У поданні більшості людей століття смартфонів автомобілі на паровій тязі – це щось архаїчне, що викликає усмішку. Парові сторінки історії автомобілебудування були дуже яскравими і без них важко уявити сучасний транспорт взагалі. Як не намагалися скептики від законотворчості, а також нафтові лобісти різних країн обмежити розвиток автомобіля на пару, їм це вдавалося лише на якийсь час. Адже паровий автомобіль подібний до Сфінкса. Ідея автомобіля на пару (тобто на двигуні зовнішнього згоряння) актуальна й донині.

У поданні більшості людей століття смартфонів автомобілі на паровій тязі – це щось архаїчне, що викликає усмішку.

Так було в 1865 року у Англії запровадили заборону пересування швидкісних самохідних карет на паровому ходу. Їм заборонялося пересуватися швидше за 3 км/год містом і не випускати клуби пари, щоб не лякати коней, запряжених у звичайні екіпажі. Найсерйознішим і відчутним ударом по парових вантажних автомобілях вже в 1933 завдав закон про податок на важкі транспортні засоби. І лише 1934 року, коли було знижено мито на імпорт нафтопродуктів, замаячила на горизонті перемога бензинових та дизельних двигунів над паровими.

Так вишукано і холоднокровно знущатися з прогресу могли собі дозволити тільки в Англії. У США, Франції, Італії середовище винахідників-ентузіастів буквально вирувало ідеями, а паровий автомобіль набував нових обрисів і характеристик. Хоча англійські винаходили зробили вагомий внесок у розвиток парового автотранспорту, закони та упередження влади не дозволяли їм повноцінно брати участь у сутичці з ДВС. Але давайте про все по порядку.

Доісторична довідка

Історія розвитку парового автомобіля нерозривно пов'язана з історією виникнення та вдосконалення парової машини. Коли у I столітті зв. е. Герон з Олександрії запропонував свою ідею змусити пару обертати металеву кулю, до її ідеї поставилися не більше, ніж до гри. Чи інші ідеї більшою мірою хвилювали винахідників, але першим, хто поставив паровий котел на колеса був чернець Фердинанд Вербст. 1672 року. До його «іграшки» теж поставилися як до гри. Але наступні сорок років не пройшли даремно для історії парового двигуна.

Проект екіпажу Ісаака Ньютона (1680), пожежний апарат механіка Томаса Севері (1698) і атмосферна установка Томаса Ньюкомена (1712) продемонстрували величезний потенціал використання пари для здійснення механічної роботи. Спочатку парові машини відкачували воду з шахт та піднімали вантажі, але до середини 18 століття на підприємствах Англії таких парових установок уже було кілька сотень.

Що ж являє собою паровий двигун? Як може пара рухати колеса? Принцип парової машини є простим. Вода нагрівається у закритому резервуарі до пари. Пара відводиться трубками в закритий циліндр і видавлює поршень. Через проміжний шатун цей поступальний рух передається на вал маховика.

Ця важлива схема роботи парового котла практично мала істотні недоліки.

Перша порція пари клубами виривалася назовні, а поршень, що остигнув, під власною вагою опускався вниз для наступного такту. Ця важлива схема роботи парового котла практично мала істотні недоліки. Відсутність системи регулювання тиску пари нерідко призводила до вибуху котла. Для доведення котла до робочого стану потрібно чимало часу та палива. Постійна дозаправка та гігантські розміри парової установки лише збільшували перелік її недоліків.

Нову машину в 1765 запропонував Джеймс Уатт. Він направив пар, що видавлюється поршнем, в додаткову камеру для конденсації і позбавив необхідності постійно підливати воду в котел. Нарешті, в 1784 році він вирішив завдання, як перерозподілити рух пари таким чином, щоб він штовхав поршень в обох напрямках. Завдяки створеному ним золотнику, парова машина могла працювати без перерв між тактами. Цей принцип теплового двигуна подвійної дії ліг в основу більшості парової техніки.

Над створенням парових машин працювало багато розумних людей. Адже це простий та дешевий спосіб отримання енергії практично з нічого.

Невеликий екскурс в історію автомобілів на паровій тязі

Однак, хоч як грандіозні були успіхи англійців в області, першим, хто поставив парову машину на колеса, був француз Ніколя Жозеф Кюньо.

Перший паровий автомобіль Кюньо

Його автомобіль з'явився на дорогах у 1765 році. Швидкість пересування коляски була рекордною – 9,5 км/год. У ньому винахідник передбачив чотири місця для пасажирів, яких можна було покатати з вітерцем на середній швидкості 3,5 км/год. Цього успіху винахіднику здалося замало.

Необхідність зупинки для заправки водою та розпалювання нового вогнища через кожен кілометр шляху не були суттєвим мінусом, а лише рівнем техніки того часу.

Він зважився на винахід тягача для гармат. Так на світ з'явився триколісний віз із масивним котлом попереду. Необхідність зупинки для заправки водою та розпалювання нового вогнища через кожен кілометр шляху не були суттєвим мінусом, а лише рівнем техніки того часу.

Наступна модель Кюньо зразка 1770 мала вагу близько півтори тонни. Новий віз міг транспортувати близько двох тонн вантажу зі швидкістю 7 км/год.

Маестро Кюньо займала ідея створення парового двигуна високого тиску. Його навіть не бентежив той факт, що казан міг вибухнути. Саме Кюньо придумав розташувати топку під котлом і возити «вогнище» із собою. Крім того, його «візок» може бути названий першою вантажівкою. Відставка покровителя та низка революцій не дали можливості майстру розвинути модель до повноцінної вантажної машини.

Самоучка Олівер Еванс та його амфібія

Ідея створення парових машин мала світові масштаби. У північноамериканських штатах винахідник Олівер Еванс створив близько п'ятдесяти парових установок на базі машини Уатта. Намагаючись зменшити габарити установки Джеймса Уатта, він конструював парові машини для борошномельних фабрик. Проте всесвітню славу Олівер Еванс набув за свій паровий автомобіль-амфібію. У 1789 році його перший автомобіль у США успішно пройшов сухопутне та водне випробування.

На свою амфібію, яку можна назвати прообразом всюдиходів, Еванс встановив машину із тиском пари в десять атмосфер!

Дев'ятиметровий автомобіль-човен мав вагу близько 15 тонн. Парова машина рухала задні колеса і гребний гвинт. До речі, Олівер Еванс теж був прихильником створення парового двигуна високого тиску. На свою амфібію, яку можна назвати прообразом всюдиходів, Еванс встановив машину із тиском пари в десять атмосфер!

Якби у винахідників 18-19 століть були під рукою технології 21 століття, ви уявляєте, скільки техніки вони б вигадали!? І якої техніки!

XX століття та 204 км/год на паровому автомобілі Стенлі

Так! 18 століття дав потужний поштовх розвитку парового транспорту. Численні та різноманітні конструкції самохідних парових возів стали все частіше розбавляти гужовий транспорт на дорогах Європи та Америки. На початку XX століття автомобілі на паровій тязі суттєво поширилися та стали звичним символом свого часу. Як і фотографія.

18 століття дав потужний поштовх до розвитку парового транспорту

Саме свою фотографічну компанію продали брати Стенлі, коли в 1897 вирішили всерйоз зайнятися виробництвом парових авто в США. Вони створювали добре продаються паромобілі. Але цього їм було замало задоволення своїх амбітних планів. Адже вони були лише одні з багатьох таких же автовиробників. Так було доти, доки вони не сконструювали свою «ракету».

Саме свою фотографічну компанію продали брати Стенлі, коли в 1897 вирішили всерйоз зайнятися виробництвом парових авто в США.

Звісно, ​​автомобілі Стенлі мали славу надійного автомобіля. Паровий агрегат розташовувався ззаду, а бойлер розігрівався за допомогою смолоскипів бензину або гасу. Маховик парового двоциліндрового двигуна подвійної дії обертання на задню вісь за допомогою ланцюгової передачі. Випадків вибухів котла Стенлі Стімер не мав. Але їм потрібний був фурор.

Звісно, ​​автомобілі Стенлі мали славу надійного автомобіля.

Своєю «ракетою» вони викликали фурор на весь світ. 205,4 км/год у 1906 році! Так швидко ще ніхто не їздив! Авто з ДВС побив цей рекорд лише через 5 років. Фанерна парова «Ракета» Стенлі визначила форму гоночних автомобілів на багато років вперед. Але після 1917 року Стенлі Стімер все важче переживав конкуренцію дешевого Ford T і пішов у відставку.

Унікальні паромобілі братів Добл

Цьому знаменитому сімейству вдалося чинити опір бензиновим моторам аж до початку 30-х років XX століття. Вони не збирали машини для рекордів. Брати справді любили свої паромобілі. Інакше чим ще пояснити винайдені ними стільниковий радіатор і кнопку запалювання? Їхні моделі не були схожі на малі паровози.

Брати Абнер та Джон зробили революцію у паровому транспорті.

Брати Абнер та Джон зробили революцію у паровому транспорті. Щоб зрушити з місця, його машину не потрібно було розігрівати 10-20 хвилин. Кнопка запалення нагнітала гас із карбюратора в камеру згоряння. Він потрапляв туди після запалювання запалювальною свічкою. Вода нагрівалася за лічені секунди, а за хвилину-півтори пар створював необхідний тиск і можна було їхати.

Відпрацьована пара прямувала в радіатор для конденсації та підготовки до наступних циклів. Тому для плавного пробігу на 2000 км автомобілям Доблов потрібно всього дев'яносто літрів води в системі і кілька літрів гасу. Такої економічності не міг запропонувати ніхто! Можливо, саме на автосалоні в Детройті 1917 року Стенлі познайомилися з моделлю братів Добл і почали згортати своє виробництво.

Модель Е стала найрозкішнішим автомобілем другої половини 20-х і останньою версією паромобіля Доблов. Шкіряний салон, поліровані елементи з дерева та кістки слона радували заможних власників усередині автомобіля. У такому салоні можна було насолоджуватися пробігом на швидкості до 160 км/год. Усього 25 секунд відокремлювали момент запалення від моменту старту. Ще 10 секунд потрібно, щоб автомобіль масою 1,2 т розігнався до 120 км/год!

Всі ці швидкісні якості були закладені у чотирициліндровому моторі. Два поршні виштовхувалися парою під високим тиском в 140 атмосфер, а два інших відправляли пар низького тиску, що остигнув, в стільниковий конденсатор-радіатор. Але в першій половині 30-х років і ці красені братів Добл перестали випускатися.

Парові вантажні машини

Однак не варто забувати, що парова тяга бурхливо розвивалася і на вантажному транспорті. Це у містах парові автомобілі викликали алергію у снобів. Адже вантажі повинні доставлятися за будь-якої погоди і не тільки містом. А міжміські автобуси та військова техніка? Там легковими малолітражками не відбудешся.

Вантажний транспорт має одну значну перевагу перед легковим – це його габарити.

Вантажний транспорт має одну значну перевагу перед легковим – це його габарити. Саме вони дозволяють розмістити потужні силові установки у будь-якому місці автомобіля. Причому вона тільки збільшить вантажопідйомність та прохідність. А як виглядатиме вантажівка – на це не завжди звертали увагу.

Серед парових вантажних машин хочеться виділити англійську Сентінел та радянський НАМІ. Звичайно, були й багато інших, наприклад Фоден, Фаулер, Йоркшир. Але саме Сентінелл та НАМИ виявилися найживішими і випускалися до кінця 50-х років минулого століття. Вони могли працювати на будь-якому твердому паливі – вугіллі, дровах, торфі. «Всеїдність» цих вантажівок на пару ставила їх поза впливом цін на нафтопродукти, а також дозволяла використовувати їх у важкодоступних місцях.

Трудяга Сентінелл з англійським акцентом

Ці дві вантажівки відрізняються не лише країною виробника. Принципи розташування парогенераторів також були різні. Для Сентінел характерні верхнє і нижнє розташування парових машин щодо котла. При верхньому розташуванні парогенератор подавав гарячу пару безпосередньо в камеру двигуна, яка була пов'язана з мостами системою карданних валів. При нижньому розташуванні парового двигуна, тобто на шасі, котел розігрівав воду і подавав пару в двигун трубками, що гарантувало втрати температури.

Для Сентінел характерні верхнє і нижнє розташування парових машин щодо котла.

Наявність ланцюгової передачі від маховика парової машини на кардан було типовим для обох типах. Це дозволило конструкторам уніфікувати випуск Сентінел залежно від замовника. Для спекотних країн, таких як Індія, випускали парові вантажівки з нижнім, розділеним розташуванням котла та двигуна. Для країн із холодними зимами – з верхнім, суміщеним типом.

Для спекотних країн, таких як Індія, випускали парові вантажівки з нижнім, розділеним розташуванням котла та двигуна.

На цих вантажівках застосовували багато перевірених технологій. Золотники та клапани розподілу пари, двигуни простої та подвійної дії, з високим або низьким тиском, з або без КПП. Однак це не продовжили життя англійським паровим вантажівкам. Хоча вони й випускалися до кінця 50-х років XX століття і навіть перебували на військовій службі до і під час 2-ої світової війни, вони все ж таки були громіздкими і чимось нагадували паровози. А оскільки в їхній кардинальній модернізації не було зацікавлених осіб, то їхня доля була вирішена наперед.

Хоча вони й випускалися до кінця 50-х років XX століття і навіть перебували на військовій службі до і під час 2-ої світової війни, вони все ж таки були громіздкими і чимось нагадували паровози.

Кому що, а нам – НАМІ

Щоб підняти зруйновану війною економіку радянського союзу, потрібно було знайти спосіб не витрачати ресурси нафти, хоча б у важкодоступних місцях – на півночі країни та Сибіру. Радянським інженерам було надано можливість вивчити конструкцію Сентінела з верхнім розташуванням чотирициліндрової парової машини прямої дії та розробити свою «відповідь Чемберлену».

У 30-х роках російські інститути та конструкторські бюро робили неодноразові спроби створення альтернативної вантажівки для лісової промисловості.

У 30-х роках російські інститути та конструкторські бюро робили неодноразові спроби створення альтернативної вантажівки для лісової промисловості. Але щоразу справа зупинялася на стадії випробувань. Використовуючи власний досвід та можливість вивчення трофейних паромобілів, інженерам вдалося переконати керівництво країни у необхідності такої вантажівки-паровики. Тим більше що бензин коштував у 24 рази дорожче за вугілля. А із вартістю дров у тайзі взагалі можна не згадувати.

Група конструкторів під керівництвом Ю. Шебаліна максимально спростила паровий агрегат загалом. Вони поєднали чотирициліндровий двигун і котел в один агрегат і розташували його між кузовом та кабіною. Встановили цю установку на шасі серійного ЯАЗ (МАЗ)-200. Робота пари та її конденсація були поєднані в замкнутому циклі. Подача дров'яних чушок із бункера здійснювалася автоматично.

Так народився, вірніше на лісовому бездоріжжі, НАМИ-012. Очевидно, принцип бункерної подачі твердого палива та розташування парової машини на вантажному автомобілі було запозичено з практики газогенераторних установок.

Доля господаря лісів – НАМІ-012

Характеристики парової вітчизняної бортової вантажівки та лісовозу НАМІ-012 були такі

• Вантажопідйомність – 6 тонн
• Швидкість – 45 км/год
• Дальність пробігу без дозаправки палива – 80 км, якщо була можливість оновити запас води, то 150 км.
• Крутний момент на малих оборотах – 240 кгм, що перевищувало майже в 5 разів показники базового ЯАЗ-200
• Котел з природною циркуляцією створював тиск 25 атмосфер і доводив пару до температури 420°С
• Поповнювати запаси води можна було безпосередньо з водойми через ежектори
• Ціліснометалева кабіна не мала капот і була висунута вперед
• Швидкість регулювалася об'ємом пари в двигуні за допомогою важеля подачі/відсічки. З його допомогою циліндри заповнювалися на 25/40/75%.
• Одна задня передача та три педаль управління.

Серйозними недоліками парової вантажівки були витрати 400 кг дров на 100 км шляху і необхідність у мороз позбавлятися води в котлі.

Серйозними недоліками парової вантажівки були витрати 400 кг дров на 100 км шляху і необхідність у мороз позбавлятися води в котлі. Але основним мінусом, який був у першого зразка, була погана прохідність у незавантаженому стані. Тоді виходило, що передня вісь була перевантажена кабіною та паровим агрегатом, порівняно із задньою. З цим завданням упоралися, встановивши модернізовану паросильну установку на повнопривідний ЯАЗ-214. Тепер і потужність лісовозу НАМІ-018 було доведено до 125 кінських сил.

Але, не встигнувши поширитися країною, парогенераторні вантажівки були утилізовані у другій половині 50-х років минулого століття.

Але, не встигнувши поширитися країною, парогенераторні вантажівки були утилізовані у другій половині 50-х років минулого століття. Втім, разом із газогенераторними. Тому що вартість переробки автомобілів, економічний ефект та зручність експлуатації були трудомісткі та сумнівні, порівняно з бензиновими та дизельними вантажівками. Тим більше, що до цього часу в Радянському Союзі вже налагоджувався видобуток нафти.

Швидкісний та доступний сучасний паровий автомобіль

Не варто думати, що ідею автомобіля на паровій тязі забуто назавжди. Зараз проявляється значне зростання інтересу до двигунів, альтернативних ДВЗ на бензині та дизпаливі. Світові запаси нафти не безмежні. Так, і вартість нафтопродуктів постійно зростає. Конструктори так намагалися вдосконалити ДВС, що їхні ідеї майже досягли свого ліміту.

Електромобілі, авто на водні, газогенераторні та паромобілі знову стали актуальними темами. Привіт, забуте 19 століття!

Зараз проявляється значне зростання інтересу до двигунів, альтернативних ДВЗ на бензині та дизпаливі.

Британський інженер (знову Англія!) продемонстрував нові можливості парового двигуна. Він створив свій Inspuration не лише для демонстрації актуальності автомобілів парової тяги. Його дітище зроблено для рекордів. 274 км/год – така швидкість, яку розганяють дванадцять казанів, встановлених на 7,6 метровому боліді. Усього 40 літрів води достатньо, щоб скраплений газ буквально за мить довів температуру пари до 400°С. Подумати тільки, історії знадобилося 103 роки, щоби побити рекорд швидкості автомобіля на паровій тязі, встановлений «Ракетою»!

У сучасному парогенераторі можна використовувати вугілля у вигляді порошку або інше дешеве паливо, наприклад мазут, зріджений газ. Саме тому парові автомобілі завжди були і будуть популярними.

Але щоб настало екологічно чисте майбутнє, знову необхідно долати опір нафтових лобістів.

Принцип дії парового двигуна

Зміст

Анотація

1. Теоретична частина

1.1 Тимчасовий ланцюжок

1.2 Паровий двигун

1.2.1 Паровий котел

1.2.2 Парові турбіни

1.3 Парові машини

1.3.1 Перші пароплави

1.3.2 Зародження двоколісного транспорту

1.4 Застосування парових двигунів

1.4.1 Перевага парових машин

1.4.2 Коефіцієнт корисної дії

2. Практична частина

2.1 Побудова механізму

2.2 Способи покращення машини та її ККД

2.3 Анкетування

Висновок

Список використаної літератури

додаток

паровий двигункорисна дія

Анотація

Дана наукова робота складається з 32 листів. Вона включає теоретичну частину, практичну частину, додаток і висновок. У теоретичній частині ви дізнаєтеся про принцип роботи парових двигунів та механізмів, про їхню історію та про роль їх застосування в житті. Практичній частині докладно розказано про процес конструювання та випробування парового механізму в домашніх умовах. Дана наукова робота може бути наочним прикладом роботи та використання енергії пара.

Вступ

Світ покірних будь-яким капризам природи, де машини приводяться в дію м'язовою силою або силою водяних коліс і вітряків - таким був світ техніки до створення парового двигуна. то змусило людину замислитися над тим, як можна використовувати як робоче тіло пар. В результаті цього після безлічі дослідів з'явився паровий двигун. І уявіть собі заводи з димними трубами, парові машини і турбіни, паровози і пароплави - весь складний і могутній світ паротехніки створений людиною. пересування. Протягом ста років вона була єдиним промисловим двигуном, універсальність якого дозволяла використовувати її на підприємствах, залізницях та на флоті. Винахід парового двигуна є величезним ривком, що стояв на рубежі двох епох. І через століття ще гостріше відчувається вся значимість цього винаходу.

Гіпотеза:

Чи можливо побудувати своїми руками найпростіший механізм, який працював на парі.

Мета роботи: сконструювати механізм, здатний рухатися на пару.

Завдання дослідження:

1. Вивчити наукову литературу.

2. Сконструювати та побудувати найпростіший механізм, який працював на парі.

3. Розглянути можливості збільшення ККД надалі.

Дана наукова робота буде посібником на уроках фізики для старших класів і для тих, кого цікавить ця тема.

1. Теоретична частина

Паровий двигун - тепловий поршневий двигун, в якому потенційна енергія водяної пари, що надходить з парового котла, перетворюється на механічну роботу поворотно-поступального руху поршня або обертального руху валу.

Пар є одним з поширених теплоносіїв у теплових системах з рідким або газоподібним робочим тілом, що нагрівається, поряд з водою і термомаслами. Водяна пара має ряд переваг, серед яких простота та гнучкість використання, низька токсичність, можливість підведення до технологічного процесу значної кількості енергії. Він може використовуватися в різноманітних системах, які мають на увазі безпосередній контакт теплоносія з різними елементами обладнання, ефективно сприяючи зниженню витрат на енергоресурси, скорочення викидів, швидкої окупності.

Закон збереження енергії- фундаментальний закон природи, встановлений емпірично і полягає в тому, що енергія ізольованої (замкнутої) фізичної системи зберігається з часом. Іншими словами, енергія не може виникнути з нічого і не може зникнути в нікуди, вона може лише переходити з однієї форми до іншої. З фундаментальної точки зору, згідно з теоремою Нетер, закон збереження енергії є наслідком однорідності часу і в цьому сенсі є універсальним, тобто властивим системам різної фізичної природи.

1.1 Часовий ланцюжок

4000 років до зв. е. - людина винайшла колесо.

3000 років до зв. е. - у Стародавньому Римі з'явилися перші дороги.

2000 до н. е. - колесо набуло більш звичного для нас вигляду. У нього з'явилися маточина, обід і спиці, що з'єднують їх.

1700 до н. е. - з'явилися перші дороги, бруковані дерев'яними брусками.

312 р. до н. е. - у Стародавньому Римі збудовані перші дороги з кам'яним покриттям. Товщина кам'яної кладки сягала одного метра.

1405 - з'явилися перші ресорні кінні екіпажі.

1510 р. - кінний екіпаж придбав кузов зі стінами та дахом. Пасажири отримали можливість захиститись від негоди під час поїздки.

1526 р. - німецький вчений і художник Альбрехт Дюрер розробив цікавий проект «безкіньного візка», що приводиться в дію м'язовою силою людей. Люди, що йдуть збоку екіпажу, обертали спеціальні ручки. Це обертання за допомогою черв'ячного механізму передавалося колесам екіпажу. На жаль, віз не був виготовлений.

1600 - Симон Стевін побудував яхту на колесах, що рухається під дією сили вітру. Вона стала першою конструкцією безкіньного візка.

1610 р. - карети зазнали двох суттєвих удосконалень. По-перше, ненадійні та надто м'які ремені, що заколисують пасажирів під час поїздки, були замінені сталевими ресорами. По-друге, було вдосконалено кінну упряж. Тепер кінь тягнув карету не шиєю, а грудьми.

1649 - пройшли перші випробування з використання в якості рушійної сили пружини, попередньо закрученої людиною. Карету з приводом від пружини збудував Йоханн Хауч у Нюрнберзі. Однак історики ці відомості ставлять під сумнів, оскільки існує версія, що замість великої пружини всередині карети сиділа людина, яка й приводила механізм у рух.

1680 - у великих містах з'явилися перші зразки кінного громадського транспорту.

1690 - Стефан Фарффлер з Нюрнберга створив триколісний візок, що пересувається за допомогою двох ручок, що обертаються руками. Завдяки цьому приводу конструктор віз міг переміщатися з місця на місце без допомоги ніг.

1698 - англієць Томас Севері побудував перший паровий котел.

1741 - російський механік-самоучка Леонтій Лук'янович Шамшуренков послав до Нижегородської губернської канцелярії «доношення» з описом «самобіглої коляски».

1769 - французький винахідник Кюньо побудував перший у світі паровий автомобіль.

1784 - Джеймс Уатт створив першу парову машину.

1791 р. - Іван Кулібін сконструював триколісний самохідний візок, що вміщав двох пасажирів. Привід здійснювався з допомогою педального механізму.

1794 р. - парову машину Кюньо здали в «сховище машин, інструментів, моделей, малюнків та описів з усіх видів мистецтв і ремесел» як чергову механічну дивину.

1800 - існує думка, що саме цього року в Росії був побудований перший у світі велосипед. Його автором був кріпосний Юхим Артамонов.

1808 - на вулицях Парижа з'явився перший французький велосипед. Він був виготовлений з дерева і складався з перекладини, що з'єднує два колеса. На відміну від сучасного велосипеда, у нього не було керма та педалей.

1810 - в Америці та країнах Європи почала зароджуватися каретна промисловість. У великих містах з'явилися цілі вулиці та навіть квартали, заселені майстрами-каретниками.

1816 - німецький винахідник Карл Фрідріх Драйз побудував машину, що нагадує сучасний велосипед. Щойно з'явившись на вулицях міста, вона отримала назву «бігової машини», оскільки її господар, відштовхуючись ногами, фактично біг землею.

1834 - в Парижі проводилися випробування парусного екіпажу, сконструйованого М. Хакуетом. Цей екіпаж мав щоглу заввишки 12 м-коду.

1868 - вважається, що в цей рік французом Ерне Мішо був створений прообраз сучасного мотоцикла.

1871 - французький винахідник Луї Перро розробив парову машину для велосипеда.

1874р. - у Росії побудований паровий колісний тягач. Як прототип був використаний англійський автомобіль «Евелін Портер».

1875р. - У Парижі пройшла демонстрація першої парової машини Амадея Бдллі.

1884 - американець Луїс Копленд побудував мотоцикл, на якому паровий мотор був встановлений над переднім колесом. Така конструкція могла розігнатися до 18 км/год.

1901р. - у Росії побудований легковий паромобіль московського велосипедного заводу «Дукс».

1902р. - Леон Серполле на одному зі своїх парових автомобілів встановив світовий рекорд швидкості – 120 км/год.

Роком пізніше він встановив ще один рекорд – 144 км/год.

1905 - американець Ф. Маріотт на паровому автомобілі перевищив швидкість 200 км

1.2 Паровийдвигун

Двигун, що приводиться в дію силою пари. Пар, що отримується шляхом нагрівання води, використовують для руху. У деяких двигунах сила пари змушує рухатися поршні, розташовані в циліндрах. Таким чином створюється зворотно-поступальний рух. Під'єднаний механізм зазвичай перетворює його на обертальний рух. У паровозах (локомотивах) використовуються поршневі двигуни. Як двигуни використовують також парові турбіни, які дають безпосередньо обертальний рух, обертаючи ряд коліс з лопатками. Парові турбіни приводять у дію генератори електростанцій та гвинти кораблів. У будь-якому паровому двигуні відбувається перетворення тепла, що виробляється при нагріванні води в паровому казані (бойлері) на енергію руху. Тепло може подаватися від спалювання палива в печі або атомного реактора. Найперший в історії паровий двигунів був рід насоса, за допомогою якого відкачували воду, що заливає шахти. Його винайшов у 1689 р. Томас Сейвері. У цій машині, зовсім проста по конструкції, пара конденсувалася, перетворюючись на невелику кількість води, і за рахунок цього створювався частковий вакуум, завдяки чому відсмоктувалась вода з шахтного ствола. У 1712 р. Томас Ньюкомен винайшов поршневий насос, що приводиться в дію пором. У 1760-ті роки. Джеймс Ватт покращив конструкцію Ньюкомена і створив набагато ефективніші парові двигуни. Невдовзі їх почали використовувати на фабриках для приведення в дію верстатів. У 1884 р. англійський інженер Чарльз Пар-соне (1854-1931) винайшов першу застосовну практично парову турбіну. Його конструкції були настільки ефективні, що незабаром ними стали замінювати парові двигуни зворотно-поступального впливу на електростанціях. Найбільш дивовижним досягненням у сфері парових двигунів було створення повністю замкненого, працюючого парового двигуна мікроскопічних розмірів. Японські вчені створили його, використовуючи методи, що служать виготовлення інтегральних схем. Невеликий струм, що проходить електронагрівальним елементом, перетворює краплю води на пару, яка рухає поршень. Тепер вченим належить відкрити, в яких сферах цей пристрій може знайти практичне застосування.

Винахід парових машин став переломним моментом історії людства. Десь на рубежі XVII-XVIII століть почалася заміна малоефективної ручної праці, водяних коліс і на нові і унікальні механізми - парові двигуни. Саме завдяки їм стали можливі технічна та промислова революції та й весь прогрес людства.

Але хто винайшов парову машину? Кому людство цим має? І коли це було? На всі ці запитання і намагатимемося знайти відповіді.

Ще до нашої ери

Історія створення парової машини починається ще перших століттях до нашої ери. Герон Олександрійський описав механізм, який починав працювати лише тоді, коли на нього вплинула пара. Пристрій був куля, на якій були закріплені сопла. З сопел по дотичній виходила пара, тим самим змушуючи двигун обертатися. Це був перший пристрій, який працював на парі.

Автор парової машини (а точніше, турбіни) - Тагі-аль-Діноме (арабський філософ, інженер і астроном). Його винахід став широко відомим в Єгипті в XVI столітті. Механізм був влаштований наступним чином: потоки пари спрямовували прямо на механізм із лопатями, і коли дим валив – лопаті оберталися. Щось подібне у 1629 році пропонував і італійський інженер Джованні Бранка. Головним недоліком всіх цих винаходів була занадто велика витрата пари, що у свою чергу вимагало величезних витрат енергії та не було доцільно. Розробки було припинено, оскільки тодішніх наукових та технічних знань людства було недостатньо. Крім того, потреба в таких винаходах була відсутня.

Розробки

До XVII століття створення парової машини було неможливим. Але тільки-но планка рівня розвитку людства злетіла, тут же з'явилися і перші екземпляри та винаходи. Хоча серйозно їх ніхто на той момент не сприйняв. Так, наприклад, в 1663 англійський вчений опублікував у пресі проект свого винаходу, який він встановив у замку Реглан. Його пристрій служив у тому, щоб піднімати воду на стіни веж. Однак, як і все нове та незвідане, цей проект був прийнятий із сумнівом, і спонсорів для його подальших розробок не знайшлося.

Історія створення парової машини починається з винаходу пароатмосферної машини. У 1681 році вчений із Франції винайшов пристрій, який відкачував воду з шахт. В якості рушійної сили спочатку застосовувався порох, а потім його замінили на водяну пару. Так виникла пароатмосферна машина. Величезний внесок у її вдосконалення зробили вчені з Англії Томас Ньюкомен та Томас Северен. Неоціненну допомогу також надав російський винахідник-самоук Іван Ползунов.

Невдала спроба Папена

Пароатмосферна машина, далека на той час від досконалості, привернула особливу увагу до суднобудівної галузі. Д. Папен свої останні заощадження витратив на придбання невеликого судна, де зайнявся установкою водопідйомної пароатмосферної машини власного виробництва. Механізм дії у тому, щоб, падаючи з висоти, вода починала обертати колеса.

Свої випробування винахідник проводив у 1707 році на річці Фульді. Багато народу зібралося, щоб подивитися на диво: судно, що рухається річкою, без вітрил і весел. Однак під час випробувань сталася катастрофа: вибухнув двигун та загинули кілька людей. Влада розлютилася на невдачливого винахідника і заборонила йому будь-які роботи та проекти. Судно конфіскували та зруйнували, а за кілька років помер і сам Папен.

Помилка

Пароплав Папен мав наступний принцип роботи. На дно циліндра потрібно було залити невелику кількість води. Під самим циліндром була жаровня, яка служила для нагрівання рідини. Коли вода починала кипіти, пар, що утворився, розширюючись, піднімав поршень. З простору над поршнем через спеціально обладнаний клапан виштовхувалося повітря. Після того як вода закипала і починала валити пару, необхідно було прибрати жаровню, закрити клапан, щоб видалити повітря, і за допомогою прохолодної води охолодити стінки циліндра. Завдяки таким діям пара, що знаходилася в циліндрі, конденсувалася, під поршнем утворювалося розрідження, і завдяки силі атмосферного тиску поршень знову повертався на своє початкове місце. Під час його руху вниз і робилася корисна робота. Проте ККД парової машини Папена був негативним. Двигун пароплава був украй неекономічний. А головне, він був надто складним та незручним в експлуатації. Тому винахід Папена не мав майбутнього вже з самого початку.

Послідовники

Проте історія створення парової машини на цьому не скінчилася. Наступним, набагато більш щасливим, ніж Папен, виявився англійський вчений Томас Ньюкомен. Він довго вивчав роботи своїх попередників, спираючись на слабкі місця. І взявши найкраще з їхніх робіт, створив у 1712 свій апарат. Нова парова машина (фото представлено) була сконструйована таким чином: використовувалися циліндр, що знаходився у вертикальному положенні, а також поршень. Це Ньюкомен взяв із робіт Папена. Однак пара утворювалася вже в іншому казані. Навколо поршня закріплювалася цільна шкіра, що значно підвищувало герметичність усередині парового циліндра. Ця машина також була пароатмосферною (вода піднімалася з шахти за допомогою атмосферного тиску). Головними мінусами винаходу були його громіздкість та неекономічність: машина «з'їдала» величезну кількість вугілля. Однак користі вона приносила значно більше ніж винахід Папена. Тому її майже п'ятдесят років застосовували у підземеллях та шахтах. Її використовували для відкачування ґрунтових вод, а також для осушення кораблів. намагався перетворити свою машину так, щоб була можливість застосовувати її для руху транспорту. Однак усі його спроби не мали успіху.

Наступним ученим, який заявив себе, став Д. Хулл з Англії. У 1736 році він представив світові свій винахід: пароатмосферну машину, у якої як рушій були лопатеві колеса. Його розробка виявилася більш вдалою, ніж у Папена. Відразу було випущено кілька таких суден. В основному вони використовувалися для того, щоб буксирувати баржі, кораблі та інші кораблі. Однак надійність пароатмосферної машини не викликала довіри, і судна обладнали вітрилами як основним рушієм.

І хоча Хуллу пощастило більше, ніж Папену, його винаходи поступово втратили актуальність і від них відмовилися. Все-таки пароатмосферні машини того часу мали безліч специфічних недоліків.

Історія створення парової машини у Росії

Наступний прорив стався у Російській Імперії. У 1766 році на металургійному заводі в Барнаулі була створена перша парова машина, яка подавала в плавильні печі повітря за допомогою спеціальних повітродувних хутр. Творцем її став Іван Іванович Ползунов, котрому за заслуги перед батьківщиною навіть надали офіцерське звання. Винахідник представив своєму начальству креслення та плани «вогняної машини», здатної приводити в дію повітродувне хутро.

Однак доля зіграла з Ползуновим злий жарт: через сім років після того, як його проект було прийнято, а машина зібрана, він захворів і помер від сухот - всього за тиждень до того, як почалися випробування його двигуна. Однак його інструкцій виявилося достатньо, щоби завести двигун.

7 серпня 1766 року парова машина Ползунова була запущена і поставлена ​​під навантаження. Проте вже у листопаді того ж року вона зламалася. Причиною виявились занадто тонкі стінки котла, не призначеного для навантаження. Причому винахідник у своїх інструкціях писав, що цей казан можна використовувати лише під час випробувань. Виготовлення нового котла легко окупилося б, адже ККД парової машини Ползунова був позитивний. За 1023 години роботи з її допомогою виплавили срібла 14 з гаком пудів!

Але попри це ніхто ремонтувати механізм не став. Парова машина Ползунова припадала пилом більше 15 років на складі, поки світ промисловості не стояв на місці і розвивався. А потім взагалі була розібрана на запчастини. Мабуть, тоді Росія ще не доросла до парових двигунів.

Вимоги часу

Тим часом життя на місці не стояло. І людство постійно замислювалося над тим, щоб створити механізм, що дозволяє не залежати від примхливої ​​природи, а самим керувати долею. Від вітрила всі хотіли відмовитися якнайшвидше. Тому питання створення парового механізму постійно висів у повітрі. У 1753 році в Парижі було висунуто конкурс серед майстрів, учених та винахідників. Академія наук оголосила нагороду тому, хто зможе створити механізм, здатний замінити силу вітру. Але незважаючи на те, що в конкурсі брали участь такі уми, як Л. Ейлер, Д. Бернуллі, Кантон де Лакруа та інші, слушної пропозиції не виніс ніхто.

Роки минали. І промислова революція накривала дедалі більше країн. Першість і лідерство серед інших держав діставалося незмінно Англії. До кінця вісімнадцятого століття саме Великобританія стала творцем великої промисловості, завдяки чому завоювала титул всесвітньої монополістки у цій галузі. Питання про механічний двигун з кожним днем ​​ставало все більш актуальним. І такий двигун було створено.

Перша парова машина у світі

1784 став для Англії і для всього світу переломним моментом в промисловій революції. І людиною, відповідальною за це, став англійський механік Джеймс Уатт. Парова машина, яку він створив, стала найгучнішим відкриттям віку.

Протягом кількох років вивчав креслення, будову та принципи роботи пароатмосферних машин. І на підставі всього цього він зробив висновок, що для ефективності роботи двигуна необхідно зрівняти температури води в циліндрі та парі, що потрапляє в механізм. Головний мінус пароатмосферних машин полягав у постійній необхідності охолодження циліндра водою. Це було витратно та незручно.

Нова парова машина була сконструйована іншим чином. Так, циліндр полягав у спеціальну сорочку з пари. Таким чином Уатт досяг його постійного нагрітого стану. Винахідник створив спеціальну посудину, занурену в холодну воду (конденсатор). До нього трубою приєднувався циліндр. Коли пара відпрацьовувалась у циліндрі, то через трубу потрапляла в конденсатор і там перетворювалася назад у воду. Працюючи над удосконаленням своєї машини, Уат створив розрідження в конденсаторі. Таким чином, вся пара, що попадала з циліндра, конденсувалася в ньому. Завдяки цьому нововведенню дуже сильно збільшувався процес розширення пари, що у свою чергу дозволяло витягувати з тієї ж кількості пари набагато більше енергії. Це був вінець успіху.

Автор парової машини також змінив і принцип подачі повітря. Тепер пара попадала спочатку під поршень, тим самим піднімаючи його, а потім збиралася над поршнем, опускаючи. Таким чином, обидва ходи поршня в механізмі стали робітниками, що раніше навіть не було можливим. А витрата вугілля на одну кінську силу була вчетверо меншою, ніж, відповідно, у пароатмосферних машин, чого й домагався Джеймс Уатт. Парова машина дуже швидко завоювала спочатку Великобританію, а потім і цілий світ.

"Шарлотта Дандас"

Після того, як увесь світ був уражений винаходом Джеймса Уатта, почалося широке застосування парових машин. Так було в 1802 року у Англії з'явився перший корабель пару - катер «Шарлотта Дандас». Його творцем вважається Вільям Саймінгтон. Катер застосовувався як буксирування барж каналом. Роль рушія на судні грало гребне колесо, встановлене на кормі. Катер з першого разу успішно пройшов випробування: відбуксував дві величезні баржі на 18 миль за шість годин. При цьому йому заважав зустрічний вітер. Але він упорався.

І все-таки його поставили на прикол, бо побоювалися, що через сильні хвилі, що створювалися під гребним колесом, береги каналу будуть розмиті. До речі, на випробуваннях «Шарлотти» була присутня людина, яку весь світ сьогодні вважає творцем першого пароплава.

в світі

Англійський суднобудівник із юнацьких років мріяв про судно з паровим двигуном. І ось його мрія стала здійсненною. Адже винахід парових машин став новим поштовхом у суднобудуванні. Разом із посланцем з Америки Р. Лівінгстоном, який взяв на себе матеріальний бік питання, Фултон зайнявся проектом корабля з паровою машиною. Це був складний винахід, заснований на ідеї веселого двигуна. По бортах судна тяглися в ряд плиці, що імітують безліч весел. При цьому плиці постійно заважали одна одній і ламалися. Сьогодні можна легко сказати, що той же ефект міг бути досягнутий всього при трьох-чотирьох плицах. Але з позиції науки і техніки на той час це побачити було неможливо. Тому суднобудівникам доводилося набагато складніше.

У 1803 році винахід Фултона був представлений усьому світу. Пароплав повільно і рівно йшов Сеною, вражаючи уми і уяву багатьох вчених і діячів Парижа. Проте уряд Наполеона відкинув проект, і роздратовані суднобудівники змушені були шукати щастя в Америці.

І ось у серпні 1807 року перший у світі пароплав під назвою «Клермонт», в якому була задіяна найпотужніша парова машина (фото представлено), пішов Гудзонською затокою. Багато хто тоді просто не вірив у успіх.

У свій перший рейс «Клермонт» вирушив без вантажів та без пасажирів. Ніхто не хотів вирушати у подорож на борту вогнедишного судна. Але вже по дорозі назад з'явився перший пасажир - місцевий фермер, який заплатив шість доларів за квиток. Він став першим пасажиром історії пароплавства. Фултон був так сильно зворушений, що надав сміливцю довічний безкоштовний проїзд на всіх своїх винаходах.

Парова машина за всю свою історію мала багато варіацій втілення у метал. Одним із таких втілень був паровий роторний двигун інженера-механіка М.М. Тверського. Цей паровий роторний двигун (парова машина) активно експлуатувався у різних галузях техніки та транспорт. У російській технічній традиції 19-го століття такий роторний двигун називався коловратна машина. Двигун відрізнявся довговічністю, ефективністю і високим моментом, що крутить. Але з появою парових турбін було забуто. Нижче наведено архівні матеріали, підняті автором цього сайту. Матеріали дуже великі, тому поки що тут представлена ​​лише частина їх.

Пробне прокручування стисненим повітрям (3,5 атм) парового роторного двигуна.
Модель розрахована на 10 кВт потужності при 1500 об/хв на тиск пари в 28-30 атм.

Наприкінці 19-го століття парові двигуни — «коловоротні машини М.Тверського» були забуті тому, що поршневі парові машини виявилися простішими та технологічнішими у виробництві (для виробництв того часу), а парові турбіни давали велику потужність.
Але зауваження щодо парових турбін є справедливим лише в їх великих масо-габаритних розмірах. Справді — за потужності понад 1,5-2 тис. кВт парові багатоциліндрові турбіни виграють за всіма параметрами у парових роторних двигунів, навіть за дорожнечі турбін. І на початку 20-го століття, коли суднові силові установки та силові агрегати електростанцій починали мати потужність у багато десятків тисяч кіловат, то тільки турбіни і могли забезпечити такі можливості.

АЛЕ - у парових турбін є інший недолік. При масштабуванні їх масо-габаритних парамерів у бік зменшення ТТХ парових турбін різко погіршуються. Значно знижується питома потужність, падає ККД, при тому що дорожнеча виготовлення та високі обороти головного валу (потреба в редукторі) залишаються. Саме тому в області потужностей менше 1,5 тис. кВт (1,5 мВт) ефективну за всіма параметрами парову турбіну знайти практично неможливо, навіть за великі гроші.

Саме тому у цій діапазоні потужностей з'явився цілий «букет» екзотичних та мало відомих конструкцій. Але найчастіше - так само дорогих і малоефективних ... Гвинтові турбіни, турбіни Тесла, осьові турбіни та ін.
Але чомусь усі забули про парові «коловоротні машини» — роторні парові двигуни. А тим часом — ці парові машини набагато дешевше, ніж будь-які лопаткові і гвинтові механізми (це я говорю зі знанням справи-як людина, яка виготовила на свої гроші вже більше десятка таких машин). При цьому парові «коловоротні машини М.Тверського» мають потужний крутний момент з найменших оборотів, мають середню частоту обертання головного валу на повних оборотах від 1000 до 3000 об/хв. Тобто. такі машини хоч для електрогенератора, хоч для парового авто (автомобіля-вантажівки, трактора, тягача) — не вимагатимуть редуктора, зчеплення та ін., а своїм валом на пряму з'єднуються з динамо-машиною, колесами парового автомобіля та ін.
Отже - у вигляді парового роторного двигуна - системи «коловоротної машини М. Тверського» ми маємо універсальну парову машину, яка чудово буде виробляти електрику харчуючись від котла на твердому паливі у віддаленому лісгоспі або тайговому селищі, на польовому стані або виробляти електрику в котельні. е) на цегельному або цементному заводі, на ливарному виробництві та ін.
Всі подібні джерела тепла мають потужність менше 1 мВт, тому і загальноприйняті турбіни тут малопридатні. А інших машин для утилізації тепла шляхом переведення в роботу тиску отриманого пара- загальна технічна практика поки що не знає. Ось і не утилізується це тепло ніяк - воно просто губиться безглуздо і безповоротно.
Я вже створив «парову коловратну машину» для приводу електрогенератора в 3.5 — 5 кВт (залежить від тиску в пару), якщо все буде як планую- скоро буде машина і в 25 і в 40 кВт. Саме те, що треба, щоб забезпечувати дешевою електрикою від котла на твердому паливі або на відходах технологічного тепла сільську садибу, невелике фермерське господарство, польовий стан та ін.
У принципі, роторні двигуни добре масштабуються у бік збільшення, тому насаджуючи на один вал безліч роторних секцій легко багаторазово збільшувати потужність таких машин, просто збільшуючи кількість стандартних роторних модулів. Тобто цілком можна створювати парові роторні машини потужністю 80-160-240-320 і більше кВт.

Але, крім середніх і щодо великих паросилових установок, паросилові схеми з малими паровими роторними двигунами будуть потрібні й у малих силових установках.
Наприклад-одно з моїх винаходів-«Похідно-туристичний електрогенератор на місцевому твердому паливі».
Нижче наведено відео, де випробовується спрощений прототип такого пристрою.
Але маленький паровий двигун вже весело та енергійно крутить свій електрогенератор і на дровах та іншому підніжному паливі видає електроенергію.

Основний напрямок комерційного та технічного застосування парових роторних двигунів (коловоротних парових машин) - це вироблення дешевої електрики на дешевому твердому паливі та горючих відходах. Тобто. мала енергетика- розподілена електрогенерація на парових роторних двигунах. Уявіть, як буде добре вписуватися роторний паровий двигун у схему роботи лісопилки-пилорами, де-небудь на Російській Півночі або в Сибіру (Далекому Сході) де немає центрального електропостачання, електрика дає дорого дизель-генератор на привізній здалеку солярці. Зате сама лісопилка виробляє в день мінімум півтонни тріски-тирси — обапіл, який подіти нікуди…

Таким деревним відходам - ​​пряма дорога в топку котла, котел дає пару високого тиску, пара приводить в дію роторний паровий двигун і той крутить електрогенератор.

Так само можна спалювати безмежні за обсягами мільйони тонн пожнивних відходів сільського господарства та ін. А є ще дешевий торф, дешеве енергетичне вугілля та інше. Автор сайту вважав, що витрати на паливо при виробленні електрики через малу паросилову установку (парову машину) з паровим роторним двигуном потужністю 500 кВт будуть від 0,8 до 1,

2 рублі за кіловат.

Ще цікавий варіант застосування парового роторного двигуна – це встановлення такої парової машини на паровий автомобіль. Вантажівка - тягач паровий автомобіль, з потужним моментом, що крутить, і застосовує дешеве тверде паливо - дуже потрібна парова машина в сільському господарстві і в лісовій галузі. При застосуванні сучасних технологій і матеріалів, а також використання в термодинамічному циклі «Органічного циклу Ренкіна» дозволять довести ефективний ККД до 26-28% на дешевому твердому паливі (або недорогому рідкому, типу «пічного палива» або відпрацьованого машинного масла). Тобто. вантажівка - тягач з паровою машиною

і потужністю роторного парового двигуна близько 100 кВт, буде витрачати на 100 км близько 25-28 кг енергетичного вугілля (вартість 5-6 руб за кг) або близько 40-45 кг тріски-тирси (ціна яких на Півночі - забирай задарма).

Є ще багато цікавих та перспективних областей застосування роторного парового двигуна, але розміри цієї сторінки не дозволяють їх детально розглянути. У результаті- парова машина може зайняти ще дуже помітне місце у багатьох галузях сучасної техніки та у багатьох галузях народного господарства.

ЗАПУСКИ ДОСВІДНОЇ МОДЕЛІ ПАРОСИЛОВОГО ЕЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА З ПАРОВИМ ДВИГУНОМ

Травень -2018р. Після тривалих експериментів та досвідчених зразків зроблено малий котел високого тиску. Котел опресований на 80 атм тиску, так що триматиме робочий тиск в 40-60 атм без труднощів. Запущений у роботу з досвідченою моделлю парового аксіально-поршневого двигуна моєї конструкції. Працює чудово - дивись відео. За 12-14 хвилин від розпалу на дровах готова давати пар високого тиску.

Зараз я починаю готуватися до штучного виробництва таких установок-котел високого тиску, паровий двигун (роторний або аксіально-поршневий), конденсатор. Установки працюватимуть за замкнутою схемою з оборотом «вода-пар-конденсат».

Попит на такі генератори дуже великий, бо 60% теорії Росії не мають центрального електропостачання і сидять на дизельгенерації. А ціна солярки постійно зростає і вже досягла 41-42 руб за літр. Та й там, де електрика є, енергокомпанії тарифи все піднімають, а за підключення нових потужностей вимагають великих грошей.

Процес винаходу парового двигуна, як це часто буває в техніці, розтягнувся чи не на сторіччя, тому вибір дати для цієї події є досить умовним. Втім, ніким не заперечується, що прорив, який призвів до технологічної революції, був здійснений шотландцем Джеймсом Уаттом.

Над використанням пари в якості робочого тіла люди замислювалися ще в давнину. Однак лише на рубежі XVII-XVIII ст. вдалося знайти спосіб робити корисну роботу за допомогою пари. Одна з перших спроб поставити пару на службу людині була зроблена в Англії в 1698: машина винахідника Сейвері призначалася для осушення шахт і перекачування води. Щоправда, винахід Сейвері ще був двигуном у сенсі цього терміну, оскільки, крім кількох клапанів, відкривалися і закривалися вручну, у ньому був рухливих частин. Машина Сейвері працювала наступним чином: спочатку герметичний резервуар наповнювався парою, потім зовнішня поверхня резервуара охолоджувалася холодною водою, через що пара конденсувалася, і в резервуарі створювався частковий вакуум. Після цього вода - наприклад, з дна шахти - засмоктувала в резервуар через забірну трубу і після впуску чергової порції пара викидалася назовні.

Перша парова машина з поршнем була побудована французом Дені Папеном в 1698 р. Вода нагрівалася всередині вертикального циліндра з поршнем, і пара штовхала поршень вгору. Коли пара охолоджувалась і конденсувалася, поршень опускався вниз під впливом атмосферного тиску. За допомогою системи блоків парова машина Папена могла приводити в дію різні механізми, наприклад, насоси.

Більш досконалу машину 1712 р. побудував англійський коваль Томас Ньюкомен. Як і в машині Папена, поршень переміщався у вертикальному циліндрі. Пара з котла надходила в основу циліндра і піднімала поршень вгору. При впорскуванні в циліндр холодної води пара конденсувалася, в циліндрі утворювався вакуум і під впливом атмосферного тиску поршень опускався вниз. Цей зворотний хід видаляв воду з циліндра і за допомогою ланцюга, з'єднаного з коромислом, що рухався як гойдалка, піднімав вгору шток насоса. Коли поршень перебував у нижній точці свого ходу, в циліндр знову надходила пара, і за допомогою противаги, закріпленої на штоку насоса або на коромислі, поршень піднімався у вихідне положення. Після цього цикл повторювався.

Машина Ньюкомена широко використовувалася у Європі понад 50 років. У 1740-х роках машина з циліндром довжиною 2,74 м і діаметром 76 см за один день виконувала роботу, яку бригада з 25 осіб та 10 коней, працюючи позмінно, виконувала за тиждень. І все-таки її ККД був надзвичайно низький.

Найбільш яскраво промислова революція виявилася в Англії, насамперед у текстильній промисловості. Невідповідність пропозиції тканин і попиту, що стрімко зростає, залучило кращі конструкторські уми до розробки прядильних і ткацьких машин. До історії англійської техніки назавжди увійшли імена Картрайта, Кея, Кромптона, Харгрівса. Але створені ними прядильні та ткацькі верстати потребували якісно нового, універсального двигуна, який би безперервно і рівномірно (саме цього не могло забезпечити водяне колесо) приводив верстати в односпрямований обертальний рух. Ось тут у всьому своєму блиску з'явився талант знаменитого інженера, «чарівника з Гринока» Джеймса Уатта.

Уатт народився у шотландському містечку Гринок у сім'ї кораблебудівника. Працюючи учнем у майстернях у Глазго, за перші два роки Джеймс набув кваліфікації гравірувальника, майстра з виготовлення математичних, геодезичних, оптичних приладів, різноманітних навігаційних інструментів. За порадою дядька-професора Джеймс вступив до місцевого університету на посаду механіка. Саме тут Уатт почав працювати над паровими машинами.

Джеймс Уатт намагався вдосконалити пароатмосферну машину Ньюкомена, яка, загалом, годилася тільки для перекачування води. Йому було ясно, що основний недолік машини Ньюкомена полягав у поперемінному нагріванні та охолодженні циліндра. У 1765 р. Уатт дійшов думки, що циліндр може залишатися гарячим, якщо до конденсації відводити пару окремий резервуар через трубопровід із клапаном. Крім того, Уатт зробив ще кілька удосконалень, що остаточно перетворили пароатмосферну машину на парову. Наприклад, він винайшов шарнірний механізм – «паралелограм Уатта» (називається так тому, що частина ланок – важелів, що входять до його складу, утворює паралелограм), який перетворював зворотно-поступальний рух поршня у обертальний рух головного валу. Тепер ткацькі верстати могли працювати безперервно.

У 1776 р. машина Уатта пройшла випробування. Її ККД виявився вдвічі більшим, ніж у машини Ньюкомена. У 1782 р. Уатт створив першу універсальну парову машину подвійного впливу. Пара надходила в циліндр поперемінно то з одного боку поршня, то з іншого. Тому поршень робив і робітник, і зворотний хід за допомогою пари, чого не було в колишніх машинах. Оскільки в паровій машині подвійної дії шток поршня здійснював тягнучу і штовхаючу дію, колишню приводну систему з ланцюгів та коромисла, яка реагувала тільки на тягу, довелося переробити. Уатт розробив систему зв'язаних тяг і застосував планетарний механізм для перетворення поворотно-поступального руху штока поршня у обертальний рух, використовував важкий маховик, відцентровий регулятор швидкості, дисковий клапан та манометр для вимірювання тиску пари. Запатентована Уаттом ротативна парова машина спочатку широко застосовувалася на прядильних і ткацьких фабриках, а пізніше і на інших промислових підприємствах. Двигун Уатта годився для будь-якої машини, і цим негайно скористалися винахідники механізмів, що саморухаються.

Парова машина Уатта воістину стала винаходом століття, який започаткував промислову революцію. Але винахідник не обмежився. Сусіди неодноразово з подивом спостерігали за тим, як Уатт ганяє по лузі коней, які тягнуть спеціально підібрані тяжкості. Так з'явилася одиниця потужності - кінська сила, яка згодом отримала загальне визнання.

На жаль, фінансові труднощі змусили Уатта вже в зрілому віці проводити геодезичні пошуки, працювати на будівництві каналів, споруджувати порти та пристані, піти, нарешті, на економічно кабальний союз із підприємцем Джоном Ребеком, який незабаром зазнав повного фінансового краху.