Джеймс Уатт. Его жизнь и научно-практическая деятельность

Весь этот ряд вопросов и ответов промелькнул в его голове с быстротою молнии и, по выражению его биографа, “наполнил его восторгом”. Великое открытие, начавшее новую эпоху в механике, промышленности и нашей цивилизации, было сделано. Это случилось в конце апреля 1765 года. Теперь оставалось согласовать с ним все частности, испробовать все в целом на модели, построить по этому образцу новую паровую машину и пустить ее в ход.

Но не будем забегать вперед. Открытие действительно было сделано, но прежде чем оно вошло в жизнь, Уатту пришлось потратить ни больше ни меньше как десять лет самого упорного труда, самой тяжелой борьбы с бесчисленным множеством препятствий и затруднений. Денежные затруднения, конечно, стояли на первом плане. Собственные средства Уатта были совершенно ничтожны, а найти людей, которые вникли бы в истинный смысл его открытия, поверили в возможный успех его и затратили на него деньги, каких оно требовало, было вовсе не легко. А когда такие люди и находились, они надеялись на слишком быстрый успех, не рассчитывали своих сил и невольно задерживали дальнейшее развитие дела на несколько лет.

Но были и другие препятствия. Неточность тогдашней механической работы и отсутствие хороших мастеров едва было не обрекли новую машину на преждевременную смерть. Не будь Уатт сам своим первым и лучшим механиком, это легко могло бы случиться. Но об этом речь впереди.

Его мысль продолжала работать. “Когда в обоих сосудах образовалась уже пустота, или почти пустота, куда же девать впрыснутую и сгустившуюся воду и воздух, вошедший вместе с паром и водою? Мне представлялись возможными два ответа: или снабдить второй сосуд трубкой в 34 фута высотой, по которой вода могла бы стекать независимо от атмосферного давления,[4] или же заменить эту трубку водяной и воздушной помпами, которые автоматически выкачивали бы и воздух, и воду из второго сосуда, как только пар сгустился. Дальше, в машине Ньюкомена, чтобы пар и воздух не пропускались поршнем, на него наливался слой воды. При новом принципе это становилось невозможным, потому что всякая капля воды, случайно проникшая под поршень, обратилась бы в пустоте в пар и тем уничтожила бы пустоту. Кроме того, при опускании поршня внутрь открытого цилиндра холодный воздух должен был также входить в него и охлаждать его стенки, нарушая тем самым основное требование температуры в цилиндре. Для устранения обоих этих неудобств явилось предположение – закрыть верхний конец цилиндра герметической крышкой (с отверстием и добавочной коробкой для прохода поршневого стержня) и провести пар не только в пространство под поршнем, но и над поршнем, совершенно устранив таким образом действие в новой машине атмосферного давления на поршень”.

Теперь паровая машина в первый раз становилась действительно паровою, а не паро-воздушной, как прежде. Наконец для устранения последней возможной причины траты тепла – через охлаждение наружных стенок цилиндра окружающим воздухом, – было предложено окружить его другим (наружным) цилиндром из дерева или иного слабо проводящего тепло материала, а пространство между обоими цилиндрами наполнить паром.

Таким образом все главные частности легко и просто разрешались и для нового принципа открывался полный простор.

“Раз эта идея о сгущении пара в отдельном сосуде, – пишет сам Уатт, – явилась, все другие улучшения быстро последовали за нею как необходимые выводы; в течение двух или трех дней изобретение было готово в моем уме, и я тотчас же принялся за его практическое осуществление”.

Сначала он устроил небольшую модель, при помощи которой проверил свой принцип. Замечательно, что, по словам изобретателя, ни одна из его позднейших, гораздо более сложных и лучше сделанных машин, не работала так хорошо и не воплощала его идеи так совершенно, как эта наскоро сработанная небольшая модель.

Сейчас же после этой проверки было приступлено им к постройке большой модели, и опыты, не оставлявшие сомнения в выгоде изобретения, с успехом повторены.

“В 1768 году я подал, – говорит Уатт, – прошение о выдаче привилегии на способы уменьшения потребления пара, и вследствие того – топлива, в огневых машинах, которая (привилегия) и была выдана мне в январе 1769 года”.

В этой привилегии заключаются только те части изобретения, которые были выработаны к тому времени. Но многие из них были сделаны позднее и включены в позднейшие патенты или остались незапатентованными и, как он сам говорит в другой заметке, послужили в ущерб его изобретению к улучшению старой Ньюкоменовской машины.