Паровая машина Ползунова.
Произошло это всего лишь около двухсот лет назад, 23 мая 1766 года, когда начались испытания машины Ползунова.
Сам изобретатель не дожил всего лишь недели до этого события. Он умер 16 мая 1766 года от скоротечной чахотки. Машина не надолго пережила своего создателя: в ноябре 1766 года котел дал течь и машину остановили. Больше она не работала. Затем ее уничтожили, и долго еще то место на берегу Барнаульского пруда, где стояла машина, народ называл «Ползуновским пепелищем».
Что ж, об этом тяжело и грустно говорить, но удивительного здесь ничего нет. Труд Ползунова, его идея «огонь слугою к машинам склонить», его мечта «облегчить труд по нас грядущим» не нужны, более того, опасны были для правителей и хозяев феодально-крепостнической России. Для них человек был дешевле машины.
Умер в нищете и Дени Папен, который также работал над изобретением паровой машины. Ему пришлось претерпеть даже, может быть, больше, чем Ползунову. Ползунов хоть построил свою машину. Папену не удалось и этого, хоть он, изобретая паровую машину, шел по правильному пути. В 1708 году Папен просил у секретаря Королевского общества (английской академии наук) пятнадцать фунтов стерлингов на проведение «важного эксперимента», но получил отказ.
Англичанин Джемс Уатт оказался более счастливым. Вероятно, потому, что его изобретение было сделано тогда, когда промышленность уже задыхалась, не имея подходящего двигателя. Уатт, так же как и Ползунов, не начинал работы на голом месте. В то время уже применялись на шахтах для откачки воды громоздкие и неудобные насосные паровые двигатели.
Стремясь усовершенствовать машину Ньюкомена, Уатт сделал много важных открытий. Он работал очень тщательно и упорно. Его знаменитая паровая машина была создана не сразу. Уатт начал работать над ней еще в 1763 году. Первый патент на паровую машину нового типа он получил в 1768 году. И только в 1784 году Уатт получил патент на универсальный паровой двигатель, именно тот, который мы теперь и называем паровой машиной Уатта.
Паровая машина Уатта.
Эта машина была очень совершенной, настолько совершенной, что наши современные паровые машины, хотя они, конечно, и много лучше, принципиально ничем не отличаются от машин Уатта. О том, как нужен был промышленности новый двигатель, о том, что паровая машина действительно оказалась таким двигателем, который мог удовлетворить промышленность, говорят такие цифры: к 1800 году только завод Уатта и Болтона изготовил более 250 паровых машин.
А в 1826 году в Англии уже было около 1500 машин, суммарная мощность которых составляла 80 тысяч лошадиных сил.
Джемс Уатт сделал великое изобретение. И мы помним это и благодарны ему. Сам Уатт сравнивал мощность машины с мощностью лошади. Мы тоже пользуемся таким методом сравнения. Но мы пользуемся и другой единицей мощности, называемой «ватт» или «уатт», именем великого изобретателя.
Мне хочется обратить ваше внимание на два интереснейших устройства, введенных Уаттом в паровую машину. Я имею в виду золотниковый механизм и центробежный регулятор.
К паровой машине Ньюкомена был приставлен специальный человек для того, чтобы открывать и закрывать клапаны при каждом ходе поршня. Машина Ньюкомена была очень тихоходная, и человек вполне успевал справляться с такой работой. Наверное, он еще и уголь в топку мог подкладывать.
Уатт не добился бы успеха, если бы и он для переключения клапанов паровой машины оставил человека. Волей-неволей, для того чтобы успевать переключать клапаны от руки, пришлось бы машину сделать тихоходной, а значит, и малоэффективной. И Уатт, конечно, отказался от такого метода. Человека он заменил парораспределительной коробкой с золотником.
Золотниковая коробка паровой машины.
Как устроен золотник, вы знаете, и я не буду напоминать вам о нем. Скажу я лишь о его значении. Ведь золотник, соединенный через систему рычагов и эксцентрик с валом машины, есть чистейший автомат!
Да, автомат. Это, конечно, очень здорово. Но ведь и маятник с храповым колесиком в часах — тоже автомат. Правильно. Однако золотниковый механизм — автомат особого рода. Посмотрите-ка, как он работает.
Давайте впускные отверстия в золотниковой коробке назовем входом машины. Это действительно так: через эти отверстия в цилиндр подается рабочее тело — пар, толкающий поршень. Пар давит на поршень. Шток поршня передает усилие на шатун и кривошип. Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное. Это как раз то, что требовалось. Это и есть нужный результат — выход паровой машины. Сила на выходе паровой машины большая, и ее практически не убудет, если мы ее же заставим передвигать золотник. Так на самом деле и происходит.