Джемс Уатт. Изобретатель паровых машин

«Все мои помыслы,– писал Уатт одному из своих друзей,– направлены на паровую машину, я не могу ни о чём другом думать». Признание великого мастера лаконично, но точно определяет главное содержание его жизни, интересов, дел. Уже в раннем детстве, по воспоминаниям тётки, маленький Джемс мог часами заворожённо наблюдать за кипящим чайником, прыгающей крышкой, водяными брызгами и струйками пара. О чём думал мальчуган? Может быть, в эти часы уединений и раздумий закладывались основы личности будущего учёного и инженера? Не будем гадать. Отметим лишь очевидное и главное.

Всю свою долгую и переполненную событиями жизнь Уатт посвятил изучению воды и пара, использованию их удивительных свойств при конструировании и создании тепловых двигателей. Увлечённость и преданность делу «волшебник из Гринока», так называли Уатта современники, сохранил до глубокой старости. Достойно преодолев все трудности жизненного пути, стяжав почёт и славу, пережив родных и друзей, убелённый сединами старец стал свидетелем триумфального шествия по городам и странам континента своего легендарного детища – паровой машины.

«Уатт оказался нужным человеком, на нужном месте, в нужное время», – написал однажды известный российский исследователь его творчества И.Я. Конфедератов. Случайны или закономерны успех и слава изобретателя? Что это: улыбка фортуны, счастливое стечение обстоятельств или проявление удивительного сплава таланта и трудолюбия? Почему из многочисленных конструкторов и изобретателей теплового двигателя – предшественников и современников Уатта именно он вошёл в историю как создатель паровой машины? Для ответа необходимо обратиться к XVIII веку, той переломной эпохе, которая вошла в историю как «промышленная революция».

Зарождение и развитие паровых машин связано с кризисом средневековой гидроэнергетики (энергетики водяного колеса), достигшей критической черты на рубеже XVII–XVIII вв. В наибольшей степени этот кризис проявился в горнорудном деле.

С развитием производства и ростом потребностей в орудиях труда увеличивались добыча железной руды и выплавка железа. В качестве привода водооткачивающих насосов, дробильных установок, мехов домниц и мо-лотов кузниц на смену биологическим источникам энергии пришло водяное колесо. Выросли производственные возможности агрегатов и их единичные мощности.

Но характер горнорудного производства делал необходимым наличие в одном месте гидроэнергии и руды. По мере истощения запасов руд, залегающих у поверхности земли, человек всё глубже проникал в её недра. При этом резко возрастал расход энергии на откачивание воды из рудников.

Так энергетика водяного колеса начинала вступать в конфликт с вызванными ею же новыми производственными возможностями. Складывалась объективная потребность в новом энергоносителе. Возможность её удовлетворения определялась имевшимися в конце XVIII в. знаниями о свойствах и законах природы. Главными из них были атмосферное давление, расширение газов при нагревании, свойства водяного пара и конденсата.

Из гидроэнергетической практики был вынесен значительный технический опыт. Разработка элементов привода, передаточных систем, оптимальных конфигураций лопаток водяных колёс закладывала основы конструктивно-технологического знания. Следовательно, наряду с потребностью в новом виде энергии, что вытекало из локальности гидроэнергетики, и возможностью реализации этой потребности, базировавшейся на естественно-научных открытиях XVII в., имелся значительный опыт конструирования различных механизмов. Слияние воедино всех трёх факторов и положило начало развитию теплоэнергетики.

Начальный этап развития паровых двигателей связан с именами таких учёных и изобретателей, как Ворчестер, Лейбниц, Севери, Папен, Дезголье, Леупольд, Ньюкомен, Ползунов, Кюньо, Вастру. Этой плеядой предшественников и современников Уатта были решены многие важные конструкторские проблемы, что позволило создать ряд достаточно работоспособных паровых двигателей. Однако установки первого поколения, преодолевшие локальность энергетики водяного колеса, не отвечали новым условиям, складывывшимся в процессе развития машинно-фабричного производства.

Другое по технологическим наукам

«Весьма яркий белого цвета свет»
Открытие электричества ознаменовало новую эру в истории источников света. Развитие пошло по двум направлениям: одни основывались на свечении электрической дуги, другие – на термическом действии электрического тока. В этой статье речь пойдет о газоразрядных источниках света, к коим относятся дуговы ...