КОГДА ПОЯВИЛСЯ ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ?

Возможно, отвечая на вопрос предыдущего рассказа, вы назвали в качестве примера простого механизма... мясорубку. Действительно, ручка мясорубки не что иное, как рычаг, да и винт в ней можно найти. Это-то верно, но легко ли, а главное, быстро ли перемелете вы, скажем, тонну мяса? Такая задача, конечно, не для домашней кухни, но все же?

Еще вопрос: чем отличается работа ручной дрели, со всеми облегчающими нам усилия механизмами, от дрели электрической? Наверняка вы почувствовали, какой от вас ожидается ответ: скоростью, производительностью. И вот когда промышленность стала нуждаться в больших мощностях, ни человек, ни животные обеспечить их не могли. Потребовались принципиально новые изобретения, "похлеще" простых механизмов.

Постойте, скажете вы, но ведь с незапамятных времен людям были известны водяные и ветряные колеса, используемые для тех же мельниц. Увы, тогда пришлось бы зависеть от капризов ветра, "привязывать" строительство фабрик или проходку шахт к близтекущим рекам. Неудобно, неэффективно, порой просто невыполнимо...

Все больше внимание инженеров и изобретателей привлекал к себе пар. Даже тоненькая его струйка, вырывающаяся из носика чайника, способна привести в движение вертушку. Сила же пара была знакома давно: еще знаменитый Архимед придумал паровую пушку. Однако нужен был не слабенький и не однократно действующий, а мощный и постоянно работающий двигатель, который можно было бы установить где угодно.

Вот почти такой паровой двигатель и появился в конце XVII века усилиями французского изобретателя Папена. Честно говоря, поначалу был он "гадким утенком": медленным, неуклюжим, да и работал с перерывами. Скорее, это был не двигатель, а паровой котел. Но в нем уже была главная деталь — поршень, движущийся в цилиндре под давлением пара. Стало ясно, что пар можно "запрячь", заставить совершать немалую работу.

За дело взялись другие изобретатели. Англичанин Ньюкомен отделил паровой котел от цилиндра с поршнем, а поршень подсоединил к огромному коромыслу. Качание коромысла вслед за движением поршня приводило в действие насос, откачивающий воду из шахты. Машина была громоздкой, поглощала неимоверно много топлива, работала "с передышками". Но это был шаг вперед! И, конечно, не последний...

ПАР ТОЛКАЕТ И ВРАЩАЕТ

Не кажется ли странным, что в машине Уатта пар сперва толкает поршень, а уж тот затем вращает колесо? Разве нельзя поступить проще, когда вырывающийся из котла пар сразу создает вращение?

Действительно, такое устройство, подобное ветряному или водяному колесу, известно с древности под названием паровая турбина. Да мощность такой турбины была столь мала, что годилась она разве что для игрушек.

Непрерывное совершенствование работы паровых двигателей привлекло к их изучению многих инженеров и ученых. Выяснилось, каким должен быть вал мощной и быстроходной турбины — не только прочным, но и гибким, упругим, как расположить лопатки укрепленного на нем колеса, как направлять на них пар. Оказалось также, что более выгодно строить крупные паровые турбины. И постепенно они стали вытеснять прежние поршневые паровые машины, как на транспорте (корабли-турбоэлектроходы), так и в энергетике. Их применяют даже на атомных электростанциях.

Турбины, кстати, не обязаны быть только паровыми. В современной авиации, например, используют турбины газовые. Вырывающаяся из камеры сгорания двигателя реактивная газовая струя вращает вал компрессора, сжимающегося и подающего воздух в ту же камеру. Эти сравнительно легкие, компактные, но весьма мощные двигатели позволили самолетам превысить скорость звука.

Много двигателей было изобретено после паровой машины: внутреннего сгорания (карбюраторный и дизельный), ракетный... Однако заметьте — их объединяет то, что для своей работы они требуют сжигания топлива, иными словами, они — тепловые.

А у таких машин есть существенное ограничение. Мера эффективности их работы — коэффициент полезного действия, показывающий, какая доля выделенной топливом энергии идет "в дело", а какая теряется, — зависит от температуры, достигаемой при сгорании, а ее выше определенного предела не поднять! Да еще потери на трение, загрязнение воздуха выхлопными газами...

Что ж, и здесь мы сталкиваемся с тем, что уже не раз бывало в истории техники: без машин не обойтись, но как сделать их более экономичными и экологически чистыми? О поисках выхода мы расскажем в главах, посвященных транспорту и энергетике, пока же помянем все-таки добрым словом паровую машину, поистине приведшую в движение весь известный нам сегодня технический мир.

Вернуться в раздел: Энциклопедия Науки и техники

Обсудить эту статью на нашем форуме >>>

§ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ - НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ, ИЗОБРЕТЕНИЯ, ДОСТИЖЕНИЯ

Ключевые слова этой страницы: энциклопедия, научные, открытия, изобретения, достижения.

Скачать zip-архив: Энциклопедия - Научные открытия, изобретения, достижения - zip. Скачать mp3: Энциклопедия - Научные открытия, изобретения, достижения - mp3.