Счастливый клевер человечества. Всеобщая история открытий, технологий, конкуренции и богатства - Вадим Махов

Механик университета из шотландского города Глазго Джеймс Уатт начал эксперименты с паром в 1763 г., а использоваться коммерчески его универсальный двигатель впервые стал в 1783 г. Что же сделал Уатт за эти 20 лет? Поначалу он, работая простым механиком, просто починил одну из машин Ньюкомена. В 1763 г. Уатт установил на эту машину наружный конденсатор^[240], который позволил избежать громадной потери пара, происходившей из-за необходимости повторного нагрева цилиндра после каждого впрыскивания воды. Затем Уатт стал постепенно увеличивать давление пара, сообщая движущую силу поршню в фазе его подъема, – так в 1769 г. появилась паровая машина Уатта, а в 1782 г. – первый паровой цилиндр двойного действия, в котором поршень подвергается действию пара попеременно с обеих сторон.

В 1884 г. известный в Англии инженер Чарльз Парсонс соорудил первую практически действующую паровую турбину. Его конструкция оказалась настолько эффективной, что турбины стали использоваться на электростанциях вместо паровых двигателей с возвратно-поступательным механизмом.

Начиная с 1785 г.^[241] паровая машина становится одним из основных двигателей промышленной революции, в том числе на морском и железнодорожном транспорте, поскольку на базе машины Уатта стало возможным преобразование поступательного движения поршня во вращательное, т. е. двигатель теперь мог крутить колесо мельницы или фабричного станка. К 1800 г. фирма Уатта и его компаньона Болтона произвела 496 таких механизмов, из которых только 164 использовались как насосы. Еще 308 нашли применение на мельницах и фабриках, а 24 обслуживали доменные печи.

Первая в России двухцилиндровая вакуумная паровая машина была спроектирована механиком И. И. Ползуновым и построена в 1764 г. для приведения в действие воздуходувных мехов на барнаульских Колывано-Воскресенских заводах (Конфедератов, 1954).

Свой вклад в повышение эффективности тепловых машин за счет применения пара высокого давления внесли американец Оливер Эванс и англичанин Ричард Тревитик. Последний успешно строил промышленные однотактовые двигатели высокого давления, которые вошли в историю под названием «корнуэльские двигатели». Но с увеличением давления росла и опасность взрывов, а значит, машинам высокого давления был необходим предохранительный клапан для сброса лишнего давления. Такой клапан изобрел Дени Папен. Надежная и безопасная эксплуатация началась только с накоплением опыта и стандартизацией процедур сооружения, эксплуатации и обслуживания оборудования.

В 1769 г. французский изобретатель Никола Жозеф Кюньо продемонстрировал первое действующее самоходное паровое транспортное средство – паровую телегу. Наверное, его изобретение можно считать прообразом первого автомобиля (Паровые машины, 1838). Пар оказался очень полезным в качестве источника механической энергии, приводившего в движение другие сельскохозяйственные машины. А в 1788 г. благодаря Джону Фитчу появился первый пароход, курсировавший по реке Делавер между Филадельфией (штат Пенсильвания) и Берлингтоном (штат Нью-Йорк). Он мог перевозить 30 пассажиров. В феврале 1804 г. на металлургическом заводе Пенидаррен в Южном Уэльсе неугомонный Ричард Тревитик продемонстрировал свой первый паровой локомотив.

Но на этом история пара не закончилась. Эксперименты с паром продолжаются и по сей день! Японские ученые создали паровой двигатель микроскопических размеров, использовав метод, который в основном служил для изготовления интегральных схем. В результате небольшой силы ток, протекающий по электронагревательному элементу, нагрев капельку воды, превращает ее в пар, а тот приводит в движение поршень.