Джеймс Уатт. Его жизнь и научно-практическая деятельность

Необходимо заметить, что по истечении срока патента производство паровых машин в “Зоо” начало приносить не меньшие, а гораздо большие барыши. В стране, конечно, появилось много новых механических заводов, и цена машин уменьшилась, но зато предсказания старика Болтона сбылись с замечательною точностью: образцовый завод “Зоо” с его избранным персоналом сравнительно хорошо оплачиваемых рабочих и с лучшими машинами еще долго не находил себе ни одного достойного соперника и при свободной конкуренции мог извлекать из производства паровых двигателей большие барыши, чем при исключительном покровительстве закона. Производство при этом, конечно, сильно разрослось.

Разумеется, в 1800 году паровая машина была уже совсем не тем механизмом, каким она была патентована в 1769 году. С тех пор улучшения следовали за улучшениями, механизм во многом изменился, а способы приложения его расширились. Особенно много дополнений к ней было сделано Уаттом между 1775 и 1785 годами. В это десятилетие его талант вместе с сорокалетним возрастом достиг полной зрелости и выразился с такой замечательной энергией и настойчивостью, как никогда прежде. Несмотря на то, что это был самый трудовой период его жизни в Корнуэле, изобретения одно важнее и оригинальнее другого рождались в его голове как бы наперекор всем окружающим обстоятельствам и внешним условиям.

За это время им было взято пять различных привилегий и сделано несколько важных изобретений, которые он часто совсем не считал нужным патентовать. Из этих пяти привилегий некоторые совершенно новые, а другие взяты на прежде сделанные изобретения во избежание присвоения их кем-нибудь другим. “Тогда, – писал Уатт, – настали такие времена, что люди могли, по-видимому, читать в голове изобретателя мысли, которых он еще не успел и высказать”.

1) уже с самого начала своих работ над паровой машиной он обратил внимание на то обстоятельство, что в будущем она должна служить источником не только прямолинейного, но и кругового движения. Первая мысль построить коловратную машину или паровое колесо явилась у него еще в 1766 году при самом начале его опытов в “Кинниле”. Впрочем, тогдашние его опыты ни к чему не привели и, быть может, даже замедляли успех его работ над прямолинейной машиной – его внимание раздваивалось. Один из таких механизмов был даже включен в патент 1769 года. Но когда прямолинейная машина была окончательно создана в “Зоо” и начала находить употребление в рудниках, в копях, на пивоваренных и других заводах, явился спрос на приложение пара к другим родам движения в иных производствах, например, мукомольном, которое давно уже нуждалось в таком двигателе, который не зависел бы от перемен погоды, времени года, животной силы и тому подобных изменчивых условий.

После нескольких попыток выработать паровое колесо, то есть особую коловратную паровую машину без холодильника, Уатт пришел к заключению, что прямолинейное движение гораздо легче превратить в круговое, чем строить для этого последнего особый механизм.

Результатом этой мысли явились пять различных способов превращения прямолинейного движения в круговое, описанных в его второй привилегии 1781 года, относящейся к паровой машине.

2) В 1782 году последовала третья привилегия под общим названием – “Некоторые усовершенствования в паровых или огневых машинах для поднятия воды и других механических целей”. В действительности в этот патент входят пять совершенно независимых усовершенствований, сделанных в разное время с тех пор, как Уатт начал работать над паровой машиной.

Это было, во-первых, употребление пара с расширением, отсекавшегося прежде наполнения им всего цилиндра. Первая мысль об этом явилась у Уатта еще в 1767 году. Он тогда же еще нашел, что при отсекании пара, то есть при закрывании клапана паровой трубы от паровика к цилиндру на четверти хода поршня, получается действие, равное более чем от двойного количества пара, если он наполняет вдвое меньший цилиндр. Такова сила упругости пара; расширяясь и разрежаясь, он продолжает давить на поршень и двигать его. Уатт нашел, что, давая таким образом пару расширяться, можно чувствительно экономить топливо.