ההיסטוריה של מנוע הקיטור ויישומה

ההמצאה של מנועי קיטור הייתה נקודה מפנה בהיסטוריה של האנושות. אי שם במפנת המאות-XVIII XVII זה החל להחליף עבודת כפות יעילות, גלגלי מים וטחנות רוח על מנגנונים חדשים וייחודיים לחלוטין - מנועי קיטור. זה בזכות אותם התאפשרו מהפכה טכנולוגית ותעשייתית, לבין התקדמות האנושות כולה.

אבל מי המציא את מנוע הקיטור? לאנושות היא מחויבת? וכאשר זה היה? כל השאלות האלה ואנחנו מנסים למצוא תשובות.

לפני העידן שלנו

ההיסטוריה של מנוע הקיטור שתחילתה במאות הראשונה לפני הספירה. גירון Aleksandriysky תאר מנגנון אשר החל לעבוד רק כשזה השפיע זוגות. המכשיר הוא בלון, אשר נקבע זרבובית. מ חרירי בעקיפין החוצה קיטור, ובכך לגרום המנוע לסובב. זה היה המכשיר הראשון שפועל על קיטור.

היוצר של מנוע קיטור (או ליתר דיוק, טורבינה) - תקי אלדין (הפילוסוף הערבי, מהנדס ואסטרונום). ההמצאה שלו נודע ברבים דבר במצרים במאה השישה עשר. המנגנון הוסדר כדלקמן: זרימת הקיטור מופנית ישירות למנגנון עם סכינים, וכאשר עשן היתמר - כנפיים קטנות שיסתובבו. משהו דומה 1629 והציע המהנדס האיטלקי Dzhovanni ברנקה. החסרון העיקרי של המצאות אלה היה צריך גבוהות מדי של קיטור, ולצורך כך נדרש כמות עצומה של אנרגיה וזה לא היה מתאים. התפתחויות הושעו מאז הידע המדעי והטכנולוגי אז האנושות לא היה מספיק. בנוסף, הצורך המצאות כגון נעדר לחלוטין.

עיצוב

יצירת מנוע הקיטור לא הייתה אפשרית עד המאה XVII. אבל ברגע ברמת הרצועה של התפתחות אנושית המריאה, אז היו מקרים ו ההמצאה הראשונים. למרות ברצינות הם היו באותו זמן לא לקחתי. לדוגמא, בשנת 1663 המדען האנגלי שפורסם בעיתונות לעצב ההמצאה שלו, שאותו הציב את הטירה Raglan. המכשיר שלו משמש להעלאת מגדלי מים על הקירות. עם זאת, כמו כל חדש ולא מוכר, הפרויקט הזה התקבל עם ספק, ונותני חסות עבור התפתחותו לא הייתה.

ההיסטוריה של מנוע הקיטור מתחילה עם מכונת ההמצאה paroatmosfernoy. בשנת 1681, מדענים מן צרפתית דני פפן המציאו מכשיר משאבות מים הממכרים. ככוח המניע בפעם הראשונה השתמש האבקה, ולאחר מכן הוא הוחלף על ידי קיטור. אז יש paroatmosfernaya מכונה. תרומה עצומה השיפור שביצעה מדענים מאנגליה תומס Nyukomen ו תומאס סייוורי. יש לנו עזרה חשובה גם הממציא הרוסי אוטודידקט איוון Polzunov.

ניסיון כושל פאפן

Paroatmosfernaya מכונה, תוך רחוק מלהיות מושלם, משך תשומת לב מיוחדת בתחום בניית ספינות. ד Papin החיסכון האחרון שלהם בילה על רכישת סירה קטנה, אשר עוסקת בהתקנה של מכונות-הרמת מים paroatmosfernoy ייצור עצמו. מנגנון הפעולה היה נעוץ בעובדה כי, נפילת מגובה, המים מתחילים לסובב את הגלגל.

בדיקות ממציאו שנערכו 1707 על נהר פולדה. אנשים רבים התכנסו כדי לראות את הנס: קח את הסירה בנהר בלי מפרשי משוטים. עם זאת, במהלך הבדיקה אירעה תאונה: המנוע התפוצץ והרג כמה אנשים. הרשויות כועסות על ממציא המצער ואסרו עליו כל עבודה ופרויקטים. הספינה הוחרמה ונהרסה פאפן עצמו נפטר כעבור כמה שנים.

שגיאה

האניה פאפן היה העיקרון הבא. בתחתית הגליל היה צורך לשפוך כמות קטנה של מים. על ידי עצמו ממוקם גליל לצליה אשר שימש לחמם את הנוזל. כאשר החלו המים לרתוח, הקיטור נוצר, הארכה, מעלה בוכנה. מתוך החלל מעל הבוכנה דרך ציפה שסתומה במיוחד מאובזרת. לאחר שהמים החלו לרתוח אדים נפלו, היה צורך להסיר את המבער, לסגור את השסתום כדי להסיר את האוויר, וכן באמצעות מים קרים כדי לצנן את קיר הגליל. באמצעות זוגות פעולה כזו, שהיה בצילינדר, מרוכז, הוא נוצר תחת ואקום בוכנה ובלחץ אטמוספרי בשל הכוח של תשואות בוכנה למקום המקורי שלה. במהלך תנועתו כלפי מטה ולבצע עבודה שימושית. עם זאת, את יעילות קיטור מנוע Papin הייתה שלילית. מנוע ספינה היה בזבזן מאוד. והכי חשוב, זה היה מסובך מדי ולא נוח לשימוש. לכן, ההמצאה פאפן אין עתיד מההתחלה.

חסידיו

עם זאת, ההיסטוריה של מנוע הקיטור לא נגמר שם. בשלב הבא, יש לנו הרבה יותר מוצלחת ממה פאפן, פנה המדען האנגלי תומס Nyukomen. הוא כבר מזמן לומד את עבודותיהם של קודמיהם, התמקדות חולשת. והוא לקח את הטוב ביותר של יצירותיהם, נוצרו ב 1712 ועובדיו. מנוע הקיטור החדש (צילום מוצג) נבנה כדלקמן: גליל בשימוש הוא במצב אנכי, ואת הבוכנה. זה ניוקומן לקח מהעבודה פאפן. עם זאת, זוגות נוצרו בתוך סיר אחר. מסביב הבוכנה תוקנה עור נפרד, אשר גדל באופן משמעותי אטימות בתוך צילינדר הקיטור. יש paroatmosfernoy (מי עלה מהמכרה באמצעות לחץ אטמוספרי) גם מכונה זו. החסרון העיקרי של ההמצאה כבר שלה מסורבל ולא כלכלי: המכונה "אכל" כמות עצומה של פחם. עם זאת, זה יתרונות הביא משמעותי יותר מאשר המצאת Papin. לכן, הוא משמש כמעט חמישים שנה במערות ומוקשים. הוא שימש לשאיבת מי תהום, כמו גם עבור כלי רכב ייבוש. תומס Nyukomen ניסה להמיר את המכונית שלו כדי להיות מסוגל להשתמש בו כדי תנועה. עם זאת, כל הניסיונות שלו נכשלו.

המדען הבא, הכריזה על עצמה הפכה ד האל מאנגליה. בשנת 1736 הוא הציג את עולם ההמצאה שלו: מכונת paroatmosfernuyu, אשר כמנוע היו המדחפים. פיתוחה היה יותר מוצלח מזה של פאפן. מיד כמה כלי אלה יוצרו. הם משמשים בעיקר להובלת דוברות, ספינות וכלי שיט אחר. עם זאת, את האמינות של מכונת paroatmosfernoy חוסר אמינותה וספינות מצוידות המפרשים כנהג העיקרי.

למרות האל היה יותר מזל מאשר פאפן, ההמצאה שלו אבדה בהדרגה רלוונטית, והם דחו. יש עדיין מכונה paroatmosfernyh באותו הזמן היו ליקויים ספציפיים רבים.

ההיסטוריה של מנוע הקיטור ברוסיה

פריצת הדרך הבאה הגיעה האימפריה הרוסית. בשנת 1766, במפעל מתכות ברנאול מנוע הקיטור הראשון, אשר מסופק באוויר תנור התכה נוצר באמצעות מפוח מיוחד. זה הפך היוצר איוון איוונוביץ Polzunov, אשר עבור שירותיו לארצו אפילו והוענקה לו דרגת קצין. ממציא מוצגים ציורים הממונים עליו ותוכניות "המכונית באש" מסוגל להפעלת מפוח.

עם זאת, גורל שחק בדיחה אכזרית עם Polzunova: שבע שנים לאחר הטיוטה שלה אומצה, והמכונית מורכבת, הוא חל ומת צריכה - רק שבוע לפני הבדיקה החלה המנוע שלה. עם זאת, המסמך שלו היה מספיק כדי להניע את המנוע.

אז, 7 באוגוסט, מנוע קיטור Polzunova 1766 הושק תחת עומס. עם זאת, בחודש נובמבר באותה שנה, היא נשברה. סיבת הדוד להיות קירות דקים מדי, לא מיועדים לעומס. יתר על כן, ממציא כתב ההוראות שלו, כי מדובר רק במהלך הבדיקה ניתן להשתמש בסיר. ההפקה של הדוד החדש הייתה השתלמה בקלות, כי יעילות מנוע קיטור Polzunova הייתה חיובית. במהלך 1023 שעות של עבודה בעזרת כסף ריח יותר 14 קילו!

אבל למרות זאת, אף אחד לא לתקן את המנגנון לא. Steam מנוע Polzunova מעלה אבק במשך 15 שנים במחסן, בעוד תעשיית העולם אינה עומדת עדיין ופתחה. ואז לחלוטין פורק לחלקים. ככל הנראה, בשלב שרוסיה טרם גדלה מנועי הקיטור.

דרישות זמן

בינתיים, חיים על המקום לא לעמוד. והלא בני האדם לא חשבו על הזמן ליצור מנגנון לא לסמוך על טבע הקפריזי, ולקחת גורל מלא. מן המפרשים היינו רוצים לוותר בהקדם האפשרי. לכן, הקמת מנגנון קבוע עבור הקיטור נשארה תלויה באוויר. בשנת 1753 בפריז, הוא הועלה לדרגת תחרות בין אמנים, מדענים וממציאים. האקדמיה למדעים הודיעה על פרס לכל מי יכול ליצור מנגנון אשר יכול להחליף את הכוח של הרוח. אבל למרות העובדה כי השתתפה במוחם התחרות כגון L. אוילר, ד ברנולי, קנטון דה לקרואה והצעות הגיוניות אחרות לא יונפק אחד.

שנים חלפו. וזה המהפכה התעשייתית הייתה נחת יותר ויותר מדינות. בכורתה ומנהיגות בקרב המעצמות האחרות תמיד מוכית באנגליה. עד סוף המאה שמונה עשר, זה הפך היוצר של תעשייה בקנה מידה גדולה בבריטניה, ובכך זכה בתואר המונופולין בעולם בענף זה. סוגיית מונחה כוח כל יום הופך להיות יותר ויותר חשוב. ומנוע זה נוצר.

מנוע הקיטור הראשון בעולם

1784 היתה עבור בריטניה ואת העולם נקודת מפנה המהפכה התעשייתית. ומי שאחראי לכך היה מהנדס אנגלית Dzheyms Uatt. מנוע הקיטור, אשר ייסד, הפך תגלית הפרופיל הגבוה ביותר של המאה.

Dzheyms Uatt במשך מספר שנים למד את הציורים, את המבנה ועקרונות עבודה של מכונות paroatmosfernyh. וזה על בסיס כל זה, הוא הגיע למסקנה כי היעילות של המנוע יש צורך להשוות את הטמפרטורה של מי גליל הקיטור, אשר נכנס המנגנון. החסרון העיקרי paroatmosfernyh מכונה הוא הצורך המתמיד לקירור מים של הגליל. זה היה לא נוח ומתכלה.

מנוע הקיטור החדש נבנה אחר. לפיכך, הגליל היה חולצה מיוחדת של קיטור. לפיכך ואט מאובטח המדינה החמה הקבע שלו. ממציא יצר כלי מיוחד, טבל במים קרים (מעבה). הוא הצטרף צינור צילינדר. כאשר אדים שעוקבים אחריו בצילינדר דרך הצינור, ונפלו לתוך הקבל יש להמיר בחזרה למים. עבודה על שיפור של מכוניתו, ואט יצר ואקום ב המעבה. לפיכך, כל הקיטור, עובר מגליל, מרוכז בה. בזכות חדשנות זו מגדיל מאוד את הרחבת קיטור, אשר בתורו מאפשר לך לחלץ אותה כמות הקיטור הוא הרבה יותר אנרגיה. זו הייתה ההצלחה של הכתר.

נוצר על ידי מנוע הקיטור השתנה גם ועיקרון אספקת האוויר. עכשיו אדים נכנסו לראשונה מתחת הבוכנה, ובכך מרימים אותו, ולאחר מכן הולך מעל הבוכנה, הנמכה. לפיכך הן בשבץ ב הפלדה עובד המנגנון אפילו לא היה אפשרי בעבר. A צריכת פחם חד כוחות סוס הייתה ארבע פעמים פחות, בהתאמה, ב מכונה paroatmosfernyh, ולאחר מכן בקשה Dzheyms Uatt. מנוע קיטור מהר מאוד זכה בבריטניה הראשונה היטב, ולאחר מכן בעולם כולו.

"שרלוט Dundas"

אחרי העולם התרשם המצאה של ג'יימס ואט, החל השימוש הנרחב של מנועי קיטור. אז, ב 1802 בבריטניה יש הספינה הראשונה שלה לזוג - "שרלוט Dundas" סירה יוצרי השיטה מאמינים ויליאם סימינגטון. הסירה שמשה הגרירה של אסדות ידי ערוץ. תפקידיו של המדחף על הספינה שחקו מְשׁוֹטָה רכוב על חמור הסבר. סירת הפעם הראשונה נוסתה בהצלחה: שתי דוברות ענקיות גרר 18 קילומטרים שש שעות. במקביל זה הפריע מאוד עם הרוח הנגדית. אבל הוא הצליח.

ובכל זאת, זה הונח על הבדיחה, כי הם פחדו שבגלל הגלים החזקים, אשר נוצרו תחת מְשׁוֹטָה, בנקי תעלה יהיו מטושטשים. אגב, "שרלוט," אנשים בודקים השתתפו, אשר כל העולם נחשב היוצר של הספינה הראשונה.

הספינה הראשונה בעולם

בונה ספינות אנגלית רוברט פולטון עם בצעירותו, חלם ספינה עם מנוע קיטור. ועכשיו החלום שלו הפך ריאלי. לאחר המצאת מנועי הקיטור הפכה תנופה חדשה בניית ספינות. יחד עם שליחו של אמריקה ר ליווינגסטון, שהשתלט על הצד הפיננסי של הנושא, פולטון לקח את הטיוטה של הספינה עם מנוע קיטור. זה היה המצאה מסובכת מבוססת על הרעיון של הנעה משוט. לדברי דפנות האונייה נמשכו בכמה מטקות, מדמה מגוונת של כיף. במקרה זה, מטקות ואז להפריע זה לזה ושבר. היום, אפשר לומר בקלות כי אותה השפעה יכולה להיות מושגת אם כל שלושה או ארבעה משוטים. אבל מנקודת המבט של מדע וטכנולוגיה בזמנו אי אפשר היה לראות. לכן, בוני ספינות היו הרבה יותר מסובך.

בשנת 1803, ההמצאה של פולטון הוצגה ברחבי העולם. האונייה נשאה לאט ובאופן שווה על הסיין, מוחות מדהימים דמיונם של רבי מדענים ואישיים של פריז. עם זאת, הממשלה של נפוליאון דחתה את הפרויקט, ואת בוני ספינות רגיז נאלצו לחפש את מזלו באמריקה.

ובאוגוסט 1807 הספינה הראשונה בעולם בשם "קלרמונט" שבה מנוע הקיטור החזק ביותר היה מעורב (צילום מוצג), המשיך מפרץ הדסון. אנשים רבים פשוט לא מאמינים בהצלחה.

בשנת הטיסה הראשונה, "קלרמונט" הלך בלי מטען ולא נוסע. אף אחד לא רצה לצאת לטיול על סיפון הספינה-נשימת אש. אבל בדרך חזרה, היה הנוסע הראשון - חקלאי מקומי, ששילמו שישה דולרים עבור כרטיס. הוא הפך לראשונה בהיסטוריה של חברת ספנות נוסע. פולטון היה כל כך הרבה עבר כי הנועזים נתן נסיעות חינם לכל החיים על כל ההמצאות שלהם.