Дізнайтеся який винахідник створив перший двигун та якою була історія виникнення парового двигуна і його роль для прогресу людства.
У світі, який рухається двигунами внутрішнього згоряння, газовими турбінами та ядерними реакторами, паровий двигун може здатися пережитком минулого. Але без цього кардинального винаходу сучасний світ був би зовсім іншим.
Мабуть, найважливіша подія промислової революції, парова машина сприяла значному прогресу в галузях гірничої промисловості, виробництва, сільського господарства та транспорту.
На запитання який винахідник створив перший двигун – зазвичай відповідають, що це був Дж. Уатт (детальніше про нього внизу).
І хоча кільком видатним діячам 18-го та 19-го століть приписують розробку та вдосконалення парової машини, історія парових машин насправді сягає майже 2000 років до промислової революції.
Хто винайшов мікрохвильову піч і як це сталося?
Старовинні парові турбіни
На початку першого століття нашої ери грецький винахідник на ім’я Герон Олександрійський сконструював першу в світі еоліпіль, або примітивну парову турбіну.
Еоліпіл Герона складався з порожнистої сфери, встановленої на парі труб. Нагріті знизу вогнем, труби транспортували пару до сфери, де вона випускалася через інший ряд трубок, що виступали з екватора сфери. Цей рух пари через пристрій змусив сферу обертатися, демонструючи потенціал використання пари як засобу руху.
Хоча еоліпіль був створений для розваги, а не як засіб для прискорення виробництва, це, тим не менш, перший відомий пристрій для перетворення пари в обертовий рух. Але тільки в 17 столітті були зроблені спроби використати силу еоліпіла Герона для практичних цілей.
Перші практичні парові машини були розроблені для вирішення дуже специфічної проблеми: як видалити воду із затоплених шахт. Коли європейці XVII століття перейшли з деревини на вугілля як основне джерело палива, шахти були поглиблені і, як наслідок, часто затоплювались після проникнення в підземні джерела води.
Гідравлічні машини: що це та для чого вони призначені
Вважається, що іспанський гірничодобувний адміністратор на ім’я Херонімо де Аянз був першою людиною, яка вирішила проблему затоплених шахт. У 1606 році де Аянз зареєстрував перший патент на машину, яка використовувала силу пари для виведення води з шахт. Іспанський винахідник, якому також приписують винайдення однієї з перших у світі систем кондиціонування повітря, використав свій паровий двигун для видалення води зі срібних копалень у Гуадалканалі, Севілья.
У той час як іспанець вперше запатентував парову машину для використання в гірничій справі, англійцю зазвичай приписують винахід першої парової машини. У 1698 році Томас Савері, інженер і винахідник, запатентував машину, яка могла ефективно забирати воду із затоплених шахт за допомогою тиску пари. Савері використав принципи, викладені Дені Папеном, британським фізиком французького походження, який винайшов скороварку. Ідеї Папена щодо циліндрично-поршневої парової машини раніше не використовувалися для створення робочого двигуна, але Савері перетворив ідеї Папена на корисний винахід.
Використовуючи два парові котли, Савері розробив майже безперервну систему для відкачування води з шахт. Але, незважаючи на ранній успіх системи Савері, незабаром було виявлено, що його двигун здатний забирати воду лише з невеликих глибин, і цю проблему необхідно було вирішити, якщо парові двигуни працювали в глибоких шахтах.
Хто винайшов перший автомобіль: історичний погляд
На щастя для європейських власників шахт, у 1711 році інший англієць, Томас Ньюкомен, розробив кращий спосіб відкачування води з шахт. Його система використовувала перероблений паровий двигун, який усунув потребу в накопиченому тиску пари — недолік у системі Савері, який призвів до багатьох нещасних вибухів. «Атмосферний» двигун Ньюкомена — названий так тому, що рівень тиску пари, який він використовував, наближався до атмосферного — був першою комерційно успішною машиною, яка використовувала пару для роботи водяного насоса.
Незважаючи на те, що це було вдосконалення початкового рендерингу парової машини Савері, атмосферна машина Ньюкомена також мала свої недоліки. Машина була дуже неефективною, вимагала постійного потоку холодної води для охолодження найважливішого парового циліндра (частини двигуна, де тиск пари перетворюється на рух), а також постійного джерела енергії для повторного нагріву циліндра.
Незважаючи на цей головний недолік, конструкція двигуна Ньюкомена залишалася незмінною протягом наступних 50 років і, окрім відкачування шахт, також використовувалася для осушення заболочених територій, водопостачання міст і навіть млинів.
Потужність промислової революції та який вінахідник створив перший двигун
Так але яка загальноприйнята думка про відповідь на запитання – який винахідник створив перший двигун? – Цу був Дж. Уатт.
В 1765 році сутність двигуна Ньюкомена була змінена. Того року Джеймс Уатт, шотландський виробник приладів, який працював в Університеті Глазго, почав ремонтувати маленьку модель двигуна Ньюкомена. Уатт був збентежений великою кількістю пари, яку споживала машина Ньюкомена, і зрозумів, що для усунення цієї неефективності йому доведеться відмовитися від постійного охолодження та повторного нагрівання парового циліндра.
Для цього Уатт розробив окремий конденсатор, який дозволив підтримувати постійну температуру парового циліндра та значно покращив функціональність двигуна Ньюкомена.
З фінансових причин Уатт не відразу зміг виготовити свій новий і вдосконалений атмосферний двигун. Але до 1776 року він уклав партнерські відносини з Метью Боултоном, англійським фабрикантом та інженером, який був твердо налаштований на використання парових двигунів не тільки для викачування води з шахт.
За фінансової підтримки Бултона Уатт розробив ротаційний паровий двигун односторонньої дії (а пізніше — подвійної дії), який разом із фірмовим окремим конденсатором Уатта мав механізм паралельного руху, який подвоював потужність існуючого парового циліндра.
Двигун Боултона-Уатта також був першим, який дозволив оператору машини контролювати швидкість двигуна за допомогою пристрою, що називається відцентровим регулятором. Покращений двигун використовував нову систему передач — розроблену співробітником Boulton and Watts, Вільямом Мердоком — відому як сонячна та планетна передача, для перетворення зворотно-поступального (лінійного) руху в обертальний рух.
Удосконалення парової машини Уаттом у поєднанні з баченням Боултона про суспільство, що працює на пару, сприяли швидкому впровадженню парових двигунів у Великій Британії та, зрештою, у Сполучених Штатах.
До 1800-х років парові двигуни приводили в дію млини, фабрики, пивоварні та безліч інших виробничих операцій. У 1852 році відбувся перший політ парового дирижабля. Майбутні ітерації парового двигуна також визначили транспортування, оскільки поїзди, човни та залізниці перейняли цю технологію, щоб перенести пасажирів у 20 століття.
Джерело: www.livescience.com/
