Cine este inventatorul primului motor cu abur. Pentru toată lumea și despre orice

Vehiculele blindate ale Rusiei și ale lumii, fotografiile, videoclipurile, vizionați online, erau semnificativ diferite de toți predecesorii lor. Pentru a oferi o mare rezervă de flotabilitate, înălțimea carenei a fost semnificativ crescută, iar pentru a îmbunătăți stabilitatea, secțiunea transversală a primit o formă trapezoidală. Rezistența necesară la glonț la carenă a fost asigurată de armura cimentată laminată cu un strat exterior întărit suplimentar al mărcii KO (Kulebaki-OGPU). La fabricarea carenei, plăcile de blindaj au fost sudate pe partea moale interioară și au fost folosite stocuri speciale pentru a facilita asamblarea. Pentru a simplifica instalarea unităților, plăcile de blindaj superioare ale carenei au fost făcute detașabile cu un sigiliu pe garnituri de țesătură lubrifiate cu plumb roșu.

Vehicule blindate ale celui de-al Doilea Război Mondial în care echipajul de două persoane era situat în apropierea axei longitudinale, în spatele capului celuilalt, dar turela cu armele a fost deplasată cu 250 mm în partea stângă. Unitatea de putere este deplasată pe partea tribord în așa fel încât să fie posibil accesul pentru reparații la motor din interiorul compartimentului de luptă al tancului după îndepărtarea pereții de siguranță. În spatele rezervorului, de-a lungul lateralelor, se aflau două rezervoare de gaz cu o capacitate de 100 de litri fiecare, iar direct în spatele motorului se aflau un radiator și un schimbător de căldură, spălate de apa de mare la deplasarea pe linia de plutire. La pupa, într-o nișă specială, se afla o elice cu cârme navigabile. Echilibrul tancului a fost ales în așa fel încât atunci când plutea avea o ușoară tăiere la pupa. Elicea era antrenată de un arbore cardanic de la o priză de putere montată pe carcasa cutiei de viteze.

Vehicule blindate ale URSS în ianuarie 1938, la cererea șefului ABTU D. Pavlov, armamentul tancului urma să fie consolidat prin instalarea unui tun semi-automat de 45 mm sau a unui tun automat de 37 mm, iar în în cazul instalării unui pistol semiautomat, echipajul urma să fie mărit la trei persoane. Muniția tancului trebuia să fie compusă din 61 de cartușe pentru tunul de 45 mm și 1.300 de cartușe pentru mitralieră. Biroul de proiectare al fabricii nr. 185 a finalizat două proiecte pe tema „Castelul”, al căror prototip a fost tancul suedez Landsverk-30.

Vehiculele blindate ale Wehrmacht-ului nu au scăpat de probleme legate de propulsarea motorului. La cele spuse, nu putem decât să adăugăm că această criză a fost efectiv depășită abia în 1938, pentru care rezervorul a primit nu doar un motor forțat. Pentru a întări suspensia, s-au folosit arcuri cu foi mai groase. Au fost introduse anvelopele din cauciuc din neopren, un cauciuc sintetic casnic, a început producția de șenile din oțel Hartfield prin ștanțare la cald și au fost introduse degetele întărite de înaltă frecvență. Dar toate aceste modificări ale rezervorului nu au fost introduse simultan. Corpul tancului cu plăci de blindaj înclinate nu a putut fi fabricat la timp. Totuși, turela conică cu protecție îmbunătățită a fost depusă la timp, iar rezervorul cu aceeași carcasă, suspensie întărită (datorită instalării arcuri cu foi mai groase), un motor forțat și o turelă nouă a intrat în testare la locul de testare NIBT.

Vehiculele blindate moderne au trecut sub codul T-51. A păstrat procesul de trecere de la șenile la roți, ca și prototipul, prin coborârea pârghiilor speciale cu roți fără ca o persoană să plece. Cu toate acestea, după ajustarea cerințelor pentru rezervor, făcându-l cu trei locuri (s-a decis să se păstreze controlul de rezervă pentru încărcător) și după ce și-a consolidat armamentul la nivelul BT, nu a mai fost posibilă implementarea roții de tip Landsverk. conduce. În plus, transmisia de tracțiune a rezervorului era prea complexă. Prin urmare, în curând s-au efectuat lucrări la tema „Castelul” pe tancul T-116, în care „schimbarea pantofilor” a fost efectuată în funcție de tipul BT - prin îndepărtarea lanțurilor de șenile.

Este o dezvoltare ulterioară BRDM-1. Produs în serie din 1963 până în 1989 de Uzina de Construcții de Mașini Arzamas (precum și sub licență în Polonia, Cehoslovacia și Iugoslavia). BRDM-2 are o securitate scăzută; Caracteristica principală mașini - capacitate foarte mare de cross-country. Pe lângă șasiul principal cu tracțiune integrală cu presiune reglabilă a anvelopelor, în partea de mijloc a caroseriei există roți retractabile suplimentare speciale, care permit, în special, depășirea șanțurilor și șanțurilor semnificative. Folosit în prezent în diferite grade de către unitățile de informații din peste 50 de țări. În trupe are porecla Bardak. În URSS, producția a fost finalizată în noiembrie 1989. Producția continuă sub licență în Polonia.

Istoria creației și producției

Vehiculul de recunoaștere și patrulare de luptă a fost dezvoltat la biroul de proiectare al Uzinei de automobile Gorki. Lucrarea a fost supravegheată de V.A. Dedkov. La 22 mai 1962, vehiculul a fost dat în circulație. Producția în serie a vehiculului a fost organizată în 1963 la GAZ, iar din 1965 la Uzina de Construcție de Mașini Arzamas și a continuat până în 1989.

În serviciu

Rusia - mai mult de 2000 BRDM-2, începând cu 2010
-Algeria - 26 BRDM-2, din 2010
-Angola - 600 BRDM-2, din 2010
- Afganistan - un număr de BRDM-1 și BRDM-2, începând cu 2010
-Belarus - un anumit număr de BRDM-2
-Benin - 14 BRDM-2, din 2010
-Bulgaria - 24 BRDM-2, din 2010
-Burundi - 30 BRDM-2, din 2010
-Vietnam - 100 BRDM-1/BRDM-2, din 2010
-Guinea - 25 BRDM-1/BRDM-2, din 2010
-Guinea-Bissau - 10 BRDM-2, din 2010
-Egipt - 300 BRDM-2 (numit Leopard în armata egipteană, din 2010
-Zambia - 70 BRDM-1/BRDM-2, dintre care aproximativ 30 sunt evaluate ca fiind pregătite pentru luptă, începând cu 2010
-India - 600 de unități livrate din URSS între 1977 și 1979
-Indonezia - 21 BRDM-2, din 2007
-Yemen - 50 BRDM-2, din 2010
-Capul Verde - 10 BRDM-2, din 2010
-Kazahstan - 140 BRDM-2, din 2007
- Cambodgia - un număr de BRDM-2, din 2010
- Kârgâzstan - 30 BRDM-2, din 2010
-Coasta de Fildeș - 13 BRDM-2, din 2010
-Republica Congo - 25 BRDM-1/BRDM-2, din 2010
-Cuba - un număr de BRDM-1 și BRDM-2, începând cu 2010
-Libia - 50 BRDM-2, din 2010
-Lituania - 10 BRDM-2, din 2010
-Mauritius - un număr de BRDM-2 din 2010
-Madagascar - aproximativ 35 BRDM-2, din 2010
-Macedonia - 10 BRDM-2, din 2010
-Mali - 55 BRDM-2, din 2010
-Mozambic - 30 BRDM-1/BRDM-2, din 2010
-Mongolia - 120 BRDM-2, din 2010
-Namibia - 12 BRDM-2, din 2010
-Nicaragua - 20 BRDM-2, din 2010
-Autoritatea Națională Palestiniană - 45 de unități furnizate din Rusia între 1995 și 1996, 25 de unități furnizate din Rusia în 2007
-Peru - 30 BRDM-2, din 2010
-Polonia - 376 BRDM-2, din 2010
-Transnistria - o anumită sumă, incl. atribuit Ministerului Afacerilor Interne
-Seychelles - 6 BRDM-2, evaluat ca nepregătit pentru luptă, din 2010
-Serbia - 46 BRDM-2, din 2010
-Siria - 590 BRDM-2, din 2010
-Somalia - un anumit număr de BRDM-2, din 2010
-Slovacia - 129 BRDM-2, din 2007
-Slovenia - 8 BRDM-2, din 2007
-Sudan - 60 BRDM-1/BRDM-2, din 2010
-SUA - 7 unitati BRDM-2 livrate din Germania in 1991
-Tanzania - 10 BRDM-2, din 2010
-Turkmenistan - 170 BRDM-1 și BRDM-2, începând cu 2010
-Uzbekistan - 13 BRDM-2, din 2010
-Ucraina - peste 600 BRDM-2, din 2010
-Croația - 2 BRDM-2, din 2011
-CAR - 1 BRDM-2, din 2010
- Ciad - aproximativ 100 BRDM-2, din 2010
-Guineea Ecuatorială - 6 BRDM-2, din 2010
-Eritreea - 40 BRDM-1/BRDM-2, din 2010
-Etiopia - 120 de unități au fost furnizate din URSS în perioada 1977-1982, 60 de unități au fost furnizate din URSS în perioada 1985-1988, din 2007 există un anumit număr în serviciu.

Utilizarea în luptă

Operațiunea Dunărea
- Războiul Yom Kippur Una dintre cele mai mari bătălii care au implicat BRDM-2 înarmat cu ATGM Malyutka a avut loc la 6 octombrie 1973, când armata egipteană a traversat Canalul Suez. Trupele egiptene care traversau canalul au fost atacate de tancurile israeliene M48 Patton și M60 Patton ale Diviziei 252 blindate. Tancurile au avansat fără recunoaștere preliminară și fără infanterie, ceea ce a dus la înfrângerea lor. Vehicule blindate egiptene și infanterie au doborât și au ars 165 de tancuri israeliene M48 și M60. Tancurile arse au presărat deșertul în fața pozițiilor egiptene. Vehiculele de aterizare au fost folosite și pe frontul sirian. În special, pe 12 octombrie, BRDM-2 și infanterie siriene au oprit înaintarea tancurilor israeliene ale Brigăzii 188 Rezervă de-a lungul autostrăzii Quneitra-Damasc, în timp ce israelienii au suferit pierderi grele.
-Războiul sino-vietnamez
- Războiul afgan (1979-1989)
-Conflict armat în Osetia de Sud - conform experților independenți de la Centrul de Analiză a Strategiilor și Tehnologiilor, trupele ruse a pierdut 3 BRDM-uri. Unul dintre mecanicii-șoferi ai BRDM-2 rus, Oleg Rudel, a primit medalia „Pentru curaj”.
-Conflict armat în estul Ucrainei.

Caracteristici

Clasificare: vehicul de recunoaștere de luptă/vehicul blindat
-Greutate de luptă, t: 7,0
- Echipaj, oameni: 4
-Dimensiuni:
-Lungimea carcasei, mm: 5750
-Latime carcasa, mm: 2350
-Inaltime, mm: 2395
-Baza, mm: 3100
-Bali de rulare, mm: 1840 fata 1790 spate
-Glopare, mm: 330
-Rezervare:
-Tip armura: otel laminat
-Corp frunte (sus), mm/grad: 5
-Corp frunte (jos), mm/grad: 14
-Latura carenă, mm/grad: 7
-Avans carenă, mm/grad: 7
-Jos, mm: 2..3
- Acoperiș carcasă, mm: 7
-Frntea turnului, mm/grad: 10
-Partea turnului, mm/grad: 7
- Avans turn, mm/grad: 7
-Acoperiș turn, mm: 7
-Armament:
-Unghiuri VN, grade: -5..+30
-Unghiuri GN, grade: 360
-Raza de tragere, km: 1..2 (KPVT) 1.5 (PKT)
- Obiective: PP-61AM
- Mitralieră: 1 x 14,5 mm KPVT 1 x 7,62 mm PKT
-Mobilitate:
-Motor: Producator: Gorkovsky uzină de automobile Marca: GAZ-41 Tip: carburator benzina Volum: 5530 cmc. Putere maximă: 103 kW (140 CP), la 3400 rpm Cuplu maxim: 350 Nm, la 2500 rpm Configurație: V8 Cilindri: 8 Alezaj: 100 mm Cursa: 88 mm Raport de compresie: 6,7 Răcire: lichid Cursa (număr de curse): 4 Ordine de funcționare a cilindrilor: 1-5-4-2-6-3-7-8 Viteza maximă: 3650 Combustibil recomandat: A-76
-Viteza pe autostrada, km/h: 95..100
-Viteza pe teren accidentat, km/h: 8..10 la plutire
-Autostrada, km: pana la 750
-Putere specifica, l. s./t: 20,0
- Formula roților: 4x4 (8x8)
-Tip suspensie: arcuri semi-eliptice
-Presiune specifica la sol, kg/mp.cm: 0,5..2,7
- Urcare, grade: 30
-Perete depășit, m: 0,4
-Sanat de depasit, m: 1,22
-Fordabilitate, m: plutește

Industrie Anglia avea nevoie cantitati mari combustibil, iar pădurea a devenit din ce în ce mai puțin. În acest sens, exploatarea cărbunelui a devenit extrem de relevantă.
Principala problemă a mineritului era apa, aceasta a inundat minele mai repede decât puteau ei să o pompa, așa că au fost nevoiți să abandoneze minele dezvoltate și să caute altele noi.
Din aceste motive, era nevoie urgentă de mecanisme de pompare a apei și așa au devenit primele motoare cu abur.

Următoarea etapă în dezvoltarea motoarelor cu abur a fost crearea (în 1690) piston motor cu abur care a comis muncă utilă datorita incalzirii si condensului aburului.

Născut în orașul francez Blois în 1647. La Universitatea din Angers a studiat medicina și a luat doctoratul, dar nu a devenit doctor. În multe privințe, soarta lui a fost determinată de întâlnirea cu fizicianul olandez H. Huygens, sub influența căruia Papen a început să studieze fizica și mecanica. În 1688, a publicat o descriere (cu completările sale de design) a unui proiect pentru un motor cu praf de pușcă sub formă de cilindru cu piston, prezentat de Huygens Academiei de Științe din Paris.
Papin a propus și un design pompa centrifuga, a proiectat un cuptor pentru topirea sticlei, un vagon cu abur și un submarin, a inventat o oală sub presiune și câteva mașini pentru ridicarea apei.

Prima oală sub presiune din lume:

În 1685, Papen a fost forțat să fugă din Franța (din cauza persecuției hughenoților) în Germania și a continuat să lucreze la mașina sa acolo.
În 1704, la fabrica Veckerhagen, a turnat primul cilindru din lume pentru un motor cu abur și în același an a construit o barcă alimentată cu abur.

Prima „mașină” a lui Denis Papin (1690)

Când este încălzită, apa din cilindru s-a transformat în abur și a mișcat pistonul în sus, iar când s-a răcit (aburul s-a condensat), a fost creat un vid și atmosferice presiunea a deplasat pistonul în jos.

Pentru ca mașina să funcționeze, a fost necesar să manipulați tija supapei și opritorul, să mutați sursa de flacără și să răciți cilindrul cu apă.

În 1705, Papin a dezvoltat al doilea motor cu abur

Când robinetul (D) a fost deschis, aburul din cazan (pe dreapta) s-a repezit în rezervorul din mijloc și, folosind un piston, a forțat apa în rezervorul din stânga. După care robinetul (D) a fost închis, robinetele (G) și (L) au fost deschise, a fost adăugată apă în pâlnie și recipientul din mijloc a fost umplut cu o nouă porțiune, robinetele (G) și (L) au fost închise. iar ciclul s-a repetat. Astfel, a fost posibilă ridicarea apei la o înălțime.

În 1707, Papen a venit la Londra pentru a obține un brevet pentru lucrarea sa din 1690. Lucrarea nu a fost recunoscută, deoarece până atunci au apărut deja mașinile lui Thomas Savery și Thomas Newcomen (vezi mai jos).

În 1712, Denis Papin a murit sărac și a fost îngropat într-un mormânt nemarcat.

Primele motoare cu abur au fost pompe staționare voluminoase pentru pomparea apei. Acest lucru s-a explicat prin faptul că era necesară pomparea apei din mine și minele de cărbune. Cu cât minele erau mai adânci, cu atât era mai dificil să pompați apa rămasă din ele, ca urmare, minele nefolosite au trebuit să fie abandonate și mutate într-o nouă locație.

În 1699, un inginer englez, a primit un brevet pentru inventarea unui „motor de pompieri” conceput pentru a pompa apa din mine.
Mașina lui Severi era o pompă de abur, nu un motor nu avea cilindru cu piston.

Principalul punct culminant al mașinii lui Severi a fost generarea de abur boiler separat.

Referinţă

mașina lui Thomas Savery

Când robinetul 5 a fost deschis, aburul din cazanul 2 a fost furnizat în vasul 1, expulzând apa de acolo prin tubul 6. Supapa 10 a fost deschisă, iar supapa 11 a fost închisă. La sfârșitul injecției, robinetul 5 a fost închis și apă rece a fost furnizată prin robinetul 9 în vasul 1. Aburul din vasul 1 s-a răcit, s-a condensat și presiunea a scăzut, atragând apă în el prin tubul 12. Supapa 11 s-a deschis și supapa 10 s-a închis.

Pompa Severi era slabă, consuma mult combustibil și funcționa intermitent. Din aceste motive, mașina lui Severi nu a fost utilizată pe scară largă și a fost înlocuită cu „motoare cu abur cu piston”.

În 1705 combinând ideile lui Severi (un cazan de sine stătător) și Papin (un cilindru cu piston) a construit pompa de abur cu piston pentru munca în mine.
Experimentele de îmbunătățire a mașinii au continuat timp de aproximativ zece ani, până când a început să funcționeze corect.

Despre Thomas Newcomen

Născut la 28 februarie 1663 în Dartmouth. Fierar de profesie. În 1705, împreună cu tinkerul J. Cowley, a construit o pompă de abur. Această mașină cu abur și atmosferă, destul de eficientă pentru vremea sa, a fost folosită pentru pomparea apei în mine și s-a răspândit în secolul al XVIII-lea. Această tehnologie este utilizată acum de pompele de beton pe șantiere.
Newcomen nu a putut obține un brevet, deoarece liftul cu apă cu abur a fost brevetat în 1699 de T. Severi. Motorul cu abur al lui Newcomen nu era un motor universal și putea funcționa doar ca pompă. Încercările lui Newcomen de a folosi mișcarea alternativă a unui piston pentru a roti o roată cu zbaturi pe nave nu au avut succes.

A murit la 7 august 1729 la Londra. Numele lui Newcomen este purtat de Societatea Istoricii Tehnologiei din Marea Britanie.

mașina lui Thomas Newcoman

La început, aburul a ridicat pistonul, apoi a fost injectat puțin în cilindru apa rece, aburul s-a condensat (formând astfel un vid în cilindru) și pistonul a fost influențat presiunea atmosferică cădea.

Spre deosebire de „cilindrul Papin” (în care cilindrul a servit drept boiler), în mașina lui Newcomen, cilindrul a fost separat de cazan. În acest fel s-a putut realiza o muncă mai mult sau mai puțin uniformă.
În primele versiuni ale mașinii, supapele erau controlate manual, dar mai târziu Newcomen a venit cu un mecanism care deschide și închide automat robinetele corespunzătoare la momentul potrivit.

Fotografie

Despre cilindri

Primii cilindri ai mașinii Newcomen erau din cupru, țevile din plumb, iar culbutorul din lemn. Piesele mici erau făcute din fier maleabil. Mașinile de mai târziu ale lui Newcomen, după aproximativ 1718, aveau deja un cilindru din fontă.
Cilindrii au fost fabricați la turnătoria Abraham Derby din Colebrookdale. Darby a îmbunătățit tehnica de turnare și acest lucru a făcut posibilă obținerea de cilindri suficient de mult de bună calitate. Pentru a obține o suprafață mai mult sau mai puțin regulată și netedă a pereților cilindrului, a fost folosită o mașină pentru a găuri țeava armelor.

Ceva de genul asta:

Cu unele modificări, mașinile lui Newcomen au rămas timp de 50 de ani singurele mecanisme adecvate pentru uz industrial.

În 1720 a descris un motor cu abur cu doi cilindri. Invenția a fost publicată în a lui loc de muncă principal„Theatri Machinarum Hydraulicarum”. Acest manuscris a fost prima analiză sistematică a ingineriei mecanice.

Mașină propusă de Jacob Leopold

Se presupunea că pistoanele din plumb vor fi ridicate de presiunea aburului și coborâte cu propria greutate. Ideea unui robinet (între cilindri) este interesantă, cu ajutorul acestuia, aburul a fost introdus într-un cilindru și eliberat simultan din celălalt.
Jacob nu a construit această mașină, doar a inventat-o.

În 1766 Inventatorul rus, lucrând ca mecanic la uzinele miniere și metalurgice din Altai, a creat primul motor cu abur cu doi cilindri din Rusia și primul din lume.
Polzunov a modernizat mașina Newcomen (pentru a asigura funcţionare continuă a folosit doi cilindri în loc de unul) și a propus să-l folosească pentru a pune în mișcare burduful cuptoarelor de topire.

Notă tristă

În Rusia la acea vreme, motoarele cu abur practic nu erau folosite și Polzunov a primit toate informațiile din cartea „Instrucțiuni detaliate pentru minerit” (1760) scrisă de I.A Schlatter, care descria motorul cu abur al lui Newcomen.

Proiectul a fost raportat împărătesei Ecaterina a II-a. Ea a aprobat-o, a ordonat ca I.I Polzunov să fie promovat la „mechanicus cu gradul și titlul de căpitan-locotenent inginer” și i-a acordat 400 de ruble...
Polzunov a propus să construiască mai întâi o mașină mică, pe care să fie posibilă identificarea și eliminarea tuturor deficiențelor inevitabile într-o nouă invenție. Conducerea fabricii nu a fost de acord cu acest lucru și a decis să construiască imediat o mașină uriașă. În aprilie 1764, Polzunov a început construcția.
În primăvara anului 1766, construcția a fost în mare parte finalizată și au fost efectuate teste.
Dar pe 27 mai, Polzunov a murit de consum.
Elevii lui Levzin și Cernițîn au început singuri testele finale ale mașinii cu abur. „Nota de zi” din 4 iulie a notat „funcționarea lină a mașinii”, iar la 7 august 1766, întreaga uzină, motorul cu abur și suflantul puternic au fost puse în funcțiune. În doar trei luni de funcționare, mașina lui Polzunov nu numai că a justificat toate costurile construcției sale în valoare de 7233 ruble 55 copeici, dar a oferit și un profit net de 12640 ruble 28 copeici. Cu toate acestea, la 10 noiembrie 1766, după ce cazanul motorului a ars, acesta a stat inactiv timp de 15 ani, 5 luni și 10 zile. În 1782 mașina a fost dezmembrată.

(Enciclopedie Teritoriul Altai. Barnaul. 1996. T. 2. P. 281-282; Barnaul. Cronica orasului. Barnaul. 1994. partea 1. p. 30).

mașina lui Polzunov

Principiul de funcționare este similar cu mașina Newcomen.
Intr-unul din cilindrii umpluti cu abur s-a injectat apa, aburul s-a condensat si s-a creat un vid in cilindru, sub influenta presiunii atmosferice pistonul a coborat, in acelasi moment aburul a intrat in celalalt cilindru si s-a ridicat.

Furnizarea cu apă și abur la cilindri a fost complet automatizată.

Modelul unei mașini cu abur de I.I. Polzunov, realizat conform desenelor originale în anii 1820.
Muzeul Barnaul de cunoștințe locale.

În 1765 James Watt lucrând ca mecanic la Universitatea din Glasgow, a fost însărcinat cu repararea unui model al mașinii lui Newcomen. Nu se știe cine a făcut-o, dar era la universitate de câțiva ani.
Profesorul John Anderson i-a sugerat lui Watt să vadă dacă se poate face ceva cu acest dispozitiv curios, dar capricios.
Watt nu numai că a reparat, dar și a îmbunătățit mașina. A adăugat un recipient separat pentru răcirea aburului și l-a numit condensator.

Model de motor cu abur Newcomen

Prototipul a fost echipat cu un cilindru (diametru 5 cm) cu o cursă de lucru de 15 cm Watt a efectuat o serie de experimente, în special, înlocuind cilindrul metalic cu unul din lemn, lubrifiat. ulei de inși uscat în cuptor, a redus cantitatea de apă ridicată într-un ciclu și modelul a început să funcționeze.
În timpul experimentelor, Watt s-a convins de ineficacitatea mașinii.
Cu fiecare nou ciclu, o parte din energia aburului a fost folosită pentru a încălzi cilindrul, care a fost răcit după ce a fost injectată apă pentru a răci aburul.
După ce a efectuat o serie de experimente, Watt a ajuns la concluzia:
„...Pentru a face un motor cu abur perfect este necesar ca cilindrul să fie mereu fierbinte, la fel ca și aburul care intră în el; dar, pe de altă parte, condensarea aburului pentru a forma un vid ar fi trebuit să aibă loc la o temperatură nu mai mare de 30 de grade Reaumur" (38 Celsius)...

Modelul mașinii lui Newcomen, pe care Watt a experimentat-o

Cum a început totul...

Watt a devenit pentru prima dată interesat de abur în 1759, încurajat de prietenul său Robison, care atunci se grăbea cu gândul să „folosească puterea unui motor cu abur pentru a conduce cărucioare”.
În același an, Robison a plecat să lupte America de Nord, iar Watt era deja copleșit de afaceri.
Doi ani mai târziu, Watt a revenit la ideea motoarelor cu abur.

„În 1761-1762”, scrie Watt, „am făcut câteva experimente cu privire la puterea aburului în cazanul lui Papin și am făcut un fel de motor cu abur, atașând la ea o seringă, de aproximativ 1/8 inch în diametru, cu un piston puternic, echipat cu robinet pentru intrarea aburului din cazan, precum și pentru eliberarea acestuia din seringă în aer.” Când robinetul de la cazan la cilindru a fost deschis, aburul, intrând în cilindru și acționând asupra pistonului, a ridicat o sarcină semnificativă (15 lire sterline), cu care a fost încărcat pistonul. Când sarcina a fost ridicată la înălțimea necesară, conexiunea cu cazanul a fost închisă și robinetul a fost deschis pentru a elibera abur în atmosferă. A ieșit abur și încărcătura s-a scufundat. Această operațiune s-a repetat de mai multe ori și, deși la acest dispozitiv robinetul era rotit manual, nu a fost greu să vină cu un dispozitiv care să îl rotească automat.

A - cilindru; B - piston; C - tijă cu cârlig pentru agățarea unei sarcini; D - cilindru exterior (carcasa); E și G - prizele de abur; F - tub care leagă cilindrul la condensator; K - condensator; P - pompa; R - rezervor; V - supapă pentru eliberarea aerului deplasat de abur; K, P, R - umplut cu apă. Aburul este admis prin G în spațiul dintre A și D și prin E în cilindrul A. Când pistonul din cilindrul pompei P crește ușor (pistonul nu este prezentat în figură), nivelul apei în K scade și aburul din A. trece în K și se depune aici. În A se obține un vid, iar aburul situat între A și D apasă pe pistonul B și îl ridică împreună cu sarcina suspendată de acesta.

Ideea principală care a distins mașina lui Watt de cea a lui Newcomen a fost o cameră izolată pentru condensare (răcire cu abur).

Imagine vizuală:

În mașina lui Watt, condensatorul „C” a fost separat de cilindrul de lucru „P” nu a trebuit să fie încălzit și răcit în mod constant, datorită căruia eficiența a fost ușor crescută.

În 1769-1770, la mina minerului John Roebuck (Roebuck a fost interesat de motoarele cu abur și a finanțat Watt de ceva timp), a fost construit un model mare de mașină Watt, pentru care a primit primul său brevet în 1769.

Esența brevetului

Watt și-a definit invenția ca „ metoda noua reducerea consumului de abur și, prin urmare, a consumului de combustibil în mașinile de pompieri.”
Brevetul (nr. 013) a stabilit o serie de noi caracteristici tehnice. prevederi folosite de Watt în motorul său:
1) Menținerea temperaturii pereților cilindrului egală cu temperatura aburului care intră în el datorită izolației termice și a unei cămașe de abur
și lipsa contactului cu corpurile reci.
2) Condensarea aburului într-un vas separat - un condensator, temperatura în care trebuia menținută la nivelul mediului ambiant.
3) Îndepărtarea aerului și a altor corpuri necondensabile din condensator cu ajutorul pompelor.
4) Aplicarea excesului de presiune a aburului; în caz de apă insuficientă pentru condensarea aburului, utilizați numai presiune în exces cu evacuarea în atmosferă.
5) Utilizarea mașinilor „rotative” cu piston cu rotație unidirecțională.
6) Lucrul cu condensare incompletă (adică cu vid deteriorat). Același paragraf al brevetului descrie proiectarea garniturii pistonului și a pieselor individuale. Cu o presiune a aburului de 1 atm în uz în acel moment, introducerea unui condensator separat și pomparea aerului din acesta însemna oportunitate reală reducerea consumului de abur și combustibil cu mai mult de jumătate.

După ceva timp, Roebuck a dat faliment, iar industriașul englez Matthew Bolton a devenit noul partener al lui Watt.
După lichidarea acordului lui Watt cu Roebuck, mașina construită a fost demontată și trimisă la uzina Bolton din Soho. Watt a testat aproape toate îmbunătățirile și invențiile sale pentru o lungă perioadă de timp.

Despre Matthew Bolton

Dacă Roebuck a văzut în mașina lui Watt în primul rând o pompă îmbunătățită care trebuia să-și salveze minele de inundații, atunci Bolton a văzut în invențiile lui Watt. aspect nou motor, care trebuia să înlocuiască roata de apă.
Bolton însuși a încercat să aducă îmbunătățiri mașinii lui Newcomen pentru a reduce consumul de combustibil. A făcut un model care a încântat numeroși prieteni și patroni din înalta societate londoneze. Bolton a corespondat cu omul de știință și diplomatul american Benjamin Franklin despre cum să injecteze cel mai bine apă de răcire în cilindru, despre cel mai bun sistem supape Franklin nu a putut da niciun sfat înțelept în acest domeniu, dar a atras atenția asupra unui alt mod de a obține economie de combustibil, de a-l arde mai bine și de a elimina fumul.
Bolton a visat la nimic mai puțin decât un monopol mondial asupra producției de mașini noi. „Ideea mea a fost”, i-a scris Bolton lui Watt, „să înființez o întreprindere lângă fabrica mea, unde să concentrez toate mijloacele tehnice necesare pentru construcția de mașini și de unde să furnizăm întreaga lume cu mașini de toate dimensiunile. ”

Bolton era clar conștient de condițiile prealabile pentru aceasta. Masina noua nu poate fi construit de vechi în moduri artizanale. „Am presupus”, i-a scris el lui Watt, „că mașina ta va necesita bani, foarte mult lucru precisși conexiuni extinse pentru a-l pune în circulație în cel mai profitabil mod. Cel mai bun mod a-și menține reputația și a face dreptate invenției înseamnă a scoate producția acesteia din mâinile multor tehnicieni care, prin ignoranță, lipsă de experiență și mijloace tehnice, ar produce o muncă slabă, iar acest lucru ar afecta reputația invenției.”
Pentru a evita acest lucru, el a propus construirea unei uzine speciale, unde „cu ajutorul dumneavoastră am putut atrage și pregăti un anumit număr de muncitori excelenți care, echipați cel mai bun instrument, ar fi putut face această invenție cu douăzeci la sută mai ieftină și cu o diferență la fel de mare în acuratețea lucrării pe cât există între munca unui fierar și cea a unui producător de instrumente matematice.”
Personal de muncitori cu inalta calificare, nou echipament tehnic- asta a fost necesar pentru a construi mașina la scară de masă. Bolton se gândea deja în termenii categoriilor și conceptelor capitalismului dezvoltat din secolul al XIX-lea. Dar deocamdată acestea erau încă vise. Nu Bolton și Watt, ci fiii lor, au organizat producția de masă de mașini aproximativ treizeci de ani mai târziu - prima fabrică de construcție de mașini.

Bolton și Watt discută despre producția de motoare cu abur la uzina din Soho

Următoarea etapă în dezvoltarea motoarelor cu abur a fost etanșarea părții superioare a cilindrului și furnizarea de abur nu numai în partea inferioară, ci și în partea superioară a cilindrului.

Deci Watt și Bolton, a fost construit motor cu abur cu dublă acțiune.

Acum aburul era furnizat alternativ în ambele cavități ale cilindrului. Pereții cilindrului au fost izolați termic de mediul exterior.

Deși mașina lui Watt a devenit mai eficientă decât cea a lui Newcomen, eficiența a fost încă extrem de scăzută (1-2%).

Cum Watt și Bolton și-au construit și predat mașinile

Nu se putea vorbi despre tehnologie și cultura de producție în secolul al XVIII-lea. Scrisorile lui Watt către Bolton sunt pline de plângeri despre beția, furtul și lenea muncitorilor. „Putem conta foarte puțin pe muncitorii noștri din Soho”, i-a scris el lui Bolton. - James Taylor a început să bea mai mult. Este încăpățânat, voinic și nemulțumit. Mașina la care a lucrat Cartwright a fost o serie continuă de greșeli și gafe. Smith și ceilalți sunt ignoranți și toți trebuie urmăriți zilnic, astfel încât să nu se întâmple nimic mai rău.”
El a cerut măsuri stricte de la Bolton și a fost în general înclinat să oprească producția de mașini în Soho. „Trebuie să li se spună tuturor lenesilor”, a scris el, „că dacă sunt la fel de neatenți precum au fost până acum, vor fi alungați din fabrică. Costul construirii unei mașini în Soho este foarte scump pentru noi, iar dacă producția nu poate fi îmbunătățită, atunci trebuie să o oprim complet și să externalizăm munca.”

Fabricarea pieselor de mașină a necesitat echipamente adecvate. Prin urmare, diferite componente ale mașinii au fost produse la diferite fabrici.
Deci, la uzina Wilkinson, cilindrii au fost turnați și găuriți, chiulasele, pistonul, pompa de aer si un condensator. Carcasa din fontă pentru cilindru a fost turnată la una dintre turnătorii din Birmingham, conducte de cupru au fost transportate din Londra, iar piese mici au fost produse la locul unde a fost construită mașina. Bolton și Watt au comandat toate aceste piese pe cheltuiala clientului - proprietarul minei sau al morii.
Treptat, piesele individuale au fost aduse la fața locului și asamblate sub supravegherea personală a lui Watt. Mai târziu a compus instrucțiuni detaliate pentru asamblarea mașinii. Cazanul era de obicei nituit la fața locului de către fierari locali.

După lansarea cu succes a unei mașini de pompare a apei la una dintre minele din Cornwall (considerată cea mai dificilă mină), Bolton și Watt au primit multe comenzi. Proprietarii minei au văzut că mașina lui Watt a avut succes acolo unde mașina lui Newcomen era neputincioasă. Și au început imediat să comande pompe Watt.
Watt era copleșit de muncă. A stat săptămâni întregi la desenele sale, a mers la instalațiile de mașini - nicăieri nu se putea face fără ajutorul și supravegherea lui. Era singur și trebuia să țină pasul peste tot.

Pentru ca motorul cu abur să alimenteze alte mecanisme, a fost necesar să se transforme mișcările alternative în mișcări de rotație, iar pentru o mișcare uniformă, să se adapteze roata ca volant.

În primul rând, a fost necesar să se conecteze ferm pistonul și balansierul (până în acest punct se folosea un lanț sau o frânghie).
Watt a propus să efectueze transmisia de la piston la echilibrator folosind o bandă de viteză și să plaseze un sector de angrenaj pe echilibrator.

Sector unelte

Acest sistem s-a dovedit a fi nesigur și Watt a fost forțat să-l abandoneze.

S-a planificat transmiterea cuplului folosind un mecanism de manivelă.

Mecanism manivelă

Dar manivela a trebuit să fie abandonată deoarece acest sistem fusese deja patentat (în 1780) de James Picard. Picard s-a oferit să acorde licențe încrucișate lui Watt, dar Watt a refuzat oferta și a folosit un angrenaj planetar în mașina lui. (sunt unele ambiguități despre brevete, puteți citi la sfârșitul articolului)

Angrenaj planetar

Motorul lui Watt (1788)

La crearea unei mașini cu mișcare de rotație continuă, Watt a trebuit să rezolve o serie de probleme nebanale (distribuția aburului pe două cavități cilindrice, controlul automat al vitezei și mișcare dreaptă tija pistonului).

Paralelogramul lui Watt

Mecanismul Watt a fost inventat pentru a conferi mișcare liniară tijei pistonului.

Motor cu abur construit conform unui brevet de James Watt în 1848 la Freiberg în Germania.

Regulator centrifugal

Principiul de funcționare al regulatorului centrifugal este simplu: cu cât arborele se rotește mai repede, cu atât sarcinile diverg mai mari sub influența forței centrifuge și cu atât linia de abur este mai blocată. Greutățile sunt coborâte și linia de abur se deschide.
Un sistem similar este cunoscut de mult în măcinarea făinii pentru reglarea distanței dintre pietrele de moară.
Watt a adaptat regulatorul pentru motorul cu abur.

Dispozitiv de distribuție a aburului

Sistem de supape cu piston

Desenul a fost întocmit de unul dintre asistenții lui Watt în 1783 (scrisorile sunt incluse pentru clarificare). B și B sunt pistoane legate între ele prin tubul C și care se deplasează în tubul D, conectate la condensatorul H și tuburile E și F cu cilindrul A; G - linie de abur; K - tijă folosită pentru deplasarea explozibililor.
În poziția pistoanelor BB prezentată în desen, spațiul țevii D dintre pistoanele B și B, precum și partea inferioară a cilindrului A sub piston (nu este prezentat în figură), adiacent cu F, este umplut cu abur, în timp ce în partea superioară a cilindrului A, deasupra pistonului, comunicând prin E și prin C cu condensatorul H - stare de rarefacție; când explozivul se ridică deasupra F și E, partea inferioară a lui A la F va comunica cu H și partea superioară prin E și D - cu o linie de abur.

Desen vizual

Cu toate acestea, până în 1800, Watt a continuat să folosească supape cu clapete (discuri metalice ridicate sau coborâte deasupra ferestrelor corespunzătoare și conduse sistem complex pârghii), deoarece fabricarea sistemului „supapă cu piston” necesita o precizie ridicată.

Dezvoltarea mecanismului de distribuție a aburului a fost realizată în principal de asistentul lui Watt William Murdoch.

Murdoch a continuat să îmbunătățească mecanismul de distribuție a aburului și în 1799 a patentat bobină în formă de D (bobină cutie).

În funcție de poziția bobinei, ferestrele (4) și (5) comunică spatiu restrâns(6) înconjoară bobina și umplută cu abur, sau cu cavitatea 7 conectată la atmosferă sau la condensator.

După toate îmbunătățirile, a fost construită următoarea mașină:

Folosind un distribuitor de abur, aburul era furnizat alternativ în diferite cavități ale cilindrului, iar un regulator centrifugal controla supapa de alimentare cu abur (dacă mașina accelera prea mult, supapa se închidea și, dimpotrivă, se deschidea dacă încetinește prea mult) .

Video vizual

Această mașină ar putea funcționa deja nu numai ca pompă, ci și să antreneze alte mecanisme.

În 1784 Watt a primit un brevet pentru motor universal cu abur(brevet nr. 1432).

Despre moara

În 1986, Bolton și Watt au construit o moară la Londra (Albion Mill), alimentată de un motor cu abur. Când moara a fost pusă în funcțiune, a început adevăratul pelerinaj. Londonezii erau foarte interesați de îmbunătățirile tehnice.

Watt, care nu cunoștea marketingul, a fost revoltat de faptul că privitorii interferau cu munca lui și a cerut să fie oprit accesul la străini. Bolton credea că cât mai mulți oameni ar trebui să știe despre mașină și, prin urmare, a respins cererile lui Watt.
În general, Bolton și Watt nu au avut o lipsă de clienți. În 1791, moara a ars (sau poate i s-a dat foc, morarii se temeau de concurență).

La sfârșitul anilor optzeci, Watt a încetat să-și îmbunătățească mașina. În scrisorile către Bolton, el scrie:
„Este foarte posibil ca, cu excepția unor îmbunătățiri ale mecanismului mașinii, nimic mai bun decât ceea ce am produs deja să fie permis de natură, care pentru majoritatea lucrurilor și-a predeterminat nec plus ultra (în latină pentru „nicăieri mai departe”. ”).”
Și mai târziu, Watt a susținut că nu a putut descoperi nimic nou în motorul cu abur și, dacă era angajat în ea, atunci numai prin îmbunătățirea detaliilor și testând concluziile și observațiile anterioare.

Lista literaturii ruse

Kamensky A.V. James Watt, viața sa și activitățile științifice și practice. Sankt Petersburg, 1891
Weissenberg L.M. James Watt, inventatorul motorului cu abur. M. – L., 1930
Lesnikov M.P. James Watt. M., 1935
Confederații I.Ya. James Watt - inventatorul motorului cu abur. M., 1969

Astfel, putem considera că prima etapă de dezvoltare a motoarelor cu abur s-a încheiat.

Citat din TSB

Motorul universal al lui Watt, datorită eficienței sale, s-a răspândit și a jucat un rol major în tranziția către producția capitalistă de mașini. „Marele geniu al lui Watt”, scria K. Marx, „se dezvăluie prin faptul că brevetul pe care l-a luat în aprilie 1784, oferind o descriere a mașinii cu abur, îl înfățișează nu ca pe o invenție doar în scopuri speciale, ci ca pe un motor universal al industriei mari” (Marx K., Capital, vol. 1, 1955, pp. 383-384).

Lucrările lui Watt și Bolton din 1800 au construit St. 250 de mașini cu abur, iar până în 1826 în Anglia existau până la 1.500 de mașini cu o capacitate totală de cca. 80.000 CP Cu rare excepții, acestea erau mașini de tip Watt. După 1784, Watt s-a angajat în principal în îmbunătățirea producției, iar după 1800 s-a retras complet.