηση της απόδοσης, αυξήθηκαν και οι περιπτώσεις εκρήξεων λεβήτων που δεν άντεξαν την τεράστια πίεση. Ως εκ τούτου, ήταν σύνηθες να χρησιμοποιείται μια βαλβίδα ασφαλείας για την απελευθέρωση της υπερβολικής πίεσης.

Ο Γάλλος εφευρέτης Nicolas-Joseph Cugno παρουσίασε την πρώτη λειτουργική αυτοκινούμενη ατμομηχανή το 1769. όχημα: “fardier à vapeur” (ατμόλουτρο). Η εφεύρεσή του μπορεί να θεωρηθεί το πρώτο αυτοκίνητο. Αυτοκινούμενο ατμοτρακτέρπου χρησιμοποιείται ως πηγή κινητής τηλεφωνίαςη μηχανική ενέργεια έδειξε την αποτελεσματικότητά της, έθεσε σε κίνηση διάφορα αγροτικά μηχανήματα. Το 1788, ένα ατμόπλοιο κατασκευάστηκε από τον John Fitch, το οποίο παρείχε τακτικά δρομολόγια στον ποταμό Ντέλαγουερ μεταξύ Φιλαδέλφειας και Μπέρλινγκτον. Είχε χωρητικότητα μόνο 30 ατόμων, και κινούνταν με ταχύτητες έως και 12 km/h. Στις 21 Φεβρουαρίου 1804, το πρώτο αυτοκινούμενο σιδηροδρομικό τρένο ατμού παρουσιάστηκε στο σιδηρουργείο Penydarren στο Merthyr Tydfil στη Νότια Ουαλία, το οποίο κατασκευάστηκε από τον Richard Trevithick.