Предчувствия и свершения. Книга 2. Призраки

В 1763 году унтершихтмейстер Колывано-Воскресенских заводов Иван Ползунов начал работать над созданием огне-действующей машины для привода воздуходувок железоделательных печей. В отличие от машины Ньюкомена новая машина имела два цилиндра, поршни которых были связаны между собой. Поэтому она действовала непрерывно и быстро, не теряя, как машина Ньюкомена, большую часть времени на медленный подъем поршня подаваемым под него паром. Она имела автоматическое паро— и водораспределение, большинство ее деталей было изготовлено из металла, а не из дерева, как это делали раньше, К сожалению, тяжелый труд подорвал здоровье изобретателя. Он скончался от чахотки. У него не осталось продолжателей. Его машина проработала совсем недолго. Ни машина Ньюкомена, ни машина Ползунова не являются паровыми машинами в полном смысле этого слова. Они, по существу, предки паровых машин. Они действовали при помощи пара, но работу в них совершал не пар, а давление воздуха.

В чем же заключалась роль пара в машине Ползунова? Пар заполнял пространство под поднимающимся поршнем, а когда в конце хода поршня туда впрыскивалось немного воды, пар конденсировался, под поршнем возникало разрежение, и давление воздуха с силой опускало поршень. Сколь велика эта сила, показал еще Герике — 24 лошади не могли разорвать его полушария.

Так, обогнав паровую машину, забытую сразу же после смерти Уорчестера, вырвалась вперед и дошла до практического применения паро-воздушная машина, в которой реализовались исследования Торричелли, Паскаля и Бойля, впечатляющие опыты Герике.

Создателем современной паровой машины стал Джеймс Уатт, основная деятельность которого развернулась после безвременной смерти Ползунова. Успех, сопутствовавший Уатту, объясняется не только его личными достоинствами, но и тем, что его работы совпали по времени с промышленной революцией, начавшейся в Англии во второй половине XVIII века.

Промышленную революцию иногда отождествляют с изобретением и применением паровой машины. Но Карл Маркс отметил, что главное в этой революции — не изобретение источника энергии, а изобретение ряда исполнительных машин, резко увеличивших производительность труда рабочего. Эти машины — прядильные и ткацкие, а затем и металлообрабатывающие — могли работать и с водяными двигателями. Роль паровой машины состояла в том, что она оторвала промышленность от рек, дала возможность создавать предприятия всюду, где имелись рабочие руки.

Уатт работал не только в благоприятное время, но в удачном окружении. Юношей он отправился из родной Шотландии в Лондон, чтобы обучиться инструментальному мастерству. По слабости здоровья ему пришлось вернуться на родину и начать работать в Глазго. Здесь, в университете, он выполнял обязанности механика и лаборанта.

Если читателю доведется побывать в городе Глазго и он посетит величественный, благородной архитектуры университет, пусть задержится у въездных ворот. Они стоят внимания. Издали железное кружево их фактуры кажется абстрактно-ажурным. Вблизи различаешь: металлическая вязь — имена людей, прославивших Глазго. Среди других — имя механика и лаборанта Уатта.

Уатт изучил три языка и много читал. Известно, что он прочел книгу Дезагюлье и Белизара о паровых машинах. Принимал участие в знаменитых опытах Кэвендиша и Пристли по анализу воды, измерял для Блэка теплоту испарения водяного пара (что позволило Блэку создать учение о скрытой теплоте). Сам Уатт составил таблицу упругости водяного пара. Когда в 1764 году Уатту принесли для ремонта модель машины Ньюкомена, он уже был отлично подготовлен к этой задаче. Уатт устранил недостатки модели, и она заработала. Все это было несомненно более реальным фундаментом для создания паровой машины, чем материнский чайник.

Сопоставив принцип работы машины Ньюкомена со своими исследованиями испарения воды и свойств водяного пара, Уатт сразу обнаружил основной порок машины — бесполезную потерю тепла пара. Энергия топлива тратится на испарение воды, а пар, по существу, не работает. Нужно отказаться от использования атмосферного давления и от конденсации пара в цилиндре. Машина должна работать на основе рекомендаций науки.

Пусть цилиндр постоянно остается горячим и в цилиндре работает расширяющийся пар. Конденсация пара должна происходить вне цилиндра. Это вспомогательный процесс, не создающий работы. Ведь в машине Ньюкомена работу создает не конденсирующийся пар, а внешний воздух.