Владимир Никольский - Железный конь

Машина Уатта.По-настоящему паровая машина стала работать лишь после тех улучшений и изобретений, которые сделал в конце 18-го века, лет полтораста тому назад, англичанин Джемс Уатт.

Родился он в Шотландии, стране соседней с Англией, и еще ребенком проявил любознательность и сметливость. Часто вместо того, чтобы бегать и играть с товарищами, он по целым часам рисовал что-нибудь на песке да раздумывал над нарисованным.

Когда Уатт был еще юношей, попалась ему как-то в руки испорченная игрушка, — модель паровой машины Ньюкомена. Уатт быстро сообразил, в чем заключалась поломка, исправил ее и тут же стал задумываться над вопросами: нельзя ли охлаждение пара производить не в самом цилиндре, а в отдельном сосуде? Не лучше ли будет, если заставить сжатый пар действовать на обе стороны поршня, а не на одну, как делалось до него в прежних машинах? Затем, нельзя ли поршень заставить вертеть колесо? Тогда паровую машину можно было бы приспособить к какой угодно работе на любой фабрике.

Уатт придумал еще множество других усовершенствований, благодаря которым его машина стала работать гораздо лучше прежних.

Немало трудностей и неприятностей пришлось испытать молодому изобретателю, да к тому еще небогатому, пока наконец ему не удалось найти людей, которые поверили в его дело и дали ему денег на постройку машины. Лет двадцать работал Уатт над своим детищем, но зато к 1780 году он мог с гордостью сказать, что его машина во много раз превзошла все другие, прежде появившиеся паровые машины.

Первые оценили машину Уатта владельцы угольный копей, которым она облегчила и удешевила откачку воды из копей. Затем машина Уатта быстро нашла себе применение на фабриках и заводах. Раньше заводы чаще всего устраивались около рек, — там, где можно было поставить водяные колеса, приводившие в движение разные заводские станки и машины. Машину Уатта можно было устанавливать где угодно и делать ее какой угодно величины. Работать она может круглый год, — только знай вози уголь и воду.

Машина Уатта сильно помогла росту мировой промышленности. Во всех странах сотнями начали строиться новые промышленные предприятия (фабрики и заводы), многие товары стали дешеветь и сделались более доступными для небогатых людей. Уатт еще при жизни увидел торжество своего дела. Его машина победила не только на суше, — в начале прошлого столетия она дала двигательную силу для парохода, а немного времени спустя стала на колеса и сделалась первым паровозом. Умер Уатт в 1819 году, 83 лет от роду.

Машина Ползунова.Говоря об Уатте, справедливо будет назвать еще и другое, родное нам имя — Ив. Ив. Ползунова, простого механика-самоучки, вышедшего из крестьян. Жил он в царствование Екатерины второй и занимал скромное место горного механика Барнаульского завода на Урале. Попалась ему как-то книжка с описанием старой паровой машины Ньюкомена и натолкнула его на мысль придумать машину получше да посильнее. Было это лет за десять до того, как Уатт начал работать над этим же самым вопросом.

Задумать-то легко, а каково выполнить, — без денег, без поддержки, сидя в глухом углу на краю света! Уатт мог поговорить и посоветоваться со сведущими людьми, выбрать нужный ему материал, собрать денег, — Ползунову же пришлось сколачивать копейку из своего скудного жалованья, просить, подвергаться насмешкам. Все-таки он справился со всеми препятствиями и построил свою замечательную машину, во многом схожую с машиной Уатта. Машина эта долгое время работала, раздувая мехи у плавильной печи и вызывая удивление окружающих. Дали за нее Ползунову награду, да только поздно: в 1766 году Ползунов умер от чахотки, надорвавшись в работе. Машина его была скоро заброшена и только много лет спустя была найдена вновь, чтобы рассказать нам о Ползунове, — о русском гениальном предшественнике Уатта.

Раньше, во время Уатта, котел, где нагревалась вода, состоял из большого железного чана, закрытого со всех сторон. Потом стали котел делать в роде длинного железного барабана, а для того, чтобы вода в нем скорее закипала, устраивали — в нем одну или несколько железных труб, через которые шел огонь и дым. Для того, чтобы котел не мог разорваться, когда пара в нем скопится слишком много, ставится придуманный Папином предохранительный клапан с грузом. Клапан этот, как только давление пара сделается очень велико, сам собою подымается и выпускает лишний пар наружу. Котел всегда должен иметь в себе достаточно воды, но огонь не должен касаться стенок котла, непокрытых водою, — иначе стенка раскалится, сделается мягкой, выпучится и котел может лопнуть. Чтобы этого не случилось, сбоку котла приделывают небольшую прочную стеклянную трубку, от концов которой идут железные трубки в котел. Трубка эта называется водомерной, и по ней кочегар видит, на каком уровне стоит вода котла. Когда вода опустится ниже, чем надо, кочегар открывает кран и накачивает в котел свежую воду. Без этих предосторожностей котлы были бы очень опасны, — бывали случаи, когда, благодаря недосмотру или плохому качеству, котлы взрывались, убивая десятки рабочих и разнося в куски окружающие строения.

Из котла пар идет в цилиндр паровой машины. На рисунке 1 видно его устройство. Раньше мы уже говорили об этой части паровой машины. На рисунке цилиндр изображен так, как-будто мы его разрезали вдоль и сняли одну половинку, чтобы лучше видеть его устройство.

Сбоку цилиндра видна «золотниковая коробка» 2, с паровой трубкой, обозначенной цифрой 1. Золотник 15 здесь стоит в левом положении, и пар поступает по особому каналу 4 из золотниковой коробки в правую часть цилиндра, под поршень 5, толкая его влево. Теперь, чтобы заставить поршень пойти вправо, надо золотник передвинуть вправо. Тогда пар пойдет по каналу 6 в левую часть цилиндра и станет давить на поршень вправо. Куда денется тогда пар из другой части цилиндра? Отработавшему пару дорога — через каналы 6 и 4 под золотник и в отводную трубу, начало которой показано цифрой 7. В паровой машине золотник особой тягой соединен с главным валом и движется сам собой, открывая то один, то другой канал для впуска и выпуска пара.

Теперь посмотрим, как паровая машина вертит колесо. На рисунке 1 видно, что поршень соединен со штоком, — крепким круглым бруском, который пропущен через отверстие в крышке цилиндра. На рисунке этот шток, обозначенный цифрой 8, соединен шарниром 9 с другим стержнем, или, как его называют, шатуном 10, а этот шатун — посредством другого шарнира 11 — с кривошипом 12, прочно насаженным на конец вала 13. А все вместе напоминает руку, вертящую колесо: шток — верхняя часть руки, шарнир — локоть, шатун с шарниром у кривошипа — конец руки с кулаком. Для того, чтобы машина работала ровнее, на валу насажено тяжелое маховое колесо 14. Есть в паровой машине еще немало и других хитрых и самодействующих приспособлений.