Наука Плоского Мира III: Часы Дарвина

Кулинарный аспект не имеет отношения к нашей истории, однако один технологический момент заслуживает внимания. Чтобы избежать взрыва Папен добавил предохранительный клапан, важную особенность которую в шестидесятые годы скопировал вариант для домашнего использования и очень важное изобретение поскольку общение с паровыми двигателями было опасным даже в лучшие времена. Возможно идея появилась раньше, но именно Папен прославился тем, что впервые использовал её для контроля давления пара. В 1687 году он переехал в Марбургский университет, где изобрёл первый механический паровой двигатель и первый поршневой двигатель. На протяжении всей своей карьеры он проводил бесчисленные эксперименты со связанными с паром приборами и ввел множество важных усовершенствований.

Страсти по паровым двигателям продолжали накаляться. Сэйвери, который так же обучался математике, довёл их до кипения. В 1698 году он запатентовал первый паровой насос, который действительно использовался для откачки воды из шахт, в частности в глубоких шахтах Корнуэлла. Он послал рабочую модель в Королевское Общество, а позже показал модель «пожарной установки», как по ошибке назвали механизм, Уильяму III. Король пожаловал ему патент: «грант Томасу Сэйвери на единоличное использование изобретённого им устройства для подачи воды и возможного осуществления всех видов мельничных работ путём великой силы огня, которое принесёт большую пользу в осушении шахт, снабжения города водой и выполнения всех видов мельничных работ, если при них не используется сила воды или постоянного ветра; сроком на 14 лет, с обычными оговорками.»

Витающая в воздухе идея была уже на горами. Решающим моментом было то, что Сэйвери был прирождённым бизнесменом. Он не ждал, когда мир сам постучится к нему: он рекламировал. Он давал лекции в Королевском обществе, и некоторые их них были опубликованы. Он распространял буклеты среди управляющих и владельцев шахт. И смыслом продажи, конечно была выгода. Если вы откроете дополнительные уровни в своей шахте, то сможете добыть больше полезных ископаемых, и таким образом заработать больше денег в той же самой шахте.

Потребовалось ещё два важных шага и 125 лет чтобы полностью оформилось то, что Торстон называет «современным» паровым двигателем. Первым был переход от специализированных, узконаправленных механизмов к многоцелевым. Вторым было увеличение КПД двигателя.

Переход к многоцелевым паровым двигателям был осуществлён Томасом Ньюкоменом, кузнецом по профессии, который представил совершенно новый вид двигателя — «атмосферный паровой двигатель». Предыдущие двигатели были эффективным сочетанием в одном аппарате паровых поршней и насоса. Ньюкомен разделил эти компоненты и добавил отдельный котёл и конденсатор в качестве компенсации. Поршень двигался вверх-вниз подобно кивающему головой ослику, тем самым двигая трос, который мог быть соединён. со всем чем угодно. Ещё один инженер, которого следует здесь упомянуть, это Джон Смитон, который масштабировал устройство Ньюкомена до более крупных размеров.

И вот наконец, мы и добрались до Джеймса Уатта. Какой бы славы он не заслужил, ясно что его слава зиждиться на плечах множества атлантов. Даже если он и смог бы изобрести паровой двигатель сам, но всё дело в том, что он этого не делал. Его дед был математиком (похоже что в истории развития парового двигателя было много математиков) и Уатт унаследовал его способности. Он проводил множество экспериментов и делал количественные измерения, что само по себе было относительно новой идеей. Он выяснил, как тепло передается через различные детали двигателя и сколько потребуется угля, чтобы вскипятить заданной количество воды. И он понял, что ключ к увеличению эффективности лежит в контроле над ненужными потерями тепла. Больше всего потерь происходило в цилиндре, в котором двигает поршень, температура которого постоянно меняется. Уатт понял, что температура цилиндра должна равняться температуре входящего в него пара — но как можно такого добиться? Ответ на который он случайна наткнулся был прост и изящен: Я собрался на прогулку в погожий субботний день. Я дошёл до конца Шерлот-стрит и прошёл мимо старой прачечной. В этот момент я думал над машиной и подошёл к дому пастуха, когда у меня возникла мысль о том, что поскольку пар является упругим телом, то он стремится заполнить вакуум, и если сделать соединение между цилиндром и устройством выхлопа, то он будет стремится в него и где сможет конденсироваться, не остужая цилиндр. Не успел я дойти до Гольфхауза, как у меня уже сложилось полное представление.