Буу машиналарын ойлоп табуу адамзат тарыхындагы бурулуш учур болгон. 17-18-кылымдардын аягында бир жерде натыйжасыз кол эмгеги, суу дөңгөлөктөрү жана жел тегирмендери таптакыр жаңы жана уникалдуу механизмдер - буу кыймылдаткычтары менен алмаштырыла баштаган. Алардын аркасында техникалык жана енер жайлык революциялар, адамзаттын буткул прогресси мумкун болду.
Бирок буу машинасын ким ойлоп тапкан? Бул адамзат кимге милдеттүү? Анан качан болду? Бул суроолордун баарына жооп табууга аракет кылабыз.
Биздин эрага чейин
Буу машинасынын жаралуу тарыхы биздин заманга чейинки биринчи кылымдардан башталат. Александриянын баатыры бууга кабылганда гана иштей баштаган механизмди сүрөттөгөн. Аппарат саптамалар бекитилген шар эле. Соплолардан буу тангенциалдуу түрдө чыгып, ошону менен мотордун айланышына себеп болгон. Бул жубайлар иштеткен биринчи түзмөк болду.
Буу машинасынын (тактап айтканда турбинанын) жаратуучусу Таги-ал-Диноме (араб философу, инженери жана астроному). Анын ойлоп табуусу кеңири белгилүү болгон16-кылымда Египет. Механизм теменкудей жайгаштырылды: буу агымдары тикеден-тике пычактары менен механизмге багытталган, ал эми тутун тушкенде, бычактар айланган. Ушундай эле нерсени 1629-жылы италиялык инженер Джованни Бранка сунуш кылган. Бардык бул ойлоп табуулардын негизги кемчилиги өтө көп буу керектөө болгон, ал өз кезегинде абдан көп энергияны талап кылган жана максатка ылайыктуу эмес. Адамзаттын ошол кездеги илимий-техникалык билими жетишсиз болгондуктан, өнүгүү токтоп калган. Мындан тышкары, мындай ойлоп табуулардын таптакыр кереги жок болчу.
Иштеп чыгуулар
17-кылымга чейин буу машинасын жасоо мүмкүн эмес болчу. Бирок адамдын өнүгүү деңгээли үчүн тилке көтөрүлөөр замат, биринчи нускалары жана ойлоп табуулар дароо пайда болгон. Ошол кезде аларды эч ким олуттуу кабыл алган жок да. Ошентип, мисалы, 1663-жылы англис окумуштуусу Раглан сепилинде орнотулган өзүнүн ойлоп табуусунун долбоорун басма сөзгө жарыялаган. Анын аппараты мунаралардын дубалдарына суу көтөрүү үчүн кызмат кылган. Бирок, бардык жаңы жана белгисиз нерселер сыяктуу эле, бул долбоор да шектенүү менен кабыл алынган жана аны андан ары өнүктүрүү үчүн демөөрчүлөр болгон эмес.
Буу машинасынын жаралуу тарыхы буу-атмосфералык кыймылдаткычты ойлоп табуудан башталат. 1681-жылы француз окумуштуусу Денис Папен шахталардан суу сордурган аппаратты ойлоп тапкан. Адегенде порошок кыймылдаткыч күч катары колдонулуп, андан кийин суу буусу менен алмаштырылган. Буу машинасы ушинтип жаралган. Аны жакшыртууга Англиянын окумуштуулары Томас Ньюкомен жана Томас Северен чоң салым кошушкан. Орус ойлоп табуучу Иван Ползунов да баа жеткис жардам көрсөттү.
Папиндин ийгиликсиз аракети
Буу-атмосфералык машина ал убакта кемчиликсиз эмес, кеме куруу тармагында өзгөчө көңүл бурган. Д. Папин өзүнүн акыркы үнөмдөлгөн каражатын чакан кеме сатып алууга жумшап, ага өзү чыгарган суу көтөрүүчү буу-атмосфералык машинаны орното баштаган. Иш-аракетинин механизми бийиктен кулап түшкөн суу дөңгөлөктөрдү айландыра баштаган.
Ойлоп табуучу өзүнүн сыноолорун 1707-жылы Фульда дарыясында өткөргөн. Көптөгөн адамдар кереметти көрүү үчүн чогулушту: дарыяны бойлой паруссуз жана калаксыз бараткан кеме. Бирок, сыноолордун жүрүшүндө кырсык болду: мотор жарылып, бир нече адам каза болду. Бийлик байкуш ойлоп табуучуга ачууланып, ага ар кандай иштерге жана долбоорлорго тыюу салган. Кеме конфискацияланып, жок кылынган жана бир нече жылдан кийин Папин өзү каза болгон.
Ката
Папендин пароходунун төмөнкүдөй иштөө принциби болгон. Цилиндрдин түбүнө бир аз суу куюш керек болчу. Цилиндрдин астына суюктукту жылытуу үчүн кызмат кылган мангал болгон. Суу кайнап баштаганда, пайда болгон буу кеңейип, поршеньди көтөрдү. Аба атайын жабдылган клапан аркылуу поршендин үстүндөгү боштуктан чыгарылды. Суу кайнап, буу түшүп баштагандан кийин мангалды алып, абаны чыгаруу үчүн клапанды жаап, цилиндрдин дубалдарын муздак суу менен муздатуу керек болчу. Мындай аракеттердин аркасында цилиндрдеги буу конденсацияланып, поршендин астында пайда болгон.сейрек кездешет жана атмосфералык басымдын күчү менен поршень кайрадан баштапкы ордуна кайтып келди. Анын ылдый карай кыймылы учурунда пайдалуу иштер аткарылды. Бирок Папендин буу машинасынын эффективдүүлүгү терс болгон. Пароходдун кыймылдаткычы өтө үнөмдүү эмес болчу. Эң негизгиси, бул өтө татаал жана колдонууга ыңгайсыз болгон. Демек, Папендин ойлоп табуусунун эң башынан эле келечеги жок болчу.
Жазылуучулар
Бирок, буу кыймылдаткычын түзүү тарыхы ушуну менен эле бүтпөйт. Кийинки, Папенге караганда алда канча ийгиликтүү, англис окумуштуусу Томас Ньюкомен болгон. Ал езунун алдыцкыларынын иштерин узакка чейин изилдеп, кемчиликтерге токтолду. Жана алардын эң мыктысын алып, 1712-жылы өзүнүн аппаратын жараткан. Жаңы буу кыймылдаткычы (сүрөттө көрсөтүлгөн) төмөнкүдөй иштелип чыккан: вертикалдуу абалда болгон цилиндр, ошондой эле поршень колдонулган. Бул Newcomen Папиндин чыгармаларынан алынган. Бирок, буга чейин башка казанда буу пайда болгон. Бүтүндөй тери поршеньдин айланасына бекитилди, бул буу цилиндринин ичиндеги тыгыздыкты бир топ жогорулатты. Бул машина ошондой эле буу-атмосфералык болгон (суу шахтадан атмосфералык басымды колдонуу менен көтөрүлгөн). Ойлоп табуунун негизги кемчиликтери анын көлөмдүү жана эффективдүү эместиги болгон: машина абдан чоң көлөмдөгү көмүрдү "жеген". Бирок, ал Папендин ойлоп табуусуна караганда алда канча көп пайда алып келди. Ошондуктан зындандарда жана шахталарда дээрлик элуу жылдан бери колдонулуп келе жатат. Ал жер астындагы сууларды сордуруу үчүн, ошондой эле кемелерди кургатуу үчүн колдонулган. Томас Ньюкомен унаасын өзгөртүүгө аракет кылганжол кыймылы үчүн колдонулушу үчүн. Бирок анын бардык аракеттери ишке ашкан жок.
Өзүн жарыялаган кийинки окумуштуу Англиядан келген Д. Халл болду. 1736-жылы ал өзүнүн ойлоп табуусун дүйнөгө тартуулады: кыймылдаткыч катары калак дөңгөлөктөрү болгон буу-атмосфералык машина. Анын өнүгүүсү Папиндикине караганда ийгиликтүү болгон. Ошол замат бир нече ушундай кемелер чыгарылды. Алар негизинен баржаларды, кемелерди жана башка кемелерди сүйрөө үчүн колдонулган. Бирок, буу-атмосфералык машинанын ишеним-дуулугу ишенимди туудурган жок, ал эми кемелер негизги кыймылдаткыч катары парустар менен жабдылган.
Жана Халл Папенге караганда бактылуураак болсо да, анын ойлоп табуулары бара-бара актуалдуулугун жоготуп, ташталган. Ошентсе да ошол кездеги буу-атмосфералык машиналарда көптөгөн кемчиликтер болгон.
Россиядагы буу кыймылдаткычынын тарыхы
Кийинки жылыш Россия империясында болду. 1766-жылы Барнаулдагы металлургиялык заводдо биринчи буу кыймылдаткычы жаралган, ал атайын үйлөөчү көөрүктүн жардамы менен эритүүчү мештерге абаны берип турган. Анын түзүүчүсү Иван Иванович Ползунов болгон, ал атүгүл мекенине сиңирген эмгеги үчүн офицердик наамга ээ болгон. Ойлоп табуучу өзүнүн жетекчилерине көөрүктөрдү иштете ала турган "өрт өчүрүүчү машинанын" долбоорлорун жана пландарын сунуштады.
Бирок, тагдыр Ползуновду ырайымсыз тамашага салды: анын долбоору кабыл алынып, машина чогултулгандан жети жыл өткөндөн кийин, ал ооруп, керектөөдөн каза болгон - анын сыноолору башталганга бир жума калганда.мотор. Бирок анын көрсөтмөлөрү кыймылдаткычты иштетүү үчүн жетиштүү болгон.
Ошентип, 1766-жылдын 7-августунда Ползуновдун буу кыймылдаткычы ишке киргизилип, жүктөлгөн. Бирок ошол эле жылдын ноябрь айында бузулуп калган. Мунун себеби казандын жүктөө үчүн эмес, өтө жука дубалдары болуп чыкты. Анын үстүнө ойлоп табуучу өзүнүн көрсөтмөсүндө бул казанды сыноо учурунда гана колдонууга болорун жазган. Ползуновдун буу кыймылдаткычынын эффективдүүлүгү оң болгондугу үчүн жаңы казанды жасап чыгаруу оңой эле өзүн актайт. Анын жардамы менен 1023 саат иштегенде 14 фунттан ашык кумуш эритилди!
Бирок ушуга карабастан механизмди эч ким оңдоого киришкен жок. Ползуновдун буу кыймылдаткычы 15 жылдан ашык кампада чаң чогултуп жүргөн, ал эми өнөр жай дүйнөсү бир орунда турбай, өнүгүп жаткан. Анан ал бөлүктөрү үчүн толугу менен демонтаждалган. Кыязы, ал кезде Россия буу кыймылдаткычтарына жете элек болчу.
Заман талабы
Бул арада жашоо бир орунда турган жок. Ал эми адамзат каприз табиятынан көз каранды болбостон, тагдырдын өзүн өзү башкара турган механизмди түзүү жөнүндө дайыма ойлонгон. Бардыгы парусту тезирээк таштоону каалашкан. Ошондуктан, буу механизмин түзүү маселеси дайыма абада илинип турган. 1753-жылы Парижде усталар, окумуштуулар жана ойлоп табуучулар арасында сынак коюлган. Илимдер академиясы шамалдын күчүн алмаштыра ала турган механизмди түзө алгандарга сыйлык жарыялады. Бирок Л. Эйлер, Д. Бернулли, Кантон де Лакруа жана башкалар сыяктуу акылмандар сынакка катышканы менен эч ким акылга сыярлык сунуш киргизген жок.
Жылдар өттү. Жана өнөр жай революциясыбарган сайын көбүрөөк өлкөлөрдү камтыды. Башка күчтөрдүн арасында артыкчылык жана лидерлик дайыма Англияга өттү. XVIII кылымдын аягында, дал Улуу Британия ири өнөр жайдын жаратуучусу болуп калды, анын аркасында бул тармакта дүйнөлүк монополия титулуна ээ болгон. Механикалык кыймылдаткыч маселеси күн сайын актуалдуу болуп калды. Жана ушундай кыймылдаткыч жаралган.
Дүйнөдөгү биринчи буу кыймылдаткычы
1784 Англия жана дүйнө үчүн өнөр жай революциясында бурулуш учурду белгиледи. Ал эми бул үчүн жооптуу адам англиялык механик Джеймс Уотт болгон. Ал жасаган буу машинасы кылымдын эң чоң ачылышы болду.
Джеймс Уотт бир нече жылдан бери буу-атмосфералык машиналардын чиймелерин, структурасын жана иштөө принциптерин изилдеп келет. Мына ушулардын бардыгынын негизинде ал кыймылдаткычтын эффективдуу иштеши учун цилиндрдеги суунун жана механизмге кирген буунун температураларын тецдетуу керек деген тыянак чыгарды. Буу-атмосфералык машиналардын негизги кемчилиги цилиндрди суу менен муздатуу үчүн дайыма муктаждык болгон. Бул кымбат жана ыңгайсыз болду.
Жаңы буу кыймылдаткычы башкача жасалган. Ошентип, цилиндр атайын буу куртка менен камтылган. Ошентип, Ватт өзүнүн туруктуу ысытуу абалына жеткен. Ойлоп табуучу муздак сууга (конденсатор) чөмүлгөн атайын идиш жасаган. Ага түтүк менен цилиндр бекитилди. Цилиндрдеги буу түгөнүп калганда конденсаторго түтүк аркылуу кирип, кайра ошол жерден сууга айланган. Анын станокту жакшыртуунун үстүндө иштеп жатып, Ваттконденсатордо вакуум пайда болгон. Ошентип, цилиндрден чыккан буулардын баары анда конденсацияланган. Бул инновациянын аркасында буу кеңейтүү процесси бир топ жогорулатылды, бул өз кезегинде ошол эле өлчөмдөгү буудан алда канча көп энергияны алууга мүмкүндүк берди. Бул эң чоң жетишкендик болду.
Паровоздун жаратуучусу аба менен камсыз кылуу принцибин да өзгөрткөн. Эми буу адегенде поршеньдин астына түшүп, ошону менен аны көтөрүп, андан кийин поршендин үстүнө чогулуп, аны түшүрөт. Ошентип, механизмдеги поршень-дин эки тактысы да иште-ди, бул мурда да мумкун эмес эле. Ал эми бир ат күчүнө көмүр керектөө, тиешелүүлүгүнө жараша, буу-атмосфералык машиналар үчүн төрт эсе аз болгон, бул Жеймс Уотт жетишүүгө аракет кылган. Буу кыймылдаткычы эң алгач Улуу Британияны, андан кийин бүткүл дүйнөнү тездик менен басып алды.
Шарлотта Дундас
Бүткүл дүйнө Джеймс Уотттун ойлоп табуусу менен таң калгандан кийин буу кыймылдаткычтары кеңири колдонула баштаган. Ошентип, 1802-жылы, жубайлар үчүн биринчи кеме Англияда пайда болгон - Charlotte Dundas кайыгы. Анын жаратуучусу Уильям Симингтон. Кайык каналдын боюнда сүйрөөчү баржалар катары колдонулган. Кемеде кыймылдаткычтын ролун арткы жагына орнотулган калак дөңгөлөк ойногон. Кайык биринчи жолу сыноолордон ийгиликтүү өттү: ал эки чоң баржаны алты сааттын ичинде 18 миль аралыкка сүйрөп өттү. Ошол эле маалда ага катуу сокку урду. Бирок ал муну жасады.
Анткен менен ал токтоп калган, анткени алар калактын дөңгөлөктөрүнүн астында пайда болгон күчтүү толкундардан улам каналдын жээктерин жууп кетет деп чочулашкан. Айтмакчы, дагыШарлоттаны бүгүн бүт дүйнө биринчи пароходдун жаратуучусу деп эсептеген адам сынаган.
Дүйнөдөгү биринчи пароход
Англия кеме куруучусу Роберт Фултон жаш кезинен буу менен жүрүүчү кемени кыялданчу. Мына эми анын кыялы орундалды. Анткени, буу машиналарын ойлоп табуу кеме курууда жаңы түрткү болгон. Маселенин материалдык жагын колго алган Америкадан келген өкүл Р. Ливингстон менен бирге Фултон буу кыймылдаткычы бар кеменин долбоорун колго алган. Бул калак кыймылдаткыч идеясына негизделген татаал ойлоп табуу болгон. Кораблдин капталдарында бир топ калактарды туураган плиталар катар тизилген. Ошол эле учурда плиталар анда-санда бири-бирине тоскоол болуп, сынды. Бүгүн биз оңой эле айта алабыз, ошол эле эффект үч же төрт плитка менен жетишилет. Бирок ошол кездеги илим менен техниканын көз карашынан алганда, муну көрүү реалдуу эмес болчу. Ошондуктан кеме куруучулар бир топ кыйынчылыкка дуушар болушкан.
1803-жылы Фултондун ойлоп табуусу дүйнөгө таанылган. Пароход Сенаны бойлой жай жана текши жылып, Париждеги көптөгөн окумуштуулардын жана ишмерлердин акыл-эсин жана кыялын таң калтырды. Бирок Наполеон өкмөтү бул долбоорду четке кагып, нааразы болгон кеме куруучулар өз байлыгын Америкадан издөөгө аргасыз болушкан.
Ал эми 1807-жылы августта дүйнөдөгү эң күчтүү буу кыймылдаткычы тартылган Кларемонт аттуу биринчи пароход (сүрөт берилген) Гудзон булуңун бойлой жөнөдү. Ошондо көпчүлүк ийгиликке ишенишпейт.
Клермон алгачкы сапарына жүксүз жана жүргүнчүлөрсүз жөнөдү. Эч ким баргысы келген жокот менен дем берүүчү кеменин бортунда саякаттоо. Бирок кайтып келе жатканда биринчи жүргүнчү пайда болду - билет үчүн алты доллар төлөгөн жергиликтүү фермер. Ал пароходствонун тарыхында биринчи жүргүнчү болуп калды. Фултон ушунчалык таасирленгендиктен, ал батылга өзүнүн бардык ойлоп табууларын өмүр бою бекер айдап берди.
