Istoria dezvoltării motorului cu abur este descrisă suficient de detaliat în acest articol. Există și cele mai cunoscute soluții și invenții ale vremurilor 1672-1891.
Primele evoluții.
Să începem cu faptul că încă din secolul al XVII-lea aburul a început să fie considerat un mijloc de conducere, au efectuat tot felul de experimente cu el și abia în 1643 a fost descoperit de evanghelistul Torricelli. acțiune forțată presiunea aburului. Christian Huygens, 47 de ani mai târziu, l-a proiectat pe primul mașină de putere condus de explozia de praf de pușcă în cilindru. A fost primul prototip de motor cu ardere internă. Mașina de admisie a apei starețului Otfey se bazează pe un principiu similar. În curând, Denis Papin a decis să înlocuiască forța exploziei cu o forță mai puțin puternică a aburului. În 1690 a construit primul motor cu abur, cunoscut și ca cazan de abur.
Constă dintr-un piston, care, cu ajutorul apei clocotite, s-a deplasat în sus în cilindru și, datorită răcirii ulterioare, a coborât din nou - așa a fost creată o forță. Întregul proces s-a desfășurat în felul acesta: sub cilindru era așezat un cuptor, care a servit simultan și ca boiler; când pistonul este înăuntru poziție de vârf cuptorul a fost tras înapoi pentru a facilita răcirea.
Mai târziu, doi englezi, Thomas Newcomen și Cowley - unul fierar, celălalt geamier - au îmbunătățit sistemul separând cazanul și cilindrul și adăugând un rezervor cu apă rece... Acest sistem era acționat de supape sau robinete, una pentru abur și una pentru apă, care erau deschise și închise pe rând. Apoi, englezul Bayton a reconstruit comanda supapei într-una cu adevărat în cursă.
Utilizarea motoarelor cu abur în practică.
Mașina lui Newcomen a devenit curând cunoscută peste tot și, în special, a fost îmbunătățită de sistemul cu dublă acțiune dezvoltat de James Watt în 1765. Acum Motor cu aburi s-a dovedit a fi suficient de complet pentru a fi utilizat în vehicule, deși datorită dimensiunilor sale era mai potrivit pentru instalații staționare. Watt și-a oferit invențiile industriei; a construit și mașini pentru fabricile textile.
Prima mașină cu abur folosită ca vehicul a fost inventată de francezul Nicolas Joseph Cugno, inginer și strateg militar amator. În 1763 sau 1765, a creat o mașină care putea transporta patru pasageri la viteza medie 3,5 și maxim - 9,5 km/h. Prima încercare a fost urmată de o a doua - a apărut un vehicul pentru transportul armelor. A fost testat, desigur, de militari, dar din cauza imposibilității de funcționare pe termen lung (ciclu continuu de lucru mașină nouă nu a depășit 15 minute), inventatorul nu a primit sprijinul autorităților și finanțatorilor. Între timp, motorul cu abur era îmbunătățit în Anglia. După mai multe încercări nereușite bazate pe mașina Watt de către Moore, William Murdoch și William Symington, șina vehicul Richard Trevisick, comandat de Mina de Cărbune Welsh. Un inventator activ a venit pe lume: din minele subterane a urcat pe pământ și în 1802 a prezentat omenirii un puternic o mașină, atingând o viteză de 15 km/h pe teren plan și 6 km/h în creștere.
Previzualizare - clic pentru a mări.
Vehiculele cu feribot au fost folosite din ce în ce mai mult în Statele Unite: Nathan Reed i-a surprins pe locuitorii din Philadelphia în 1790 cu model de mașină cu abur... Cu toate acestea, compatriotul său Oliver Evans a devenit și mai faimos, care paisprezece ani mai târziu a inventat mașina amfibie. După războaiele napoleoniene, în care „experimentele automobilistice” nu s-au desfășurat, au început din nou lucrările inventie si perfectionare motor cu aburi ... În 1821, ar putea fi considerat perfect și suficient de fiabil. De atunci, fiecare pas înainte în domeniul vehiculelor alimentate cu abur a contribuit cu siguranță la dezvoltarea viitoarelor mașini.
În 1825, Sir Goldsworth Garney a organizat prima linie de pasageri pe o porțiune de 171 km de la Londra la Bath. În acest sens, a folosit o trăsură brevetată de el, care avea un motor cu abur. Acesta a fost începutul erei vagoanelor rutiere de mare viteză, care însă au dispărut în Anglia, dar s-au răspândit în Italia și Franța. Au ajuns vehicule similare cea mai mare dezvoltare odată cu apariția în 1873 a „Reverance” Amede Balle cu o greutate de 4500 kg și „Mansel” - mai compact, cântărind puțin peste 2500 kg și atingând o viteză de 35 km/h. Ambii au fost precursori ai tehnicii de performanță care a devenit caracteristică primelor mașini „adevărate”. În ciuda viteza mare randamentul motorului cu abur era foarte mic. Bolle a fost cel care a brevetat primul puț sistem de operare la direcție, el a plasat atât de bine elementele de control și control încât le putem vedea și astăzi pe tabloul de bord.
Previzualizare - clic pentru a mări.
În ciuda progresului extraordinar în domeniul motorului cu ardere internă, puterea aburului a oferit încă o funcționare mai uniformă și mai lină a mașinii și, prin urmare, a avut mulți susținători. La fel ca Bolle, care a construit alte vehicule ușoare, precum Rapide în 1881 cu o viteză de 60 km/h, Nouvelle în 1873, care avea o axă față cu suspensie independentă roți, Leon Chevrolet, între 1887 și 1907, a lansat mai multe mașini cu un generator de abur ușor și compact, brevetat de el în 1889. Compania De Dion-Bouton, fondată la Paris în 1883, a produs mașini cu motoare cu abur în primii zece ani de existență și a obținut un succes semnificativ - mașinile sale au câștigat cursa Paris-Rouen în 1894.
Previzualizare - clic pentru a mări.
Succesul lui Panhard et Levassor în utilizarea benzinei a dus, însă, la faptul că De Dion a trecut și la motoarele cu ardere internă. Când frații Bolle au preluat compania tatălui lor, au făcut același lucru. Apoi și Chevroletși-a reconstruit producția. Mașinile cu abur au dispărut de la orizont din ce în ce mai repede, deși erau folosite în Statele Unite chiar înainte de 1930. În acest moment, producția sa oprit și inventarea motoarelor cu aburi
Posibilitățile de utilizare a energiei aburului erau cunoscute la începutul erei noastre. Acest lucru este confirmat de un dispozitiv numit eolipilul lui Geron, creat de mecanicul grec antic Heron din Alexandria. O invenție străveche poate fi atribuită unei turbine cu abur, a cărei bilă s-a rotit datorită forței jeturilor de vapori de apă.
A devenit posibilă adaptarea aburului pentru a funcționa motoarele în secolul al XVII-lea. Ei nu au folosit o astfel de invenție pentru mult timp, dar a avut o contribuție semnificativă la dezvoltarea omenirii. În plus, istoria inventării motoarelor cu abur este foarte fascinantă.
Concept
Motorul cu abur este format dintr-un motor termic ardere externă, care din energia vaporilor de apă creează mișcare mecanică piston și acesta, la rândul său, rotește arborele. Puterea unui motor cu abur este de obicei măsurată în wați.
Istoria inventiei
Istoria invenției motoarelor cu abur este asociată cu cunoașterea civilizației grecești antice. Perioadă lungă de timp nimeni nu a folosit lucrările acestei epoci. În secolul al XVI-lea, s-a încercat crearea unei turbine cu abur. Fizicianul și inginerul turc Takiyuddin ash-Shami a lucrat la acest lucru în Egipt.
Interesul pentru această problemă a reapărut în secolul al XVII-lea. În 1629, Giovanni Branca și-a propus propria versiune a turbinei cu abur. Cu toate acestea, invențiile au pierdut multă energie. Evoluții ulterioare a cerut condiţii economice adecvate, care vor apărea ulterior.
Denis Papin este considerat a fi primul care a inventat mașina cu aburi. Invenția a fost un cilindru cu piston care se ridică din cauza aburului și coboară ca urmare a îngroșării acestuia. Dispozitivele lui Severy și Newcomen (1705) aveau același principiu de funcționare. Echipamentul a fost folosit pentru pomparea apei din mine.
Dispozitivul a fost în cele din urmă îmbunătățit de Watt în 1769.
Invențiile lui Denis Papin
Denis Papin a fost medic de pregătire. Născut în Franța, s-a mutat în Anglia în 1675. Este cunoscut pentru multe dintre invențiile sale. Una dintre ele este o oală sub presiune numită Cazanul lui Papen.
El a reușit să identifice relația dintre două fenomene, și anume punctul de fierbere al lichidului (apa) și presiunea care apare. Datorită acestui fapt, a creat un cazan etanș, în interiorul căruia a crescut presiunea, din cauza căruia apa a fiert mai târziu decât de obicei, iar temperatura de procesare a produselor introduse în ea a crescut. Astfel, viteza de gătit a fost mărită.
În 1674, un inventator medical a creat un motor cu pulbere. Munca lui a constat în faptul că atunci când praful de pușcă s-a aprins, pistonul se mișca în cilindru. Un vid slab s-a format în cilindru, iar presiunea atmosferică a readus pistonul la locul său. Elementele gazoase rezultate au ieșit prin supapă, iar cele rămase au fost răcite.
Până în 1698, Papen a reușit să creeze o unitate bazată pe același principiu, care funcționează nu pe praf de pușcă, ci pe apă. Astfel, a fost creat primul motor cu abur. În ciuda progresului semnificativ la care ar putea duce ideea, ea nu a adus beneficii semnificative inventatorului său. Acest lucru s-a datorat faptului că mai devreme un alt mecanic, Severy, patentase deja pompa de abur și până atunci nu inventaseră încă o altă aplicație pentru astfel de unități.
Denis Papin a murit la Londra în 1714. În ciuda faptului că prima mașină cu aburi a fost inventată de el, a lăsat această lume în nevoie și singurătate.
invențiile lui Thomas Newcomen
Englezul Newcomen s-a dovedit a avea mai mult succes în ceea ce privește dividendele. Când Papen și-a creat mașina, Thomas avea 35 de ani. A studiat cu atenție opera lui Savery și Papen și a reușit să înțeleagă neajunsurile ambelor modele. Din acestea a luat toate cele mai bune idei.
Până în 1712, în colaborare cu stăpânul și maestrul sanitar John Callie, a creat primul său model. Așa a continuat istoria invenției motoarelor cu aburi.
Modelul creat poate fi explicat pe scurt după cum urmează:
- Designul combina un cilindru vertical și un piston, ca al lui Papen.
- Aburul a fost creat într-un cazan separat, care a funcționat pe principiul mașinii Savery.
- Etanșeitatea în cilindrul de abur a fost realizată datorită pielii, care a fost înfășurată în jurul pistonului.
Unitatea lui Newcomen a ridicat apa din mine folosind presiunea atmosferică. Mașina se remarca prin dimensiunile sale solide și necesita o cantitate mare de cărbune pentru a funcționa. În ciuda acestor neajunsuri, modelul lui Newcomen a fost folosit în mine timp de o jumătate de secol. A permis chiar redeschiderea minelor care fuseseră abandonate din cauza inundațiilor de către apele subterane.
În 1722, creația lui Newcomen și-a dovedit eficacitatea, pompând apă dintr-o navă din Kronstadt în doar două săptămâni. Un sistem de moară de vânt ar putea face asta într-un an.
Datorită faptului că mașina se baza pe versiuni timpurii, mecanicul englez nu a putut obține un brevet pentru ea. Designerii au încercat să aplice invenția la mișcarea vehiculului, dar nu au reușit. Istoria invenției motoarelor cu abur nu s-a încheiat aici.
Invenția lui Watt
James Watt a fost primul care a inventat echipamente compacte, dar puternice. Motorul cu abur a fost primul de acest gen. Un mecanic de la Universitatea din Glasgow a început să repare generatorul de abur al lui Newcomen în 1763. În urma renovării, el și-a dat seama cum să reducă consumul de combustibil. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să mențineți cilindrul într-o stare de încălzire constantă. Cu toate acestea, motorul cu abur al lui Watt nu putea fi gata până când problema condensului aburului nu a fost rezolvată.
Soluția a venit când mecanicul a trecut pe lângă spălătorii și a observat că de sub capacele cazanului ieșeau nori de abur. Și-a dat seama că aburul este un gaz și trebuie să se miște într-un cilindru cu presiune redusă.
Sigilând interiorul cilindrului de abur cu frânghie de cânepă îmbibat cu ulei, Watt a reușit să renunțe la presiunea atmosferică. Acesta a fost un mare pas înainte.
În 1769, un mecanic a primit un brevet, care spunea că temperatura motorului într-o mașină cu abur va fi întotdeauna egală cu temperatura aburului. Cu toate acestea, lucrurile pentru nefericitul inventator nu mergeau așa cum se aștepta. A fost forțat să ipotecheze un brevet pentru datorii.
În 1772 l-a cunoscut pe Matthew Bolton, care era un industrial bogat. I-a cumpărat și i-a returnat lui Watt brevetele. Inventatorul a revenit la muncă, susținut de Bolton. În 1773, motorul cu abur al lui Watt a trecut un test și a arătat că consumă mult mai puțin cărbune decât omologii săi. Un an mai târziu, producția mașinilor sale a început în Anglia.
În 1781, inventatorul a reușit să breveteze următoarea sa creație - un motor cu abur pentru conducerea mașinilor-unelte industriale. După un timp, toate aceste tehnologii vor face posibilă mutarea trenurilor și a vaporilor cu ajutorul aburului. Acest lucru va revoluționa complet viața unei persoane.
Unul dintre oamenii care a schimbat viața multora a fost James Watt, al cărui motor cu abur a accelerat progresul tehnologic.
Invenția lui Polzunov
Proiectul primului motor cu aburi care putea conduce o varietate de mecanisme de lucru a fost creat în 1763. A fost dezvoltat de mecanicul rus I. Polzunov, care lucra la uzinele miniere din Altai.
Șeful fabricilor a fost familiarizat cu proiectul și a primit aprobarea pentru crearea dispozitivului de la Sankt Petersburg. Motorul cu abur Polzunov a fost recunoscut, iar munca la crearea sa a fost încredințată autorului proiectului. Acesta din urmă a dorit să asambleze mai întâi modelul în miniatură pentru a identifica și elimina eventualele defecte care nu sunt vizibile pe hârtie. Cu toate acestea, i s-a ordonat să înceapă să construiască o mașină mare și puternică.
Polzunov a primit asistenți, dintre care doi erau înclinați către mecanici, iar doi urmau să efectueze lucrări auxiliare. A fost nevoie de un an și nouă luni pentru a construi motorul cu abur. Când motorul cu abur al lui Polzunov era aproape gata, s-a îmbolnăvit de consum. Creatorul a murit cu câteva zile înainte de primele teste.
Toate acțiunile din mașină au avut loc automat, putea funcționa continuu. Acest lucru a fost dovedit în 1766, când elevii lui Polzunov au condus teste recente... O lună mai târziu, echipamentul a fost pus în funcțiune.
Mașina nu doar a plătit pentru banii cheltuiți, ci a făcut și profit pentru proprietarii săi. Până la cădere, cazanul a început să scurgă, iar lucrările s-au oprit. Unitatea putea fi reparată, dar acest lucru nu i-a interesat pe șefii fabricii. Mașina a fost abandonată, iar un deceniu mai târziu a fost demontată ca fiind inutilă.
Principiul de funcționare
Pentru a opera întregul sistem este necesar un cazan cu abur. Aburul generat se extinde și apasă pe piston, rezultând în mișcarea pieselor mecanice.
Principiul de funcționare este cel mai bine explorat folosind ilustrația de mai jos.
Dacă nu pictați detaliile, atunci munca motorului cu abur este de a converti energia aburului în mișcarea mecanică a pistonului.
Eficienţă
Eficiența unei mașini cu abur este determinată de raportul dintre lucrul mecanic util în raport cu cantitatea de căldură consumată conținută în combustibil. Calculul nu ia în considerare energia care este eliberată în mediu inconjurator ca căldură.
Eficiența unui motor cu abur este măsurată ca procent. Eficiența practică va fi de 1-8%. În prezența unui condensator și a extinderii căii de curgere, indicatorul poate crește până la 25%.
Avantaje
Principalul avantaj al echipamentelor cu abur este că centrala poate folosi ca combustibil orice sursă de căldură, atât cărbune, cât și uraniu. Acest lucru îl diferențiază semnificativ de un motor cu ardere internă. În funcție de tipul acestuia din urmă, anumit fel combustibil.
Istoria invenției motoarelor cu abur a arătat avantaje care sunt vizibile și astăzi, deoarece energia nucleară poate fi utilizată pentru un analog cu abur. În sine, un reactor nuclear nu își poate transforma energia în munca mecanica dar este capabil să genereze o cantitate mare de căldură. Acesta este apoi folosit pentru a genera abur, care va pune mașina în mișcare. Energia solară poate fi folosită în același mod.
Locomotivele cu aburi se comportă bine la altitudini mari. Eficiența lor nu suferă de presiunea atmosferică scăzută în munți. Locomotivele cu aburi sunt încă folosite în munții din America Latină.
În Austria și Elveția se folosesc versiuni noi de locomotive cu abur uscat. Ele prezintă o eficiență ridicată datorită multor îmbunătățiri. Nu sunt pretențioși în întreținere și consumă fracțiuni ușoare de ulei ca combustibil. În ceea ce privește indicatorii economici, aceștia sunt comparabili cu locomotivele electrice moderne. În același timp, locomotivele cu abur sunt mult mai ușoare decât omologii lor diesel și electric. Acesta este un mare avantaj pe teren montan.
dezavantaje
Dezavantajele includ, în primul rând, eficiența scăzută. La aceasta ar trebui adăugată voluminositatea structurii și viteza redusă. Acest lucru a devenit deosebit de vizibil după apariția motorului cu ardere internă.
Aplicație
Cine a inventat motorul cu abur este deja cunoscut. Rămâne să aflăm unde au fost folosite. Până la mijlocul secolului al XX-lea, motoarele cu abur erau folosite în industrie. Au fost folosite și pentru transportul feroviar și cu abur.
Fabrici care au exploatat mașini cu abur:
- zahăr;
- cutii de chibrituri;
- fabrici de hârtie;
- textile;
- întreprinderile alimentare (în unele cazuri).
Turbinele cu abur fac, de asemenea, parte din acest echipament. Generatoarele de energie electrică încă lucrează cu ajutorul lor. Aproximativ 80% din electricitatea mondială este generată cu ajutorul turbinelor cu abur.
La timp au fost create tipuri diferite transport alimentat de un motor cu abur. Unele nu au prins rădăcini din cauza unor probleme nerezolvate, în timp ce altele continuă să lucreze și astăzi.
Transport cu abur:
- auto;
- tractor;
- excavator;
- avion;
- locomotivă;
- navă;
- tractor.
Aceasta este istoria inventării motoarelor cu abur. Puteți lua în considerare pe scurt un bun exemplu de mașină de curse Serpolle, creat în 1902. A stabilit un record mondial de viteză de 120 de kilometri pe oră pe uscat. De aceea mașinile cu abur erau competitive în raport cu omologii electrici și pe benzină.
Deci, în SUA, în 1900, majoritatea motoarelor cu abur au fost produse. S-au întâlnit pe drumuri până în anii treizeci ai secolului al XX-lea.
Cele mai multe dintre aceste vehicule au devenit nepopulare după apariția motorului cu ardere internă, a cărui eficiență este mult mai mare. Astfel de mașini erau mai economice, în timp ce ușoare și rapide.
Steampunk ca tendință în era motoarelor cu abur
Vorbind de motoarele cu abur, aș dori să menționez tendința populară - steampunk. Termenul este format din două cuvinte englezești- „abur” și „protest”. Steampunk este un fel de science fiction care spune povestea celei de-a doua jumătăți a secolului al XIX-lea în Anglia victoriană. Această perioadă din istorie este adesea denumită Era Steam.
Toate lucrările au unul trăsătură distinctivă- povestesc despre viața celei de-a doua jumătate a secolului al XIX-lea, stilul narațiunii amintește de romanul lui H.G. Wells „Mașina timpului”. Ploturile descriu peisaje ale orașului, clădiri publice, tehnologie. Un loc special este acordat dirijabililor, mașini de epocă, invenții bizare. Toate piesele metalice au fost fixate cu nituri, deoarece sudarea nu a fost încă folosită.
Termenul „steampunk” a apărut în 1987. Popularitatea sa provine din apariția Difference Engine. A fost scrisă în 1990 de William Gibson și Bruce Sterling.
V începutul XXI secolului, mai multe filme celebre au fost lansate în această direcție:
- "Mașina timpului";
- Liga Domnilor Extraordinari;
- "Van Helsing".
Precursorii steampunk-ului includ lucrările lui Jules Verne și Grigory Adamov. Interesul pentru acest domeniu se manifestă din când în când în toate sferele vieții - de la cinema până la hainele de zi cu zi.
Oamenii au putut să pună abur în slujba umanității abia la sfârșitul secolului al XVII-lea. Dar chiar și la începutul erei noastre, matematicianul și mecanicul grec antic Heron din Alexandria a arătat clar că aburul poate și ar trebui să fie prieteni. O confirmare clară a acestui lucru a fost eolipilul Geronovsky, de fapt, primul turbină cu abur- o bila care s-a rotit prin forta jeturilor de vapori de apa. Din păcate, multe invenții uimitoare ale vechilor greci au fost uitate timp de multe secole. Doar secolul al XVII-lea este descrierea a ceva asemănător cu o mașină cu abur. Francezul Solomon de Caus, care a fost la un moment dat constructor și inginer sub Frederic al V-lea al Palatinatului, în lucrarea sa din 1615 a descris o minge goală de fier cu două tuburi: de primire și de retragere a fluidului. Dacă umpleți mingea cu apă și o încălzești, atunci apa va începe să se ridice în sus prin al doilea tub, supunând acțiunii vaporilor. În 1663, englezul Edward Somerset, marchizul de Worcester, a scris un pamflet în care vorbea despre o mașină care ar putea ridica apa. În același timp, Somerset a primit un brevet („privilegiul”) pentru mașina descrisă. După cum puteți vedea, toate gândurile inventatorilor Noului Timp se învârteau în jurul pompei de apă din mine și mine, care, trebuie remarcat, a rezultat dintr-o sarcină urgentă. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că următorii trei inventatori, care vor fi discutați mai jos, au fost, de asemenea, preocupați în primul rând de crearea unui motor cu abur pentru pomparea apei. Spre sfârșitul secolului al XVII-lea, doi oameni din Europa erau mai productivi decât alții la îmblânzirea cuplului - Denis Papin și Thomas Savery.
Mașina „înflăcărată” a lui Savery.
Englezul Savery a primit la 2 iulie 1698 un brevet pentru o mașină pentru pomparea apei din mine. Brevetul spunea: „Plângeri de privilegiu lui Thomas Savery pentru cel că a efectuat testarea unei noi invenții pentru ridicarea apei, rotirea tot felul de mori prin forțele focului, ceea ce va fi foarte important pentru drenarea minelor, alimentarea orașelor cu apă. și rotind tot felul de mori”. Un prototip numit Fire engine a fost expus la Royal Society of Science din Londra în 1699. Mașina Savery a funcționat în acest fel: un rezervor etanș a fost umplut cu abur, iar apoi suprafața exterioară a rezervorului a fost răcită cu apă rece, datorită căreia aburul s-a condensat, creând un vid parțial în rezervor. Apoi apa din fundul minei prin conducta de admisie a fost aspirată în rezervor și, după admiterea unei noi porțiuni de abur, a fost împinsă afară prin conducta de evacuare. Este de remarcat faptul că invenția lui Savery a fost similară cu mașina lui Somerset și mulți cred că Savery s-a bazat direct pe aceasta din urmă. Din păcate, mașina „de foc” a lui Savery avea câteva dezavantaje. Cea mai importantă dintre ele este incapacitatea de a ridica apa de la o adâncime mai mare de 15 metri, deși la acea vreme existau deja mine a căror adâncime depășea 100 de metri. În plus, mașina consuma mult combustibil, ceea ce nu era justificat nici măcar prin apropierea unei cantități mari de cărbune la mină. Francezul Denis Papin, medic de pregătire, s-a mutat la Londra în 1675. Papen a făcut mai multe descoperiri care i-au scris numele în istorie pentru totdeauna. Pentru început, Papen inventează o oală sub presiune - Cazanul Papen. Fostul medic a reușit să stabilească relația dintre presiune și punctul de fierbere al apei. Cazan închis ermetic cu supapă de siguranță datorită presiune crescutăînăuntru a adus apa la fiert mult mai târziu, astfel încât temperatura de procesare a produselor a crescut, iar acestea din urmă au fost gătite de multe ori mai repede. În 1674, Papen a creat un motor cu pulbere: praful de pușcă s-a aprins în cilindru, determinând mișcarea pistonului în interiorul cilindrului. Un „lot” de gaze a fost eliberat din cilindru printr-o supapă specială, în timp ce celălalt a fost răcit. În cilindru s-a format un vid (deși slab), iar presiunea atmosferică a coborât pistonul în jos. În 1698, Papen inventează un motor cu abur folosind apă care a fost încălzită în interiorul unui cilindru vertical - aburul rezultat a mutat pistonul în sus. Apoi cilindrul a fost răcit cu apă, vaporii au fost condensați și s-a creat un vid. Toată aceeași presiune atmosferică a forțat pistonul să coboare. În ciuda progresivității mașinii sale (prezența unui piston), Papen nu a putut extrage dividende semnificative din aceasta, deoarece Savery a brevetat o pompă de abur și nu existau alte utilizări pentru motoarele cu abur la acel moment (deși brevetul indica posibilitatea a „morilor de rotație”). În 1714, în capitala Imperiului Britanic, Papen a murit în sărăcie și singurătate. Un alt englez, Thomas Newcomen, născut în 1663, a fost mult mai norocos. Newcomen a studiat cu atenție lucrările atât ale lui Savery, cât și ale lui Papena, de ce ar putea înțelege puncte slabe mașini vechiîn timp ce iau cele mai bune de la ei. În 1712, împreună cu sticlarul și instalatorul John Calley, construiește primul său motor cu abur. A folosit un cilindru vertical cu piston, ca mașina Papen. Cu toate acestea, aburul a fost generat într-un cazan de abur separat, care era similar cu principiul de funcționare al mașinii „de foc” a lui Savery. Etanșeitatea din interiorul cilindrului de abur a fost sporită de o piele care a fost atașată în jurul pistonului. Mașina lui Newcomen era, de asemenea, cu abur atmosferic, adică. ridicarea apei din mină s-a realizat sub influența presiunii atmosferice. Era destul de voluminos și mânca mult cărbune. Cu toate acestea, mașina lui Newcomen a adus mult mai multe beneficii practice, motiv pentru care a fost folosită în mine timp de aproape jumătate de secol. În Anglia, de exemplu, a permis redeschiderea minelor abandonate care au fost inundate cu apele subterane. Și încă un exemplu viu al eficienței mașinii lui Newcomen - în 1722, la Kronstadt, într-un doc uscat, apa de la navă a fost pompată timp de două săptămâni, în timp ce cu un sistem de pompare învechit care folosea morile de vânt, ar fi durat un an. Cu toate acestea, Thomas Newcomen nu a primit un brevet pentru motorul său cu abur din cauza brevetului lui Svery. Posibilitatea de a folosi motorul cu abur Newcomen pentru a propulsa un vehicul a fost considerată de proiectanți, în special, pentru a conduce o roată cu zbaturi pe o navă. Încercările au fost însă nereușite. James Watt a fost cel care a avut șansa de a inventa un motor cu abur compact, dar puternic. În 1763, Watt, mecanic la Universitatea din Glasgow, a fost însărcinat cu repararea motorului cu abur al lui Newcomen. În timpul procesului de reparație, Watt vine cu următoarea idee - cilindrul motorului cu abur trebuie menținut în mod constant încălzit, ceea ce va reduce dramatic consumul de combustibil. A rămas doar să ne dăm seama cum, în acest caz, să condenseze aburul. Watt a adormit când a făcut un exercițiu de seară lângă spălătorii. La vederea norilor de abur care încearcă să iasă de sub capacele cazanului, inventatorul a realizat brusc că aburul este un gaz și trebuie să se deplaseze într-un cilindru cu presiune redusă. Watt se pune la treabă hotărât. El folosește o pompă de apă și țevi metalice, din care pompa va pompa apă și abur, creând o presiune redusă în acesta din urmă, iar aceasta, din țevi, va începe să fie transferată în cilindrul de lucru al motorului cu abur. Pentru cursa de putere, Watt folosește presiunea aburului, eliminând astfel presiunea atmosferică, care a fost un mare pas înainte. În acest scop, pentru ca aburul să nu treacă între cilindru și piston, o frânghie de cânepă înmuiată în ulei a fost înfășurată în jurul pistonului de-a lungul canelurilor speciale. Această metodă a făcut posibilă obținerea unei etanșeități suficient de mari în interiorul cilindrului de abur. În 1769, Watt a primit un brevet pentru „crearea unui motor cu abur în care temperatura motorului va fi întotdeauna egală cu temperatura aburului, în ciuda faptului că aburul va fi răcit la o temperatură sub o sută de grade. " În 1772, James Watt l-a cunoscut pe industriașul Mathew Bolton. Acest domn bogat a cumpărat și i-a returnat lui Watt toate brevetele, pe care nefericitul inventator a fost obligat să le amaneteze pentru datorii. Cu sprijinul lui Bolton, munca lui Watt s-a accelerat. Deja în 1773, Watt și-a testat motorul cu abur; îndeplinea aceeași funcție ca o pompă de abur, dar necesita mult mai puțin cărbune. Văzând avantajele evidente ale mașinii Watt, Bolton deschide un joint venture cu inventatorul pentru producția de motoare cu abur, iar în 1774 începe producția acestora în Anglia. Implementarea motoarelor cu abur a mers atât de bine încât Bolton a vrut să construiască o nouă laminor, pentru care i-a cerut lui Watt să creeze un motor special cu abur pentru a conduce laminoare. Watt a făcut față cu brio acestei sarcini și, în 1781, a brevetat o mașină cu abur „pentru mișcarea în jurul unei axe pentru a conduce alte mașini”. Astfel, prima mașină cu abur s-a născut nu pentru ridicarea apei din fundul minelor, ci pentru conducerea mașinilor. Noua mașină a lui Watt a avut o serie de îmbunătățiri. De exemplu, un regulator pentru rotirea uniformă a arborelui principal al unui motor cu abur, precum și un mecanism planetar pentru crearea mișcare circulară... Ultimul Watt inventează pentru că să se aplice mecanism manivelă nu este permis de un brevet valabil. Dar în 1784, Watt a reușit încă să obțină permisiunea de a folosi un mecanism de manivelă într-un motor cu abur. Astfel, primul motor universal cu aburi din lume, creat de Watt, a început să mute utilaje industriale, anunțând apariția erei motoarelor cu aburi. Foarte curând, aburii vor muta aburi și trenuri, ceea ce va schimba radical viața umană. Meritele enorme ale lui James Watt nu au trecut neobservate pentru posteritate - în 1819, din ordinul Parlamentului englez, a fost ridicat un monument de marmură marelui inventator în Westminster Abbey. Se crede că primul vapor cu aburi a fost construit de americanul Robert Fulton în 1807 - nava sa cu roată cu palete se numea „Claremont”. La început, Fulton a încercat să folosească aburul pentru a pune vâslele în mișcare, dar apoi a trecut la ideea mai reușită a unei roți. Fulton a făcut prima călătorie pe „Claremont” singur, pentru că locuitorii din împrejurimi au refuzat categoric să stea în vasul de fumat „diavolesc”. Dar, pe drumul de întoarcere la Fulton, un om curajos a fost încă cucerit, pentru care a primit de la inventator dreptul la o plimbare gratuită pe viață pe Clermont. Apoi călătoriile lui Fulton au devenit obișnuite - Claremont-ul transporta oameni de-a lungul râului Hudson de la New York la Albany, cu o viteză de aproximativ 5 noduri (9 km/h). Primul abur cu șurub a fost construit în 1838 de englezul Francis Smith. Utilizarea elicelor în locul roților cu zbaturi s-a îmbunătățit semnificativ performanța de conducere aburii. Pânzele auxiliare de pe vasele cu aburi dispar treptat (amintiți-vă că în 1819 vaporul american Savannah a traversat Oceanul Atlantic în mare parte cu ajutorul pânzelor), iar până la începutul secolului al XX-lea navele cu vele însele au intrat în istorie. Prima locomotivă cu abur a fost construită de britanicul Richard Trevithick. Era un vagon cu motor cu abur, care se deplasa pe șine cu o viteză de 7 km/h și transporta un tren cu o greutate de 7 tone. În 1804, o mică cale ferată a fost construită la Londra pentru a testa locomotiva cu aburi Trevithick. În vremea noastră, atât navele cu aburi, cât și locomotivele cu abur au devenit de multă vreme o curiozitate istorică, care, totuși, poate fi găsită în cele mai multe tari diferite... De exemplu, în Norvegia, pe lacul Mjøs, încă funcționează cel mai vechi vapor cu aburi din lume, Skibladner, construit în 1856. La rândul lor, locomotivele cu abur sunt folosite în mod activ în țările lumii a treia, ceea ce înseamnă că aburul continuă să servească omenirea cu credință și cu adevărat.„Vagonul cu aburi” al lui Cuyunho.
O piatră de hotar separată în istoria aburului - mașini cu abur... Prima mașină cu abur funcțională („car cu abur”) a fost construită de francezul Nicola-Joseph Cugot în 1769. Era un vagon foarte greu care cântărea mai mult de o tonă, care cu greu putea fi controlat de două persoane. Estetic, mașina nu arăta foarte frumos - centrala, ca o oală pe mâner, a fost plasată în fața vehiculului. „Caruța” lui Kyunho a dezvoltat o viteză de aproximativ 2-4 km/h și putea transporta până la 3 tone de marfă. A fost dificil să-l opereze - pentru a menține presiunea aburului, care scădea rapid, a fost necesar să se oprească la fiecare sfert de oră și să se aprindă cuptorul. În cele din urmă, într-o altă călătorie de test, Cugno și stokerul (apropo, stokerul în franceză sună ca „șofer”, de unde a venit cuvântul „șofer”) s-a prăbușit pe o cotitură ascuțită, provocând explozia cazanului , făcând zgomot în tot Parisul. Cuyuno a construit o nouă „căruță”, dar nu a mers în masă. În 1794 a fost dus la muzeu. Un alt francez a avut o contribuție semnificativă la dezvoltarea mașinilor cu abur - Leon Emmanuel Serpollet (Leon Serpollet). În 1875, a creat o mașină cu abur mică, dar puternică. Leon a decis că este mai bine să încălziți apa nu într-un cazan, ci în conducte încălzite, unde se transformă foarte repede în abur. Prima mașină funcțională a lui Serpolle a fost un cărucior cu două locuri și trei roți din lemn. La început, poliția i-a interzis francezului să călătorească chiar și noaptea, dar în 1888 au renunțat și au eliberat un permis oficial de călătorie. Serpoll nu s-a oprit aici. În loc de cărbune, începe să folosească combustibil lichid, care a fost alimentat la două arzătoare. În 1900, deschide o companie împreună cu americanul Frank Gardner - Gardner-Serpollet. În 1902, Serpollet a creat o mașină de curse cu abur și a stabilit recordul mondial de viteză pe uscat la Nisa - 120,77 km/h. Deloc surprinzător, la vremea aceea, mașinile cu abur concurau destul de bine cu verii pe benzină și electrice. Primele au înflorit în special în SUA, unde, de exemplu, în 1900 au produs 1690 de abur, 1585 electrice și doar 936. mașini pe benzină... Mașinile cu abur au fost folosite în Statele Unite până în anii 1930. În prima jumătate a secolului al XIX-lea au fost construite și tractoare cu abur, în special cu omida... Cu toate acestea, coeficientul acțiune utilă motoarele cu abur au reprezentat doar 5%. Din acest motiv, la începutul secolului al XX-lea, motoarele cu abur din autovehicule au fost înlocuite cu motoare cu ardere internă. Cu ajutorul lor, mașinile au devenit mai economice, mai ușoare și mai rapide. Este imposibil să nu menționăm alte aplicații, mai puțin reușite, ale aburului la sfârșitul secolului al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea. Utilizarea pe scară largă a navelor cu abur, locomotivelor cu abur și mașinilor cu abur i-a împins pe inventatori la ideea că aburul ar putea fi folosit în aviație și în armată. Din păcate, aburul din aceste zone nu putea fi util. Deși până la mijlocul secolului al XIX-lea, au existat mai multe încercări de a crea avioane cu un motor cu abur. Englezul William Henson a construit Ariel Steam Carridge, care avea un motor cu abur de 25-30 CP care alimenta elice diametru 3,05 m. Pentru a reduce greutatea mașinii, boilerul convențional a fost înlocuit cu un sistem de vas conic folosind un condensator de aer. În anii 1844-1847, Henson și-a testat fără succes avioanele. Toate s-au încheiat fără succes. Dar deja în 1848, John Stringfellow a construit totuși un avion care a decolat de la sol, deși nu pentru mult timp. Apoteoza „feribotului” în industria aeronautică a fost avionul lui Hayrem Stivens Maxim, care avea un motor cu abur cu o capacitate de 360 CP, iar dimensiunea putea fi comparată cu o casă cu două etaje. Nu este de mirare că avionul lui Maxim s-a prăbușit peste noapte, ca toate visele oamenilor de a cuceri aerul cu ajutorul aburului. Deși, observăm că în 1896 americanul Samuel Pierpont Langley a construit totuși un avion cu motor cu abur, care a zburat aproximativ un kilometru fără pilot până a rămas fără combustibil. Langley a numit creația sa „aerodrom” (tradus din greaca veche - „alergând în aer”). Cu toate acestea, la începutul secolului al XX-lea, era clar pentru toată lumea că motoarele cu abur voluminoase nu erau potrivite pentru aeronautică, mai ales că până atunci motoarele pe benzină se dovediseră bine pe avioane - la 17 decembrie 1903, faimosul avion al Frații Wright, echipați cu un motor pe benzină, au apărut pe cer. Situația cu aburul din armată nu a fost mai bună. Dar chiar și Leonardo da Vinci însuși a descris un tun care trage cu obuze doar cu forța focului și a apei. Marele Florentin a sugerat că un butoi lung de cupru cu miez, plasat în cuptor la un capăt, ar putea arunca un proiectil dacă se injecta puțină apă în compartimentul din spatele miezului când conducta era foarte fierbinte. Leonardo credea că apa la o temperatură atât de ridicată se va evapora foarte repede și, devenind un analog al prafului de pușcă, ar împinge miezul cu o viteză extraordinară. Este demn de remarcat faptul că ideea tunului cu abur este atribuită lui Arhimede. În manuscrisele anticilor, se menționează că în timpul asediului Siracuza din 212 î.Hr., navele romane erau trase cu tunuri. Dar atunci nu era praf de pușcă în Europa! Iar Leonardo da Vinci a sugerat că Arhimede, ale cărui dispozitive apărau Siracuza, avea tunuri cu abur. Inginerul grec Ionis Sakkas a decis să testeze această idee da Vinci. A construit un tun de lemn, pe spatele căruia a fost fixat un cazan, încălzit la 400 ° C. Așa cum a sugerat Leonardo da Vinci, apa a fost furnizată unei supape speciale, care, evaporându-se instantaneu, a izbucnit în butoiul de abur, provocând miezul de beton din experimentele lui Saccas să zboare la o distanță de 30-40 m. Studenții MIT Universitatea și participanții la serialul TV „Mythbusters”, însă, fără succes, similar cu realizarea Saqqas. În secolul al XIX-lea, s-au întors la aburi, dar nu a fost posibil să se creeze o armă cu adevărat pregătită pentru luptă (un tun sau o mitralieră). În 1826-1829, inginer-colonelul rus al corpului de căi ferate A. Karelin a realizat un pistol cu abur experimental cu 7 linii (17,5 mm). Tragerea a fost efectuată cu gloanțe cu bile folosind vapori de apă, cadența de foc a ajuns la 50 de cartușe pe minut. Dar testele efectuate în 1829 nu au impresionat „comitetul de selecție”, care a găsit pistolul inutil de dificil de utilizat pe teren. La finalul acestui articol, nu se poate să nu menționăm steampunk (în engleză „steampunk”, de la „steam” – „steam” și „punk” – „protest”). Această direcție a ficțiunii științifice descrie epoca de câteva ori a Angliei victoriene (a doua jumătate a secolului al XIX-lea) și a capitalismului timpuriu (începutul secolului al XX-lea). Peisajele urbane, personajele, dispozițiile publice etc. sunt descrise în consecință. Termenul în sine a apărut în 1987. Genul steampunk a câștigat popularitate după apariția romanului „Difference Engine” de William Gibson și Bruce Sterling (1990). Jules Verne și Grigory Adamov pot fi numiți precursorii steampunk-ului. V anul trecut au apărut multe filme steampunk, cele mai cunoscute dintre ele fiind „Wild, Wild West” (1999), „Time Machine” (2002), „League of Extraordinary Gentlemen” (2003) și „Van Helsing” (2004). Dieselpunk se alătură cronologic steampunk - un gen care descrie lumea tehnologică a anilor 20-50 ai secolului XX, foarte apropiată, trebuie menționat, de lumea tehnologică de la începutul secolului XX.Invenția mașinii cu abur a marcat un punct de cotitură în istoria industrială și generală a omenirii. La începutul secolelor XVII-XVIII, au apărut premisele pentru înlocuirea „motoarelor”, morilor de vânt și roților de apă cu putere redusă și ineficiente cu mecanisme de tip complet nou - motoare cu aburi... Motoarele cu abur au fost cele care au făcut posibilă revoluția industrială și atingerea nivelului modern de dezvoltare a tehnologiei.
Se crede că primul motor cu abur inventat Mecanic scoțian James Watt - nu degeaba unitatea internațională de putere Watt poartă numele lui! Cu toate acestea, în realitate, Watt a făcut o mulțime de îmbunătățiri și a sugerat tip nou motor, iar istoria motoarelor cu abur datează mult mai devreme.
Utilizarea aburului pentru a activa un mecanism a fost descrisă pentru prima dată de către vechiul om de știință grec Heron din Alexandria, care a lucrat în jurul secolului I d.Hr. NS. Heron a fost cel care a inventat celebrul Eolipil (sau „bila lui Eolus”) - o sferă fixată pe axă cu duze care ies din ea. Mingea, umplută cu apă, a fost încălzită pe foc, iar aburul care ieșea din duze a făcut ca sfera să se rotească.
Desigur, toate acestea nu sunt altceva decât o jucărie, dar au fost uitate de mai bine de un mileniu și jumătate. Pentru prima dată după Heron, inginerul și filozoful arab Tagi al-Dinome a încercat să folosească puterea aburului - în secolul al XVI-lea a creat un prototip de turbină cu abur care rotea un scuipat. Aproape un secol mai târziu - în 1615 - francezul Solomon de Coe descrie un dispozitiv care poate ridica apa cu ajutorul aburului. Și în 1629 creează și italianul Giovanni Branca mașină cu turbină, - aburul încălzit a ieșit din tub și a lovit lamele de pe roată, forțând astfel rotirea acestei roți.
Cam în aceeași perioadă, a creat inginerul spaniol Yeronimo Ayans de Beaumont motor cu abur cu cilindru- acest mecanism a avut o oarecare influență asupra dezvoltării evenimentelor din domeniul îmbunătățirii motoarelor cu abur. Și în 1663, englezul Edward Somerset descrie un motor cu abur pentru ridicarea apei din fântâni și mine și, ulterior, primește un brevet pentru această invenție. Mașina creată de Somerset a funcționat de ceva timp într-unul din castelele engleze, dar a arătat departe de cele mai bune rezultate.
Două persoane au jucat un rol imens în dezvoltarea motoarelor cu abur: francezul Denis Papin și englezul Thomas Svery. Pa-pen la mijlocul anilor 70 ai secolului al XVII-lea a inventat un cilindru în care se creează un vid cu ajutorul unei explozii de praf de pușcă, iar apoi (în 1680) a adaptat acest cilindru pentru a funcționa cu abur. Până la sfârșitul secolului, un om de știință francez s-a apropiat de creație design industrial mașină cu abur, dar Savery era înaintea lui - în 1698 englezul a primit un brevet pentru mașină, iar în 1702 mecanismul proiectării sale a început să fie folosit pentru a ridica și pompa apa. Cu toate acestea, aceste motoare cu abur au primit o distribuție foarte limitată - erau prea imperfecte.
Dar dacă dispozitivele lui Papen și Savery au fost puțin folosite în practică, atunci de ce au jucat acești oameni rol importantîn istoria tehnologiei? Chestia este că ideile acestor ingineri-inventatori au stat la baza mașinii cu abur, creată în 1712 de englezul Thomas Newcomen. Inventatorul a combinat o mașină proiectată de Savery cu un cilindru cu sistem Papen, rezultând un motor destul de perfect care funcționa pe abur. Interesant detaliu: Mașina era controlată manual - în aceste scopuri a fost angajată o persoană specială, a cărei sarcină era să deschidă și să închidă supapele la intervale regulate. Legenda spune că în 1713, Humphrey Potter, un băiat care lucra la una dintre mașini, și-a dat seama cum să facă supapele să funcționeze singur. Abia în 1715 a apărut un sistem complet automat de distribuție a aburului pe motoarele cu abur ale sistemului Newcomen.
Sunt două puncte importante de subliniat aici. În primul rând, toate cele de mai sus mașinile cu abur sunt vid(sau atmosferice). La mașinile de acest tip, aburul era folosit doar pentru a încălzi cilindrul în care se mișca pistonul. Principiul este simplu: aburul intră în cilindru, încălzindu-l la o temperatură ridicată, după care se toarnă apă rece pe cilindru. Ca urmare, are loc o răcire puternică și se formează un vid (vid) în cilindru, datorită căruia, sub influența presiunii atmosferice, pistonul intră în adâncimea cilindrului, în timp ce lucrează. În al doilea rând, toate aceste mașini au fost folosite doar pentru ridicarea și deplasarea apei - inventatorilor nu le-a venit niciodată prin minte că diferite mecanisme ar putea fi puse în mișcare cu ajutorul aburului. Deci chiar Mașina noului venit adesea denumită pompă de abur.
Timp de mai bine de o jumătate de secol, motoarele cu abur ale lui Newcomen au rămas singurele utilaje potrivite pentru uz industrial. Abia la începutul anilor 1760 s-au înregistrat progrese în acest domeniu - a creat Humphrey Gainsborough motor cu abur avansat, care însă nu a primit o distribuție vizibilă. Iar inginerul și inventatorul scoțian James Watt era sortit să facă o adevărată revoluție în acest domeniu.
În 1765, Watt a prezentat ideea că nu este necesară răcirea cilindrului, dar este mai bine să folosiți forța presiunii aburului, mai degrabă decât vidul. Deja în 1769, a primit un brevet pentru această invenție, dar noua mașină în sine a fost creată abia în 1776 - la acea vreme Watt era strâns de bani și pur și simplu nu avea cu ce să-și implementeze ideile.
Dar cea mai importantă invenție a lui James Watt, care l-a făcut celebru, a apărut abia în 1781: atunci inginerul a creat un motor cu aburi capabil să facă orice treabă... Acest lucru este posibil transformând mișcarea alternativă a pistonului în rotația volantului folosind așa-numitul angrenaj planetar. Și în 1784, motorul cu abur al lui Watt și-a dobândit forma finală - un mecanism de manivelă mai convenabil și mai simplu și au apărut multe îmbunătățiri mici în el. Această dezvoltare a început să fie numită mașină universală cu abur, și dintr-un motiv întemeiat: mașina a apărut curând în fabrici și fabrici și, la începutul secolului al XIX-lea, motoarele sistemului Watt au fost furnizate primelor locomotive cu aburi și abur.
Este interesant faptul că și în Rusia a fost creată o mașină cu aburi funcțională (și nici măcar una) - atât mașini celebre Ivan Polzunov, construit în perioada 1763-1766. Au apărut primele motoare ale lui Polzunov rezultate frumoase, iar în 1764 a început construcția unui mare motor cu abur pentru fierărie. Constructia a fost finalizata in 1766, iar punerea in functiune a fost facuta dupa moartea inventatorului. Din pacate, motor cu abur Polzunov a funcționat doar 42 de zile - după o defecțiune a încetat să mai fie folosit și după ceva timp a fost demontat.
După cum puteți vedea, istoria mașinilor cu abur nu începe cu descoperirea lui James Watt, dar acest inventator a creat un instrument cu adevărat eficient și masina confortabila, care a avut un impact uriaș asupra dezvoltării industriei și tehnologiei. Pentru aceste merite, în 1882, unitatea de putere, cunoscută de noi sub denumirea de watt, a fost numită după Watt.
Definiție
Motor cu aburi- un motor cu ardere externă care transformă energia aburului în lucru mecanic.
Invenţie...
Istoria invenției motoarelor cu aburîși începe numărătoarea inversă din secolul I d.Hr. Devenim conștienți de dispozitivul descris de Heron din Alexandria și este alimentat cu abur. Aburul care scapă tangențial din duzele atașate la bilă a făcut ca motorul să se rotească. Adevărata turbină cu abur a fost inventată în Egiptul medieval mult mai târziu. Inventatorul său este filozoful, astronomul și inginerul arab din secolul al XVI-lea Tagi al-Dinome. Scuipa cu lame a început să se rotească datorită fluxurilor de abur îndreptate spre ea. În 1629, o soluție similară a fost propusă de inginerul italian Giovanni Branca. Principalul dezavantaj al acestor invenții a fost că fluxurile de abur erau împrăștiate, iar acest lucru duce cu siguranță la pierderi mari de energie.
Dezvoltarea în continuare a motoarelor cu abur nu ar putea avea loc fără condiții adecvate. Era nevoie atât de bunăstare economică, cât și de nevoia acestor invenții. Desigur, aceste condiții nu au existat și nu au putut exista până în secolul al XVI-lea, având în vedere un nivel atât de scăzut de dezvoltare. La sfârșitul secolului al XVII-lea, au fost create câteva exemplare ale acestor invenții, dar nu au fost luate în serios. Creatorul primului este spaniolul Ayans de Beaumont. Edward Somerset, om de știință din Anglia în 1663, a publicat un proiect și a instalat un dispozitiv alimentat cu abur pentru a ridica apa către zidul Marelui Turn de la Castelul Raglan. Dar din moment ce totul nou este greu de perceput pentru o persoană, nimeni nu a îndrăznit să finanțeze acest proiect. Francezul Denis Papin este considerat a fi creatorul cazanului cu abur. În cadrul experimentelor privind deplasarea aerului dintr-un cilindru, prin intermediul unei explozii de praf de pușcă, el a aflat că un vid complet poate fi obținut numai cu ajutorul apei clocotite. Iar pentru ca ciclul să fie automat, este necesar ca aburul să fie produs separat în cazan. Papen este creditat cu inventarea bărcii, care a fost propulsată de forța reactivă într-o combinație a conceptelor lui Tagi al-Din și Severi; supapa de siguranță este de asemenea considerată a fi invenția sa.
Toate dispozitivele descrise nu au fost folosite și s-au dovedit a fi practice. Nici „stația de pompieri” proiectată de Thomas Severi în 1698 nu a rezistat mult. Din cauza presiune ridicata create de abur în recipiente cu lichide, acestea explodau adesea. Prin urmare, invenția sa a fost considerată nesigură. În lumina tuturor acestor eșecuri istoria invenției mașinilor cu aburi ar fi putut fi întrerupt, dar nu.
Previzualizare - clic pentru a mări.
Imaginile arată tractorul cu abur Cugno. După cum puteți vedea, operarea a fost foarte greoaie și incomod.
Un fierar englez, Thomas Newcomen, și-a demonstrat „motorul atmosferic” în 1712. Era un model îmbunătățit al motorului cu abur Severi. Acesta a fost folosit ca pomparea apei din mine. În pompa de mine, culbutorul a fost conectat la o forță care a coborât în mină până în camera pompei. Mișcările de împingere alternative au fost transmise pistonului pompei, care furnizează apă în sus. Motorul Newcomen a fost popular și solicitat. A fost odată cu apariția lui acest motor se obişnuieşte să se asocieze începutul revoluţiei industriale engleze. În Rusia, prima mașină de vid a fost proiectată de II Polzunov în 1763, iar un an mai târziu proiectul a fost implementat. Ea a pus în mișcare blănurile suflate la fabricile Barnaul Kolyvano-Voskresensk. Ideea lui Oliver Evans și Richard Trevithick de a folosi vapori de înaltă presiune a dat rezultate semnificative. R. Trevithick a construit cu succes motoare industriale de înaltă presiune, într-un singur timp, cunoscute sub numele de „motoare Cornish”. În ciuda creșterii eficienței, a crescut și numărul cazurilor de explozie a cazanelor, care nu au putut rezista presiunii enorme. Prin urmare, era obișnuit să se folosească o supapă de siguranță pentru a elibera excesul de presiune.
Inventatorul francez Nicholas-Joseph Cugno a demonstrat în 1769 primul vehicul cu abur activ cu autopropulsie: „fardier à vapeur” (căruța cu aburi). Invenția sa poate fi considerată prima mașină. Un tractor cu abur autopropulsat folosit ca sursă mobilă de energie mecanică s-a dovedit eficient, a pus în mișcare diverse utilaje CX. În 1788, John Fitch a construit un vapor, care a efectuat un serviciu regulat pe râul Delaware între Philadelphia și Burlington. Avea o capacitate de doar 30 de persoane și se deplasa cu o viteză de până la 12 km/h. La 21 februarie 1804, primul tren autopropulsat cu aburi, construit de Richard Trevithick, a fost demonstrat la Penidarren Steel Works din Merthyr Tydville, în sudul Țării Galilor.