Автомобили с паровым двигателем

Когда появились автомобили с паровым двигателем в англии

Автомобили с паровым двигателем

Паровой двигатель был первым типом двигателя, который нашёл своё применение в технике. Не удивительно, что и среди автомобилей первыми были именно автомобили с паровым двигателем. И появились они очень давно, более, чем за 100 лет до привычных нам автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Итак, какова же история паровых автомобилей?

Первый паровой автомобиль

Самый первый паровой автомобиль появился ещё в 1769 г. во Франции, и построил его француз Никола Жозеф Кюньо. Кюньо был военным инженером, служил в австрийской и французской армиях, и уже был известен как автор нескольких военных изобретений и книг по военно-инженерному делу. В какой-то момент ему пришла в голову мысль построить повозку, движимую силой пара, которая могла бы перевозить тяжёлые грузы и транспортировать артиллерийские орудия. Свой проект он представил французскому генералу Грибовалю и военному министру Шуазелю, с которыми уже был знаком ранее. На постройку машины были выделены деньги, и в конце 1769 г. прототип (т. н. малая телега Кюньо) прошёл первые испытания.

Телега была трёхколёсной — два колеса сзади и одно спереди. Причём весь двигательный механизм, включая 2 цилиндра и котёл Кюньо приделал прямо к переднему колесу. Первая модель не имела топки, костёр разводили прямо под котлом, а запаса пара хватало примерно на 12 минут движения. Скорость же телеги составила примерно 4 км/ч. Но даже такой результат впечатлил военных, и Кюньо начал строить усовершенствованную телегу. В ней котёл уже имел собственную топку.

В 1770 г. прошли испытания усовершенствованной модели. Она смогла развить скорость около 6 км/ч, перевозя при этом груз в 2,5 тонны. Но, к сожалению, испытания закончились аварией. Из-за огромного веса конструкции, прикреплённой к переднему колесу, управлять машиной было очень тяжело, и она врезалась в кирпичную стену Арсенала, разрушив её.

Кюньо планировал восстановить и усовершенствовать машину, но его покровители Грибоваль и Шуазель потеряли посты, и финансирование прекратилось. Телега осталась в мастерских Арсенала, откуда после французской революции перекочевала в музей искусств и ремёсел, где и хранится по сей день. Сам же изобретатель в 1789 г. покинул Францию и доживал свои дни в нищете в Брюселле.

Видео — первый в мире паровой автомобиль Кюньо (реконструкция):

Видео — первая в мире автомобильная авария, в которой телега Кюньо врезается в стену (реконструкция):

Дальнейшая история паровых автомобилей

Первые паровые двигатели появились ещё в 17 веке, но они были весьма несовершенны. В 1782 г. английский изобретатель Джеймс Уатт разработал конструкцию паровой машины двойного действия, в которой энергия пара эффективно преобразовывалась во вращательное движение. Изобретение Уатта открыло путь для широкого внедрения паровых машин. Правда, сам Уатт не видел перспективы в том, чтобы использовать свой двигатель для постройки автомобилей. И когда его помощник Уильям Мёрдок в 1784 г. предложил проект парового автомобиля, Уатт отговаривал того от попыток реализации. Мёрдок всё же построил небольшую модель своей повозки, но до полноценного парового автомобиля так и не дошёл.

Паровая повозка Мёрдока

Но идеи Мёрдока вдохновили другого англичанина, Ричарда Тревитика. Этот изобретатель немало сделал для развития паровых машин. В частности, он усовершенствовал паровой двигатель так, чтобы тот работал при высоком давлении пара, развивая большую мощность. А ещё Тревитик построил первый паровоз, а также несколько паровых автомобилей.

В 1801 г. Тревитик построил свой первый паровой автомобиль, который стал известен под названием «Puffing Devil» (т. е. Пыхтящий дьявол). «Пыхтящий дьявол» успешно прошёл испытания, сумев перевезти 6 пассажиров по улицам города Кэмборн. Правда, долго ездить ему не пришлось — вскоре испытатели пошли пообедать в трактир, бросив машину с непогашенной топкой. Вода выкипела, и «пыхтящий дьявол» сгорел.

«Puffing Devil» (реконструкция)

Видео — паровой автомобиль «Пыхтящий дьявол» Тревитика (реконструкция):

В 1803 г. Тревитик построил ещё один паровой автомобиль — паровую карету, которая имела огромные колёса (более 2 м. в диаметре), могла перевозить до 8 пассажиров и развивала скорость до 14 км/ч.

Паровая карета Тревитика (реконструкция)

Видео — паровая карета Тревитика (реконструкция):

Паровая карета успешно прошла первые испытания, но, к сожалению, вскоре и её постигла неудача. Тревитик не справился с управлением и врезался в дом, после чего карета была разобрана.

Впоследствии Тревитик построил немало паровых двигателей и паровозов, но современники не оценили талантливого изобретателя, и он, как и Кюньо, умер в нищете.

В 1825 г. в Англии была открыта первая железная дорога, перевозившая пассажиров. А в конце 20-х -начале 30-х годов 19 в. в Англии появились паровые дилижансы, перевозившие пассажиров по обычным дорогам. Одним из энтузиастов развития парового транспорта в Англии был Голдсуорси Гёрни (англ. Goldsworthy Gurney). Его фирма построила несколько паровых дилижансов, которые с 1829 по 1831 г. возили пассажиров по регулярным маршрутам. Эти дилижансы развивали скорость до 32 км/ч, двигаясь даже с учётом всех остановок для заправки водой и углём заметно быстрее, чем конные экипажи.

Паровой дилижанс Гёрни (модель)

Ещё одним известным предприятием, возившим пассажиров на паровых омнибусах, была фирма Уолтера Хэнкока. Он разработал машины собственной конструкции, которые были больше похожи уже не на кареты, а на более поздние автобусы. Омнибусы Хэнкока возили пассажиров с 1831 по 1840 г., перевезя, по подсчётам самого Хэнкока, более 12 тыс. пассажиров.

Паровой омнибус «Энтерпрайз» конструкции Хэнкока (реконструкция)

Казалось бы, сограждане должны были поддержать начинания, но не тут-то было! Многие просто боялись паровых дилижансов, опасаясь взрыва парового котла, однажды на дилижанс Гёрни напали луддиты, а владельцы конных дилижансов, а также железных дорог сделали всё, чтобы уничтожить конкурентов. Под их давлением начиная 1831 г. парламент принял целый ряд законов против паровых автомобилей. Сначала были введены драконовские пошлины на их эксплуатацию, затем принудительно ограничили скорость, а апофеозом мракобесия стал закон, по которому в городской черте перед каждым паровым автомобилем должен был идти человек с красным флажком, предупреждая всех об опасности. Из-за этих законов паровые автомобили надолго исчезли с британских дорог.

В других странах прогресс также с трудом пробивал себе дорогу. Например, в России первый паровой автомобиль — «паровой дилижанец» был построен Черепановыми ещё в 1834 г., а в 1835 г. инженер Гурьев предложил проект развития транспорта в России, который предусматривал постройку между городами дорог с твёрдым покрытием и использование на них для перевозки людей и грузов паровых автомобилей. Его рассмотрели на заседании комитета министров, проект получил положительную оценку, но денег Гурьеву дали только на выпуск книги с описанием проекта. В результате регулярное производство паровых автомобилей в России началось лишь в 1870-е.

Тем не менее развитие паровых автомобилей продолжалось. В 1850-х паровая техника стала использоваться для сельскохозяйственных работ. В 1854 г. английский изобретатель Джон Фаулер продемонстрировал паровой плуг для вспашки полей. Также в середине 19 в. получили развитие паровые тягачи, использовавшиеся, в основном, для перевозки тяжёлых грузов. Паровые тягачи применяли англичане во время Крымской войны, после чего подобные тягачи были закуплены и для российской армии.

паровой тягач фирмы «Фаулер» (1873 г.)

Впрочем, иногда такие тягачи использовались и для перевозки пассажиров.

Паровой тягач везёт пассажиров в Шотландии (1871 г.)

Паровой трактор английской фирмы Aveling & Porter 1871 г.

Видео — небольшой паровой тягач 1879 г., дошедший до наших дней:

Впрочем, во второй половине19 в. появился и паровой транспорт для личного пользования.

Например, в 1865 г. американский изобретатель Сильвестр Роулер построил небольшой паровой автомобиль.

Роупер на своём автомобиле

А в 1867 г. он построил первый паровой мотоцикл.

Паровой мотоцикл Роупера

Видео — паровой мотоцикл Роупера (реконструкция):

Впоследствии Роупер сконструировал более совершенную версию парового мотоцикла, которая могла разгоняться до 60 км/ч.

В 1870-е во Франции появляются уже достаточно совершенные паровые автомобили. В 1878 г. французский изобретатель Амадей Болле представляет «La Mancelle» — небольшой автомобиль с местами для водителя и двух пасажиров, который, по задумке, можно было использовать как такси. Машина разгонялась до 42 км/ч, имела задний привод и независимую подвеску. «La Mancelle» стал первым в мире серийным легковым автомобилем — его выпустили в количестве около 50 штук.

Паровые автомобили против автомобилей с ДВС

В 1885 г. появляются автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Но лидерство они захватили далеко не сразу. Более 30 лет шла борьба между автомобилями с ДВС и автомобилями с паровым двигателем. И те, и другие имели свои плюсы и минусы. Причём поначалу минусов у автомобилей с ДВС было даже больше. Ещё не было развитой сети заправочных и ремонтных станций, ранние ДВС имели довольно низкий КПД и малую мощность, заводить их надо было вручную, крутя ручку и т. д. Вообще, если сравнить паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания, то получатся такие преимущества и недостатки.

Плюсы парового двигателя по сравнению с двигателем внутреннего сгорания:

  • Давление на поршень можно регулировать подачей пара, поэтому паровой двигатель развивает высокий крутящий момент при малых и даже нулевых оборотах.
  • Поэтому ему не нужна коробка передач.
  • А также не нужно сцепление.
  • На большой высоте (например, в горах) мощность не уменьшается.
  • Паровой двигатель производит меньше вредных выбросов, т. к. нет проблемы с неполным сгоранием топлива.
  • Также он производит мало шума.
  • И более надёжен и долговечен.
  • Может использовать разные виды топлива, в т. ч. уголь, дрова, мазут и т. п., которые куда дешевле бензина.

Минусы парового двигателя по сравнению с ДВС:

  • Более низкий КПД (максимум 25-30%), КПД двигателей внутреннего сгорания всё же больше (30-40%).
  • Помимо запаса топлива нужен запас воды, причём в периоды простоя зимой воду нужно сливать, чтобы она не замёрзла.
  • Паровой двигатель из-за необходимости внешней топки, бака с водой и других дополнительных элементов больше по размерам и тяжелее, чем ДВС.
  • Т. к. воду нужно превратить в пар, требуется некоторое время на запуск двигателя, в отличие от ДВС.

Как можно видеть, у парового двигателя немало преимуществ, но всё же такие плюсы ДВС, как дешевизна, малые размеры и быстрый запуск оказались решающими, и, начиная с 20-х годов 20 в. паровых автомобилей стали выпускать всё меньше. Последние серийные экземпляры паровых автомобилей были выпущены в 50-е.

Тем не менее, с конца 19 в. по середину 20 в. было выпущено огромное количество паровых автомобилей. Среди них была и тяжёлая техника (трактора, тягачи, экскаваторы и т. п.), и грузовики с автобусами, и легковые автомобили.

Широко известны были, например, машины биртанской фирмы Sentinel, выпускавшей, наряду с паровозами, паровые автобусы и грузовики. С 1905 по 1950 г. она произвела тысячи паровых автомобилей. Эти машины могли работать на разных видах твёрдого топлива, имели неплохую мощность и скорость, но также и существенные недостатки, типичные для паровых автомобилей. Например, для запуска двигателя из холодного состояния требовалось около 30 минут, а запасов воды и угля хватало всего на несколько десятков километров.

Паровой автобус Sentinel (1924 г.)

Видео — паровые грузовики фирмы Sentinel:

Выпускалось немало и легковых автомобилей с паровым двигателем. В начале 20 в. были известны легковые паровые автомобили фирмы «Stanley». В 1906 г. одна из их разработок — «Ракета» установила рекорд скорости в 203 км/ч.

паровой автомобиль Стэнли (1908 г.)

паровые автомобили выпускались и в России, на фото один из первых образцов (1902 г.)

Вершиной эволюции паровых автомобилей стали, пожалуй, машины Абнера Добля, конструктора из США. Первую модель вместе с братьями он построил в 1914, а в 1924 была представлена модель Doble E. Добль практически устранил в ней основные недостатки, присущие машинам с паровым двигателем. Вместо котла вода нагревалась, проходя через множество длинных трубок, а в качестве топлива использовался керосин. Это позволяло запустить двигатель спустя 23 секунды, даже зимой. Уникальными были и другие характеристики — максимальная скорость 160 км/ч, разгон до 120 км/ч за 10 секунд, запас хода на одной заправке 2400 км!

Проблема у машины была только одна — её огромная цена, т. к. Добль, страдающий перфекционизмом, использовал в машине не только высококачественные детали, но и самые дорогие материалы для отделки. Стоила модель E 12 тысяч долларов — в 40 раз дороже, чем самая популярная в то время модель автомобля Форд! В результате Доблю удалось продать лишь несколько десятков машин, а с началом Великой депрессии компания Добля обанкротилась.

Машина Добля (модель E)

Видео — рекламный ролик Добля:

Видео — машина Добля (современные тесты):

Завершилась эра паровых автомобилей в начале 50-х. Кстати, одними из последних выпущенных паровых машин стали паровые грузовики НАМИ-12 и НАМИ-18, разработанные в СССР в 1949 г. Машины предназначались для работы на лесозаготовках на крайнем севере, где существовали сложности с регулярным подвозом топлива. Так что паровые грузовики работали на дровах, которые, кстати, подавались в топку автоматически. НАМИ-12 вмещал 6 тонн груза, развивал скорость до 45 км/ч и имел запас хода до 100 км.

Советский паровой грузовик НАМИ-12

История парового двигателя: эолипил Герона – одна из величайших забытых паровых машин в истории

Как Геронов шар стал началом развития паровых двигателей, которые изменили мир.

Почти за 1800 лет до начала промышленной революции древний инженер по имени Герон создал первый в мире паровой двигатель.

В давние времена культурная столица Римской империи Александрия, расположенная на средиземноморском побережье Египта, была местом зарождения и развития новых религий. Но именно здесь берет свое начало уникальное изобретение, которое в последующем перевернет мир. Речь идет о паровой машине Герона, созданной в 69 году н.эры.

Спустя почти полвека после правления Цезаря Августа империя приближалась к своему историческому пику, и новые религиозные течения начали проникать на ее территорию площадью 2,2 миллиона квадратных миль.

В городе быстро зарождались разнообразные мистические культы, практиковались новые формы поклонения и даже создавались совершенно новые боги из плавильного котла римских, греческих и египетских верований.

При таком количестве храмов, претендующих на звание истинных проводников божественной сущности, конкуренция за последователей была жесткой. Чтобы выделиться и привлечь внимание, греческие священники обратились к Герону, также известному как «механикос» («человек-машина»), с просьбой о разработке механизмов, демонстрирующих разные небесные и «божественные» явления.

Но грек-вундеркинд не полагался на благосклонность своего пантеона богов для создания невозможного. Вместо этого он использовал науку и инженерию, которые потом выпадут из поля зрения на многие сотни лет.

В древних храмах Герон применил силу гидравлики и пара, создавая поющих птиц, вспышки пламени и движущихся статуй в надежде внушить богобоязненным гражданам религиозный трепет.

В процессе создания таких рукотворных чудес он изобрел нечто, что изменило мир, – эолипил, также известный как Геронов шар или турбина. Это была, по сути, первая в мире паровая машина.

Кем был человек, стоящий за машинами

Герон – своего рода историческая загадка. Исследователи полагают, что он, скорее всего, был греческого происхождения и жил примерно в 10-70 годах нашей эры.

Будучи студентом, он любил исследовать полки огромной библиотеки в Александрийском университете и находился под сильным влиянием работ Ктесибия Александрийского – еще одного греческого изобретателя в птолемеевском Египте.

Став взрослым, он писал работы по математике и инженерии, которые были наполнены идеями, на столетия опередившими свое время. Эти книги включали в себя пошаговые схемы и подробные объяснения и, вероятно, разрабатывались как лекции или пособия, что свидетельствует о том, что Герон почти наверняка был преподавателем в Александрийском университете.

Он изобрел первую в мире монетную машину, использовавшуюся для раздачи вина в храмах, а также пожарную машину, водяной орган, разные механизмы для театра и механический «зверинец», демонстрировавший поющих птиц и кукол-марионеток.

К сожалению, большинство его работ было уничтожено во время разрушения Александрийской библиотеки, но некоторые сохранились благодаря арабским рукописям.

Вот еще несколько удивительных изобретений Герона:

Как видим, вклад этого человека в инженерное дело, науку и технологии просто потрясающий. В семи книгах, переживших сгоревшую Библиотеку, древний изобретатель исследует концепции автоматов, боевых машин, приводит формулы для вычисления площади и объема, а также рассуждает о природе света.

Но самая известная его работа – двухтомник под общим названием «Пневматика». Это одно из первых в мире исследований пара и гидравлической энергии, и на всех страницах автор использует религиозные статуи и иконографию в качестве примеров своих механических идей.

Одна из таких статуй, «Фигура 11: Возлияния у алтаря», демонстрирует женщину с кувшином и мужчину с чашей. Между ними алтарь, на котором поклоняющийся может зажечь огонь, а под их ногами находится камера с вином.

Как только прихожанин зажжет алтарь, по словам Герона, «воздух внутри опустится и окажет давление на содержащуюся внутри жидкость, которая, не имея другого пути к отступлению, пойдет через расположенные в статуях трубы, и возлияния не прекратятся, пока огонь не будет потушен». Позже в «Пневматике» Герон адаптирует ту же систему к дверям храма, заставляя их открываться.

Эолипил — паровая турбина

В работах Герона много потрясающих вещей, но что действительно изменило мир, так это эолипил (Геронов шар).

Слово, обозначающее «ветряной шар» (в буквальном переводе «шар бога ветров Эола»), стало названием особого устройства – первого в мире зарегистрированного образца парового двигателя, или реактивной паровой турбины. «С современной точки зрения устройство Герона является демонстрацией принципа ракеты, то есть реактивной силы – сфера вращается в ответ на эмиссию (выброс) пара», – объясняет Пол Кейзер, специалист по древней технике.

wikipedia.org

Механизм состоял из полой сферы, установленной так, чтобы иметь возможность вращаться, когда пар выходил из двух выпускных отверстий, расположенных на экваторе котла. Наполовину заполненная водой сфера приходила в движение, как только под ней зажигался огонь: крутящий момент создавался непосредственно за счет образующегося пара.

Практическое применение эолипила Герона неизвестно, но большинство экспертов считают, что наряду с другими игрушками и изобретениями, описанными в «Pneumatica», он использовался для развлечения и вызывания ощущения чуда у зрителей. В его трудах нет четкого описания возможного использования прибора – Герон просто рассказывает, как его построить и как он работает.

Гарри Китсикопулус из Нью-Йоркского университета в своей книге «Инновации и распространение технологий: экономическая история ранней паровой энергии» рассуждает о том, что модифицированную версию эолипила могли использовать для создания храмовых чудес.

«К примеру, когда котел, спрятанный в полой фигуре идола, начнет производить пар и выводить его через трубку, проходящую через нос или рот. – пишет ученый, – выходящий пар создаст впечатление дышащей фигуры, вызывая у зрителей священный трепет».

Немало дебатов впоследствии велось вокруг «шара». Даже высказывались сомнения в том, действительно ли Герон был первым, кто изобрел эолипил. И небезосновательно. К примеру, кумир Герона, Ктесибий (285 г. до н. э. – 222 г. до н. э.) написал несколько трактатов о природе сжатого воздуха и его использовании в насосах.

Позже Витрувий (около 80 г. до н. э. – 15 г. до н. э.) описал устройство, тоже называемое эолипилом, которое состояло из металлического шара, частично заполненного водой и помещенного над огнем для производства пара, вытесняемого из отверстия наверху.

Но он не описывает никаких движущихся частей, что является ключевым отличием от видения Герона, к тому же определяет свой эолипил в «De Architectura» как «научное изобретение для открытия божественной истины, кроющейся в законах небес». Эксперты уверены, что прибор, скорее всего, использовался для понимания погодных явлений и образования облаков.

Хотя эолипил Герона основывался на фундаментальной науке, лежащей в основе паровой энергии, он был довольно далек от двигателей, о которых европейцы мечтали в 17 веке. В качестве двигателя эолипил производил крайне незначительный крутящий момент, и метод его работы был неэффективным.

«Отсутствие надлежащей материальной базы надолго задержало использование пара для выполнения тяжелой работы, и никто не мог построить котел, способный выдерживать большое давление, примерно до середины 1700-х годов», – пишет Грегори Янг, который во время своего пребывания в должности инструктора и техника в Smith College помогал с созданием действующего эолипила.

Изобретение, опередившее свое время, не вписалось в римское общество. Имея в изобилии рабскую силу, император не видел необходимости в разработке машин, способных заменить бесплатно эксплуатируемых людей.

То же самое относилось к остальной Европе на протяжении веков, пока промышленная революция не вытолкнула мировой спрос за пределы средств производства. Только тогда пригодились паровые машины, способные компенсировать слабину.

Это только начало

Джеймс Уатт в молодости со своим ранним паровым двигателем.

Полторы тысячи лет эолипил вместе с остальными уникальными творениями Герона оставался забытым. В Европе шли темные века.

Позже, в эпоху Возрождения, когда католическая церковь ослабила жесткую хватку на горле науки, «magnum opus» Герона вернулись к жизни. Сообщается, что в 1543 году Бласко де Гарай, ученый и капитан испанского флота, представил императору Священной Римской Империи устройство, которое, как он утверждал, могло двигать корабли в отсутствие ветра.

Предполагается, что изобретение де Гарая, состоящее из медного котла, приводившего в движение вращающиеся колеса с обеих сторон корабля, было эолипилом. Его предлагалось сочетать с размещением гребных колес на бортах лодки – практика, используемая с римского периода.

Знание испанца о давно забытом «героновом шаре» в то время было бы удивительным, но не невозможным. Несколько лет спустя в мире, начиная с Италии, появилось множество переводов «Pneumatica», в том числе Болонское издание 1547 года.

Хронология развития паровых двигателей

Постепенно «Пневматика» расходилась по Европе. Саломон де Косс, французский гугенот и инженер, которому тоже приписывали изобретение паровой машины, в свое время прочитал трактат Герона в Италии.

Ознакомился с ним и немецкий теолог Мальтезий, упомянувший эолипил в одной из своих проповедей в 1571 году. К 1640-м годам научный труд пережил пять переизданий в одной только Англии. Вторая половина 16 века ознаменовалась повторным открытием энергии пара, и инженеры по всей Европе занялись активным поиском ее применения в механике.

Благодаря популяризации работ Герона эолипилы стали довольно распространенными, и люди использовали их для плавления стекла и металла, разжигания очагов в домах и улучшения тяги дымоходов.

Затем, в 1689 году, английский изобретатель Томас Севери разработал первый в мире современный паровой двигатель в виде насоса для удаления воды из шахт. Его устройство, использующее два паровых котла, обеспечивало почти непрерывную откачку.

Однако успех длился недолго – вскоре было обнаружено, что система Севери работает только на мелководье. В 1711 году другой британец, Томас Ньюкомен, усовершенствовал конструкцию, добавив отдельный цилиндр с поршнем. Его система устранила необходимость в накопленном давлении пара.

Паровой двигатель Ньюкомена оставался бессменным в течение следующих 50 лет и использовался для осушения водно-болотных угодий и подачи воды в города, а также для питания энергией фабрик и заводов.

Несмотря на свое превосходство, двигатель Ньюкомена не был лишен недостатков – в частности, того, что он потребляет огромное количество пара. Недочет был исправлен в 1769 году шотландским экспериментатором Джеймсом Уаттом, который предложил свой способ поддерживать постоянную температуру в паровом цилиндре. Улучшение Ватта привело к быстрому распространению паровой энергии в Великобритании и США, положив начало промышленной революции.

Помимо прочего, некоторые версии его двигателя использовались в ранних автомобилях и поездах. К 1800-м годам пар питал большинство мельниц, дробилок, пивоварен, заводов и фабрик. Эта технология заложила основу того техномира, который мы видим сегодня.

Эолипил как по внешнему виду, так и по функциям, конечно, сильно отличался от паровых машин будущего. Вместо применения в повседневной жизни Герон использовал силу пара для мистификации и просвещения. Он не знал, что идеи, заложенные в его изобретениях, однажды изменят мир.

Краткая история развития паровых двигателей в истории мира

62 год нашей эры: Герон экспериментирует с паровой силой и создает эолипил.

Это первый в мире известный паровой двигатель. Правда его истинное назначение до сих пор неизвестно.

1679 год: паровой котел Дени Папина

Французский изобретатель Дени Папен строит первый в мире паровой котел. Он добавляет в устройство клапан, чтобы оно не взорвалось. Так на свет появилась концепция поршневого цилиндра с использованием пара.

1689 год: Паровой насос Томаса Севери

Английский изобретатель Томас Савери в 1689 году запатентовал машину, которая могла эффективно извлекать воду из затопленных шахт с помощью давления пара.

1711 год: паровая машина Томаса Ньюкомена

UNIVERSAL HISTORY ARCHIVE

Томас Савери и Томас Ньюкомен объединяют усилия для создания двигателя, перекачивающего пар.

1765 год: паровая машина Джеймса Уатта

Инженер из Шотландии, Джеймс Уатт, в 1765 году усовершенствовал конструкцию паровой машины Томаса Ньюкомена, добавив в конструкцию отдельный цилиндр для холодной воды, чтобы машина не тратила энергию на нагрев и охлаждение поршневого цилиндра.

1769 год: паровая тележка Николы Жозефа Кюньо

Паровая тележка Кюньо, первое транспортное средство в мире, передвигающееся с использованием энергии пара, построено во Франции. Для увеличения мощности этого транспортного средства, было необходимо останавливать тележку каждые 15 минут.

1804 год: первый рельсовое транспортное средство, которое создал Ричард Тревитик

Изобретатель из Британии, Ричард Тревитик, разработал компактный паровой двигатель (а значит более легкий) для первого в мире рельсового дорожного экипажа.

1807 год: первый в мире пароход «Клермонт», который создал Роберт Фултон

На изображении: первая в мире паровая лодка, созданная американским изобретателем Робертом Фултоном, отправляется в свое первое плавание по реке Гудзон. Корабль успешно справлялся с водными течениями благодаря паровой машине.

1819 год: гибридный корабль «Саванна»

Этот корабль становится первым пароходом, пересекшим Атлантику, используя сочетание мощности пара и парусов.

1829 год: паровой локомотив Rocket братьев Джорджа и Роберта Стефенсонов

В 1819 году эта паровая машина установил рекорд скорости в 47 км / ч (29 миль в час) на испытаниях, проходивших недалеко от Ливерпуля.

1867 год: паровой котел «Бэбкок энд Уилкокс»

Джордж Бэбкок и Стивен Уилкокс изобрели водотрубный паровой котел.

1884-1897 года: паротурбинные генераторы Чарлза Парсонса

Чарльз Алджернон Парсонс разрабатывает паротурбинный генератор, способный производить большое количество электроэнергии. Генератор используется для питания больших кораблей, включая «Титаник».

1911 год: геотермальный двигатель-генератор Джинори Конти

ENEL GREEN POWER

Ученые из Лардарелло, Италия, во главе с Пьеро Джинори Конти, открыли «геотермальную» энергию или так называемый «сухой пар» и построили первую геотермальную электростанцию.

1954 год: Обнинская АЭС

Первая в мире атомная электростанция, в которой для производства пара используется вода, скипяченная в результате контролируемых цепных ядерных реакций. Она была построена в России во времена Советского Союза . Атомная станция предназначалась для питания электрической сети. Этот метод паровой энергии используется до сих пор.

Задал пару. Человек, который начал промышленную революцию

От циркулей до паровой машины

«Ничего не может быть позорнее для человека, чем браться не за своё дело», — говорил шотландский инженер Джеймс Уатт. Этому правилу он старался следовать всю жизнь.

Потеряв в восемнадцатилетнем возрасте мать, Джеймс отправился в Лондон: дела отца пошатнулись, и ему пришлось заботиться о себе самостоятельно. Парень хотел освоить ремесло, связанное с изготовлением измерительных приборов. И на протяжении года этим и занимался. Начал с циркулей и линеек, потом взялся за квадранты и теодолиты (что это такое, ведомо лишь картографам и геодезистам). Жил впроголодь и почти не выходил на улицу.

Вернувшись в Шотландию, молодой инженер открыл собственное дело в Глазго: мастерил и чинил инструменты. Зимой 1763 года к нему обратился профессор физики местного университета Джон Андерсон. Он просил отремонтировать действующий макет паровой машины Ньюкомена. Да-да, паровая машина на тот момент уже существовала. Изобретённая кузнецом и механиком Томасом Ньюкоменом, она на протяжении 50 лет применялась в основном для откачки воды из угольных шахт. У конструкции был ряд недостатков: большие габариты, необходимость постоянно пополнять запасы угля, низкий КПД. Очевидно, что машину надо было усовершенствовать, но никто даже не пытался сделать это. Вопрос состоял лишь в том, кто задумается об этом первым. Этим человеком и стал Джеймс Уатт.

Куда ж без спонсора?

Уатт провёл с макетом паровой машины Ньюкомена ряд экспериментов и внёс в конструкцию изменения. Но ему этого было мало. Он уже мечтал создать совершенную паровую машину. Вот как он вспоминал об этом в более поздней переписке:

«Нужно доказать, что именно я являюсь изобретателем и что изобретение моё предназначено для сбережения потребления пара и топлива, по патенту 1769 года, и что описание достаточно подробное, чтобы механик, знакомый с устройством машины Ньюкомена, смог создать нечто подобное.

Я не изобретал сие устройство постепенно, оно открылось мне, я полагаю, целиком в те несколько часов 1765 года. Первым шагом стало понимание того, что 1) пар является эластичным телом; 2) воду можно выталкивать через длинную трубку, а воздух — поршнем; 3) поршень также выталкивает воду; 4) для плотности можно использовать вместо воды смазку; 5) пар (а не воздух) должен давить на поршень; 6) тогда цилиндр будет нагреваться».

Джеймс Уатт предположил, что машина будет работать эффективнее, если её цилиндр будет постоянно оставаться в нагретом состоянии. Он рассчитал, что почти три четверти её энергии тратится именно на нагрев цилиндра, в который перед началом цикла поступала холодная вода. Изобретатель снабдил устройство изолированной камерой для конденсации. Но сразу создать действующий прототип паровой машины ему не удалось: нужны были средства.

Компаньоном и спонсором инженера стал Мэттью Болтон: английский промышленник, владелец литейного завода. С его помощью Уатт усовершенствовал механизм, сделав его работу более стабильной. При этом он увеличил мощность примерно в пять раз, что дало экономию по углю в 75%. Ещё более важная вещь: после проведённой модернизации машины Ньюкомена стало возможным преобразование поступательного движения поршня во вращательное. То есть двигатель мог крутить, к примеру, колесо мельницы или фабричного станка.

Гений не только в технике

В январе 1769 года Джеймс Уатт получил патент на своё изобретение. По факту он не изобретал паровую машину, а лишь модернизировал то, что придумали до него. Но внедрённых им технических нюансов хватило для того, чтобы устройство стало эффективным для использования энергии пара в промышленности. Это дало толчок индустриальной революции и навсегда вписало имя Джеймса Уатта в историю.

Сам Уатт не до конца понимал, насколько значимо его изобретение. Стоит напомнить, в чём суть индустриальной (или промышленной) революции. На протяжении веков человечество использовало только то, что могло создать своими руками. С XVI века в ход пошла продукция мануфактур: предприятий, где используется ручной труд. Но, чтобы нарастить объёмы, был необходим рывок: механизация и массовые формы производства. А для этого были нужны машины нового поколения. Учёные и инженеры того времени смогли придумать много полезных устройств, которые пригодились промышленникам. Но ни одно из них по своему значению и влиянию на развитие цивилизации не может сравниться с паровой машиной Уатта. Это была действительно революция.

Впоследствии Джеймс Уатт в компании с Мэттью Болтоном создал целый ряд приспособлений, преобразующих возвратно-поступательное движение во вращательное с помощью энергии пара. Когда паровые двигатели установили на самодвижущиеся машины, они побежали по дорогам и по рельсам, поплыли по воде. Так появились паровозы, пароходы, паровые автомобили и даже тракторы.

Правда, попытки освоить воздушное пространство с помощью парового двигателя были безуспешными. Зато оказались вполне продуктивны в сфере научной фантастики: в многочисленных произведениях жанра стимпанк (англ. steampunk: steam — «пар» и punk — «панк») небеса бороздят дирижабли, самолёты и прочие летательные аппараты, использующие водяной пар.

Вот уж о чём Джеймс Уатт вряд ли думал, так это о том, что созданные им машины спустя два века породят целую субкультуру, у которой будет масса поклонников. Выходит, он оказался влиятельным гением не только в технике, но и в искусстве.

Источник Источник http://unusauto.ru/paravto.htm
Источник http://1gai.ru/baza-znaniy/526243-jeolipil-gerona-odna-iz-velichajshih-zabytyh-mashin-v-istorii.html
Источник http://aif.ru/society/science/zadal_paru_chelovek_kotoryy_nachal_promyshlennuyu_revolyuciyu

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Похожее

Двигатели Honda GX – лидеры в своем классе

Двигатели Honda GX по праву считаются одними из самых надежных и экономичных. В этой серии выпускается целое семейство четырехтактных карбюраторных бензиновых двигателей общего назначения, которые широко применяются в самой разной бензомоторной технике. Двигатели Honda GX устанавливают на генераторы, компрессоры, мотопомпы, виброплиты, нарезчики швов, газонокосилки, мотокультиваторы и другое оборудование. Также их используют для оснащения картингов, мотоблоков, […]

Диагностика китайских авто в Уфе (Диагностика и ремонт двигателя) — ООО ЭКОНОМ на

Диагностика китайских авто, Уфа Описание товара Комплексная диагностика инжекторных китайских авто( Ssang Yong, Geely, Chery, Great Wall и т.д.) — замер компрессии в циллиндрах, — замер давления топлива, — компьютерная диагностика электронных систем и блоков управления (ЭБУ двигателя, ABS, SRS, AIR bag, ASC, климат, подвеска, проводка, освещние и т.д.) так же проводим чистку форсунок, дроссельных […]

X

Яндекс.Метрика