Механический динозавр – паровоз, имеет достаточно сил, чтобы развить скорость до 100 миль в час, и для этого ему нужны только вода и уголь. Но в наше время эти механические гиганты вымерли почти во всём мире. Они уже больше не катаются по железным дорогам, но память о них осталась в сердцах людей. Во многих городах они стоят на постаментах в виде памятников, которыми восхищаются туристы.
Для того, чтобы паровоз двигался, он был оснащён паровым двигателем. Создание его стало самой настоящей революцией XVIII – XIX веков. Паровые двигатели стоят в одном ряду с автомобилями, самолётами, телефонами, радио, телевидением, как гениальное изобретение в истории человечества. Паровозы – это настоящее чудо в машиностроении. Так как же они могут работать, выпуская весь этот дым и пар?
Для того, чтобы что-нибудь производить требуется энергия. Она нужна даже для того, чтобы кататься на велосипеде или скейтборде и многое другое. Большая часть энергии, которой мы пользуемся в наши дни, производится из нефтепродуктов. Но так было не всегда. До XX века самым распространённым топливом в мире был уголь. При помощи него двигались паровозы и корабли, а также некоторые первые самолёты, паровой двигатель для которых изобрёл американец Сэмюэль П. Лэнгли, являющийся конкурентом братьев Райт.
Так как же появился паровой двигатель? Он является машиной, сжигающей уголь, для выделения тепловой энергии. Это напоминает огромный самовар, под которым сжигается уголь. От этого закипает вода, и появляется пар. Но этот пар не улетает в небо, как у самовара, а собирается, а затем применяется для работы машины.
Паровой двигатель состоит из четырёх частей: водяного котла, угольной топки, специального поршня и цилиндра, как у велосипедного насоса, и крепежа к поршню. В топке сгорает уголь, нагревающий воду в котле. От кипящей воды выделяется пар, который движется по трубопроводу в цилиндр. Внутри него начинает двигаться поршень то вперёд, то назад. Такое его движение называется возвратно поступательным. Оно нужно для привода. Этот весь механизм прикрепляется к поршню, который может быть где угодно: в заводской машине, водяном насосе, паровозе. Это очень примитивное описание парового двигателя. Конечно же в нём имеется большое количество различных деталей.
Сейчас вы увидите краткую историю парового двигателя. В I веке в Александрии была продемонстрирована вращающаяся сфера на парах. Её назвали эолипилом. Имя мастера – Герон. Это было настоящим чудом. Гораздо позднее, уже в XVI веке, архитектором Джованни Бранкой была использована паровая струя, чтобы привести во вращение лопасти маленького колеса. Это стало преддверием появления паровой турбины, которую разработал сэр Чарльз Парсонс в 1884 году.
В XVII веке голландским физиком Христианом Гюйгенсом был создан первый поршневой двигатель. В нём использовался простой цилиндр и поршень, которые приводил в движение взрывающийся порох. Но его помощник, Дени Папен, считал, что паром будет лучше заставить работать цилиндр и поршень.
В конце XVII века Томас Савери изобрёл водяной насос, работающий от пара. Этому механизму дали название «Шахтёрский друг». Паровой насос Савери был предназначен для откачки воды их шахт. В 1712 году Томасом Ньюкменом была придумана ещё более успешная конструкция парового насоса, чем у Савери. А ещё позднее, в XVIII веке, инженер из Шотландии Джеймс Уатт изобрёл более интересный способ получения паровой энергии. Он усовершенствовал насос Ньюкомена, изменив конструкцию двигателя. В нём было более широкое распространение пара. В конце этого же века английским горным инженером Ричардом Тревитиком была проработана новая версия двигателя Уатта. В новом двигателе использовались пары высокого давления. Это стало преддверием изобретения паровоза. В 1770 году французский военный Николя-Жозеф Кюньо изобретает трёхколёсный трактор с паровым двигателем.
В 1803 году появился на свет двигатель, в котором использовалось несколько цилиндров. Его изобретателем стал Артур Вульф. А ещё через год в Америке Оливером Эвансом был изобретён первый автомобиль, работающий на пару. Этим инженером было построено более 50 моделей таких автомобилей и других механизмов. В 1807 году по реке Гудзон отправился в плавание первый пароход. Его изобретателем стал Роберт Фултон. А уже в 1818 году появился корабль, который смог пересечь Атлантический океан за 27 дней. Его путь был от Нью-Йорка до Ливерпуля.
В 1825 году была построена первая в мире паровая железная дорога. Создателем её стал Джордж Стефенсон. Она была проложена между Стоктоном и Дарлингтоном. Сначала по ней перевозили только грузы. Пассажиры путешествовали в конных экипажах. Впервые паровую энергию для перевозки людей стали использовать Ливерпуль и Манчестерская железная дорога в 30-х годах XIX века. В России в 1833 и 1835 годах были построены первые паровозы. Их создателями являются отец и сын Черепановы. Масса их паровозов составляла около двух с половиной тонн. Для топки Черепановы использовали дрова.
В 1882 году в Нью-Йорке впервые появляется электростанция, которую изобрёл Томас Эдисон. В ней использовались высокоскоростные паровые двигатели, которые питали генераторы. А через два года Чарльзом Парсонсом была разработана паровая турбина для высокоскоростной лодки.
Но в наши дни паровые двигатели стали неэффективны. В них огонь, выделяющий энергию, отделён от цилиндра, превращающего энергию тепла в механическую. Это были двигатели внешнего сгорания, приводящие в движение различные механизмы. Их вытеснили более компактные и эффективные бензиновые двигатели и электричество. Таким образом паровозы и другие паровые машины исчезли из нашей жизни.
Похожие записи:
Кто и когда изобрел первый в мире паровой двигатель – история создания
Кто и когда открыл явление или закон электромагнитной индукции – история
История происхождения дрожжей, кто открыл и когда появились в России и мире
Кто и в каком году открыл рентгеновские лучи, история изобретения аппарата
Биография Марко Поло, что он открыл и когда нашел путь в Восточную Азию
Когда в мире появилась соль и кто ее открыл, история возникновения
Кто открыл огонь и когда он появился у людей, история изобретения
Прозорливость танкового конструктора Котина