Паровые машины 19 века: Самые интересные паровые машины всех времен — Селектор: Селектор — Motor

Содержание

История создания паровой машины и ее применение. Паровые двигатели — от первой паровой машины до наших дней Из чего состоит паровая машина

Паровой машиной называется тепловой двигатель, в котором по­тенциальная энергия расширяющегося пара преобразуется в меха­ническую энергию, отдаваемую потребителю.

С принципом действия машины ознакомимся, воспользовавшись упрощенной схемой фиг. 1.

Внутри цилиндра 2 находится поршень 10, который может пере­мещаться вперед и назад под давлением пара; в цилиндре имеются четыре канала, которые могут открываться и закрываться. Два верх­них пароподводящих канала 1 и 3 соединены трубопроводом с паро­вым котлом, и через них в цилиндр может поступать свежий пар. Через два нижних капала 9 и 11 пар, уже совершивший работу, выпускается из цилиндра.

На схеме показан момент, когда каналы 1 и 9 открыты, каналы 3 и 11 закрыты. Поэтому свежий пар из котла по каналу 1 поступает в левую полость цилиндра и своим давлением перемещает поршень вправо; в это время отработавший пар по каналу 9 из правой полости цилиндра удаляется.

При крайнем правом положении поршня каналы 1 и 9 закрыты, а 3 для впуска свежего пара и 11 для выпуска отработавшего пара открыты, вследствие чего поршень переместится влево. При крайнем левом положении поршня открываются каналы 1 и 9 и закрываются каналы 3 и 11 и процесс повторяется. Таким образом, создается прямолинейное возвратно-поступательное движе­ние поршня.

Для преобразования этого движения во вращательное приме­няется так называемый кривошипно-шатунный механизм. Он состоит из поршневого штока- 4, соединенного одним концом с поршнем, а другим шарнирно, посредством ползуна (крейцкопфа) 5, скользящего между направляющими параллелями, с шатуном 6, который передает движение, на коренной вал 7 через его колено или кривошип 8.

Величина вращающего момента на коренном валу не является постоянной. В самом деле, силу

Р , направленную вдоль штока (фиг. 2), можно разложить на две составляющие: К , направленную вдоль шатуна, и N , перпендикулярную к плоскости направляющих параллелей. Сила N не оказывает никакого влияния на движение, а только прижимает ползун к направляющим параллелям. Сила К передается вдоль шатуна и действует на кривошип. Здесь ее опять можно разложить на две составляющие: силу Z , направленную по радиусу кривошипа и прижимающую вал к подшипникам, и силу Т , перпендикулярную к кривошипу и вызывающую вращение вала. Величина силы Т определится из рассмотрения треугольника AKZ. Так как угол ZAK = ? + ?, то

Т = К sin (? + ?).

Но из треугольника ОКР сила

K= P/ cos ?

поэтому

T= Psin ( ? + ?) /

cos ? ,

При работе машины за один оборот вала углы ? и ? и сила Р непрерывно меняются, а поэтому величина крутящей (тангенциаль­ной) силы Т также переменна. Чтобы создать равномерное вращение коренного вала в течение одного оборота, на него насаживают тяжелое колесо-маховик, за счет инерции которого поддерживается постоян­ная угловая скорость вращения вала. В те моменты, когда сила Т возрастает, она не может сразу же увеличить скорость вращения вала, пока не ускорится движение маховика, чего не происходит мгновенно, так как маховик обладает большой массой. В те моменты, когда работа, производимая крутящей силой Т , становится меньше работы сил сопротивления, создаваемых потребителем, маховик опять-таки в силу своей инерции не может сразу уменьшить свою ско­рость и, отдавая полученную при своем разгоне энергию, помогает поршню преодолевать нагрузку.

При крайних положениях поршня углы? + ? = 0, поэтому sin (? + ?) =0 и, следовательно, Т = 0. Так как вращающее уси­лие в этих положениях отсутствует, то, если машина была бы без маховика, сна должна была бы остановиться. Эти крайние положения поршня называются мертвыми положениями или мертвыми точками. Через них кривошип переходит также за счет инерции маховика.

При мертвых положениях поршень не доводится до соприкоснове­ния с крышками цилиндра, между поршнем и крышкой остается так называемое вредное пространство. В объем вредного прост­ранства включается также объем паровых каналов от органов парорас­пределения до цилиндра.

Ходом поршня S называется путь, проходимый поршнем при перемещении из одного крайнего положения в другое. Если расстояние от центра коренного вала до центра пальца кривошипа — радиус кривошипа — обозначить через R, то S = 2R.

Рабочим объемом цилиндра V h называется объем, описываемый поршнем.

Обычно паровые машины бывают двойного (двухстороннего) действия (см. фиг. 1). Иногда применяются машины односторон­него действия, в которых пар оказывает давление на поршень только со стороны крышки; другая сторона цилиндра в таких маши­нах остается открытой.

В зависимости от давления, с которым пар покидает цилиндр, машины разделяются на выхлопны е, если пар выходит в атмо­сферу, конденсационные, если пар выходит в конденсатор (холодильник, где поддерживается пониженное давление), и тепло фикационные, у которых отработавший в машине пар исполь­зуется для каких-либо целей (отопление, сушка и пр. )

Паровой двигатель

Сложность изготовления: ★★★★☆

Время изготовления: Один день

Подручные материалы: ████████░░ 80%

В этой статье я расскажу вам о том, как сделать паровой двигатель своими руками. Двигатель будет небольшой, однопоршневой с золотником. Мощности вполне хватит, чтобы вращать ротор небольшого генератора и использовать этот двигатель в качестве автономного источника электричества в походах.


  • Телескопическая антенна (можно снять со старого телевизора или радиоприёмника), диаметр самой толстой трубки должен составлять не менее 8 мм
  • Маленькая трубка для поршневой пары (магазин сантехники).
  • Медная проволока с диаметром около 1,5 мм (можно найти в катушке трансформатора или радиомагазине).
  • Болты, гайки, шурупы
  • Свинец (в рыболовном магазине или найти в старом автомобильном аккумуляторе). Он нужен, чтобы отлить маховик в форме. Я нашёл готовый маховик, но вам этот пункт может пригодиться.
  • Деревянные бруски.
  • Спицы для велосипедных колёс
  • Подставка (в моём случае из листа текстолита толщиной 5 мм, но подойдёт и фанера).
  • Деревянные бруски (куски досок)
  • Банка из под оливок
  • Трубка
  • Суперклей, холодная сварка, эпоксидная смола (стройрынок).
  • Наждак
  • Дрель
  • Паяльник
  • Ножовка

    Как сделать паровой двигатель

    Схема двигателя

    Цилиндр и золотниковая трубка.

    Отрезаем от антенны 3 куска:
    ? Первый кусок 38 мм длиной и 8 мм диаметром (сам цилиндр).
    ? Второй кусок длиной 30 мм и 4 мм диаметром.
    ? Третий длиной 6 мм и 4 мм диаметром.

    Возьмём трубку №2 и сделаем в ней отверстие диаметром 4 мм посередине. Возьмем трубку №3 и приклеим перпендикулярно трубке №2, после высыхания суперклея, замажем все холодной сваркой (например POXIPOL).

    Крепим круглую железную шайбу с отверстием посредине к куску №3 (диаметр — чуть больше трубки №1), после высыхания укрепляем холодной сваркой.

    Дополнительно покрываем все швы эпоксидной смолой для лучшей герметичности.

    Как сделать поршень с шатуном

    Берём болт (1) диаметром 7 мм и зажимаем его в тисках. Начинаем наматывать на него медную проволоку (2) примерно на 6 витков. Каждый виток промазываем суперклеем. Лишние концы болта спиливаем.

    Проволоку покрываем эпоксидкой. После высыхания, подгоняем поршень шкуркой под цилиндр так, чтобы он свободно там двигался, не пропуская воздух.

    Из листа алюминия делаем полоску длиной 4 мм и длиной 19 мм. Придаём ей форму буквы П (3).

    Сверлим на обоих концах отверстия (4) 2 мм диаметром, чтобы можно было засунуть кусочек спицы. Стороны П-образной детали должны быть 7х5х7 мм. Клеим её к поршню стороной, которая 5 мм.

    Шатун (5) делаем из велосипедной спицы. К обоим концам спицы приклеиваем на два маленьких кусочка трубок (6) от антенны диаметром и длиной по 3 мм. Расстояние между центрами шатуна составляет 50 мм. Далее шатун одним концом вставляем в П-образную деталь и шарнирно фиксируем спицей.

    Спицу с двух концов подклеиваем, чтобы не выпала.

    Шатун треугольника

    Шатун треугольника делается похожим способом, только с одной стороны будет кусок спицы, а с другой трубка. Длина шатуна 75 мм.

    Треугольник и золотник


    Из листа металла вырезаем треугольник и сверлим сверлим в нем 3 отверстия.
    Золотник. Длина поршня золотника составляет 3,5 мм, и он должен свободно перемещаться по трубке золотника. Длина штока зависит от размеров вашего маховика.

    Кривошип поршневой тяги должен быть 8 мм, а кривошип золотника — 4 мм.

  • Паровой котёл


    Паровым котлом будет служить банка из под оливок с запаянной крышкой. Также я впаял гайку, чтобы через неё можно было заливать воду и герметично закручивать болтом. Также припаял трубку к крышке.
    Вот фото:

    Фото двигателя в сборе

    Собираем двигатель на деревянной платформе, размещая каждый элемент на подпорке

    Видео работы парового двигателя



  • Версия 2. 0


    Косметическая доработка двигателя. Бак теперь имеет свою собственную деревянную площадку и блюдце для таблетки сухого горючего. Все детали покрашены в красивые цвета. Кстати в качестве источника тепла лучше всего использовать самодельную

Осмотр музейной экспозиции я пропущу и перейду сразу к машинному залу. Кому интересно, тот может найти полную версию поста у меня в жж. Машинный зал находится в этом здании:

29. Зайдя внутрь, у меня сперло дыхание от восторга — внутри зала была самая красивая паровая машина из всех, что мне доводилось видеть. Это был настоящий храм стимпанка — сакральное место для всех адептов эстетики паровой эры. Я был поражен увиденным и понял, что совершенно не зря заехал в этот городок и посетил этот музей.

30. Помимо огромной паровой машины, являющейся главным музейным объектом, тут также были представлены различные образцы паровых машин поменьше, а на многочисленных инфостендах рассказывалась история паровой техники. На этом снимке вы видите полностью функционирующую паровую машину, мощностью 12 л.с.

31. Рука для масштаба. Машина была создана в 1920 году.

32. Рядом с главным музейным экземпляром экспонируется компрессор 1940 года выпуска.

33. Этот компрессор в прошлом использовался в железнодорожных мастерских вокзала Вердау.

34. Ну а теперь рассмотрим детальней центральный экспонат музейной экспозиции — паровую 600-сильную машину 1899 года выпуска, которой и будет посвящена вторая половина этого поста.

35. Паровая машина является символом индустриальной революции, произошедшей в Европе в конце 18-го — начала 19-го века. Хотя первые образцы паровых машин создавались различными изобретателями еще в начале 18-го века, но все они были непригодны для промышленного использования так как обладали рядом недостатков. Массовое применение паровых машин в индустрии стало возможным лишь после того, как шотландский изобретатель Джеймс Уатт усовершенствовал механизм паровой машины, сделав ее легкой в управлении, безопасной и в пять раз мощней существовавших до этого образцов.

36. Джеймс Уатт запатентовал свое изобретение в 1775 году и уже в 1880-х годах его паровые машины начинают проникать на предприятия, став катализатором индустриальной революции. Произошло это прежде всего потому, что Джеймсу Уатту удалось создать механизм преобразования поступательного движения паровой машины во вращательное. Все существовавшие до этого паровые машины могли производить лишь поступательные движения и использоваться только лишь в качестве насосов. А изобретение Уатта уже могло вращать колесо мельницы или привод фабричных станков.

37. В 1800 году фирма Уатта и его компаньона Болтона произвела 496 паровых машин из которых лишь 164 использовались в качестве насосов. А уже в 1810 году в Англии насчитывалось 5 тысяч паровых машин, и это число в ближайшие 15 лет утроилось. В 1790 году между Филадельфией и Берлингтоном в США стала курсировать первая паровая лодка, перевозившая до тридцати пассажиров, а в 1804 году Ричард Тревинтик построил первый действующий паровой локомотив. Началась эра паровых машин, которая продлилась весь девятнадцатый век, а на железной дороге и первую половину двадцатого.

38. Это была краткая историческая справка, теперь вернемся к главному объекту музейной экспозиции. Паровая машина, которую вы видите на снимках, была произведена фирмой Zwikauer Maschinenfabrik AG в 1899 году и установлена в машинном зале прядильной фабрики «C.F.Schmelzer und Sohn». Паровая машина предназначалась для привода прядильных станков и в этой роли использовалась вплоть до 1941 года.

39. Шикарный шильдик. В то время индустриальная техника делалась с большим вниманием к эстетическому виду и стилю, была важна не только функциональность, но и красота, что отражено в каждой детали этой машины. В начале ХХ века некрасивую технику просто никто бы не купил.

40. Прядильная фабрика «C.F.Schmelzer und Sohn» была основана в 1820 году на месте теперешнего музея. Уже в 1841 году на фабрике была установлена первая паровая машина, мощностью 8 л. с. для привода прядильных машин, которая в 1899 году была заменена новой более мощной и современной.

41. Фабрика просуществовала до 1941 года, затем производство было остановлено в связи с началом войны. Все сорок два года машина использовалась по назначению, в качестве привода прядильных станков, а после окончания войны в 1945 — 1951 годы служила в качестве резервного источника электроэнергии, после чего была окончательно списана с баланса предприятия.

42. Как и многих ее собратьев, машину ждал бы распил, если бы не один фактор. Данная машина являлась первой паровой машиной Германии, которая получала пар по трубам от расположенной в отдалении котельной. Кроме того она обладала системой регулировки осей от фирмы PROELL. Благодаря этим факторам машина получила в 1959 году статус исторического памятника и стала музейной. К сожалению, все фабричные корпуса и корпус котельной были снесены в 1992 году. Этот машинный зал — единственное, что осталось от бывшей прядильной фабрики.

43. Волшебная эстетика паровой эры!

44. Шильдик на корпусе системы регулировки осей от фирмы PROELL. Система регулировала отсечку — количество пара, которое впускается в цилиндр. Больше отсечка — больше экономичность, но меньше мощность.

45. Приборы.

46. По своей конструкции данная машина является паровой машиной многократного расширения (или как их еще называют компаунд-машиной). В машинах этого типа пар последовательно расширяется в нескольких цилиндрах возрастающего объёма, переходя из цилиндра в цилиндр, что позволяет значительно повысить коэфициент полезного действия двигателя. Эта машина имеет три цилиндра: в центре кадра находится цилиндр высокого давления — именно в него подавался свежий пар из котельной, затем после цикла расширения, пар перепускался в цилиндр среднего давления, что расположен справа от цилиндра высокого давления.

47. Совершив работу, пар из цилиндра среднего давления перемещался в цилиндр низкого давления, который вы видите на этом снимке, после чего, совершив последнее расширение, выпускался наружу по отдельной трубе. Таким образом достигалось наиболее полное использование энергии пара.

48. Стационарная мощность этой установки составляла 400-450 л.с., максимальная 600 л.с.

49. Гаечный коюч для ремонта и обслуживания машины впечатляет размерами. Под ним канаты, при помощи которых вращательное движения передавалось с маховика машины на трансмиссию, соединенную с прядильными станками.

50. Безупречная эстетика Belle Époque в каждом винтике.

51. На этом снимке можно детально рассмотреть устройство машины. Расширяющийся в цилиндре пар передавал энергию на поршень, который в свою очередь осуществлял поступательное движение, передавая его на кривошипно-ползунный механизм, в котором оно трансформировалось во вращательное и передавалось на маховик и дальше на трансмиссию.

52. В прошлом с паровой машиной также был соединен генератор электрического тока, который тоже сохранился в прекрасном оригинальном состоянии.

53. В прошлом генератор находился на этом месте.

54. Механизм для передачи крутящего момента с маховика на генератор.

55. Сейчас на месте генератора установлен электродвигатель, при помощи которого несколько дней в году паровую машину приводят в движение на потеху публике. В музее каждый год проводятся «Дни пара» — мероприятие, объединяющее любителей и моделистов паровых машин. В эти дни паровая машина тоже приводится в движение.

56. Оригинальный генератор постоянного тока стоит теперь в сторонке. В прошлом он использовался для выработки электричества для освещения фабрики.

57. Произведен фирмой «Elektrotechnische & Maschinenfabrik Ernst Walther» в Вердау в 1899 году, если верить инфотабличке, но на оригинальном шильдике стоит год 1901.

58. Так как я был единственным посетителем музея в тот день, никто не мешал мне наслаждаться эстетикой этого места один-на-один c машиной. К тому же отсутствие людей способстовало получению хороших фотографий.

59. Теперь пару слов о трансмиссии. Как видно на этом снимке, поверхность маховика обладает 12 канавками для канатов, при помощи которых вращательное движение маховика передавалось дальше на элементы трансмиссии.

60. Трансмиссия, состоящая из колес различного диаметра, соединенных валами, распределяла вращательное движение на несколько этажей фабричного корпуса, на которых распологались прядильные станки, работающие от энергии, переданной при помощи трансмиссии от паровой машины.

61. Маховик с канавками для канатов крупным планом.

62. Тут хорошо видны элементы трансмиссии, при помощи которых крутящий момент передавался на вал, проходящий под землей и передающий вращательное движение в прилегающий к машинному залу корпус фабрики, в котором располагались станки.

63. К сожалению, фабричное здание не сохранилось и за дверью, что вела в соседний корпус, теперь лишь пустота.

64. Отдельно стоит отметить щит управления электрооборудованием, который сам по себе является произведением искусства.

65. Мраморная доска в красивой деревянной рамке с расположенной на ней рядами рычажков и предохранителей, роскошный фонарь, стильные приборы — Belle Époque во всей красе.

66. Два огромных предохранителя, расположенные между фонарем и приборами впечатляют.

67. Предохранители, рычажки, регуляторы — все оборудование эстетически привлекательно. Видно, что при создании этого щита о внешнем виде заботились далеко не в последнюю очередь.

68. Под каждым рычажком и предохранителем расположена «пуговка» с надписью, что этот рычажок включает/выключает.

69. Великолепие техники периода «прекрасной эпохи «.

70. В завершении рассказа вернемся к машине и насладимся восхитительной гармонией и эстетикой ее деталей.

71. Вентили управления отдельными узлами машины.

72. Капельные масленки, предназначенные для смазки движущихся узлов и агрегатов машины.

73. Этот прибор называется пресс-масленка. От движущейся части машины приводятся в движение червяки, перемещающие поршень масленки, а он нагнетает масло к трущимся поверхностям. После того, как поршень дойдет до мертвой точки, его вращением ручки поднимают назад и цикл повторяется.

74. До чего же красиво! Чистый восторг!

75. Цилиндры машины с колонками впускных клапанов.

76. Еще масленки.

77. Эстетика стимпанка в классическом виде.

78. Распределительный вал машины, регулирующий подачу пара в цилиндры.

79.

80.

81. Все это очень очень красиво! Я получил огромный заряд вдохновения и радостных эмоций во время посещения этого машинного зала.

82. Если вас вдруг судьба занесет в регион Цвикау, посетите обязательно этот музей, не пожалеете. Сайт музея и его координаты: 50°43″58″N 12°22″25″E

Изобретение паровых машин стало переломным моментом в истории человечества. Где-то на рубеже XVII-XVIII веков началась замена малоэффективного ручного труда, водяных колес и на совершенно новые и уникальные механизмы — паровые двигатели. Именно благодаря им стали возможны техническая и промышленная революции, да и весь прогресс человечества.

Но кто изобрел паровую машину? Кому человечество этим обязано? И когда это было? На все эти вопросы и постараемся найти ответы.

Еще до нашей эры

История создания паровой машины начинается еще в первых столетиях до нашей эры. Герон Александрийский описал механизм, который начинал работать только тогда, когда на него воздействовал пар. Устройство представляло собой шар, на котором были закреплены сопла. Из сопел по касательной выходил пар, тем самым заставляя двигатель вращаться. Это было первое устройство, которое работало на пару.

Создатель паровой машины (а точнее, турбины) — Таги-аль-Диноме (арабский философ, инженер и астроном). Его изобретение стало широко известно в Египте в XVI веке. Механизм был устроен следующим образом: потоки пара направляли прямо на механизм с лопастями, и когда дым валил — лопасти вращались. Нечто подобное в 1629 году предлагал и итальянский инженер Джованни Бранка. Главным недостатком всех этих изобретений был слишком большой расход пара, что в свою очередь требовало огромных затрат энергии и не было целесообразно. Разработки были приостановлены, так как тогдашних научных и технических знаний человечества было недостаточно. Кроме того, надобность в таких изобретениях напрочь отсутствовала.

Разработки

До XVII века создание паровой машины было невозможно. Но как только планка уровня развития человечества взлетела, тут же появились и первые экземпляры и изобретения. Хотя серьезно их никто на тот момент не воспринял. Так, например, в 1663 году английский ученый опубликовал в прессе проект своего изобретения, которое он установил в замке Реглан. Его устройство служило для того, чтобы поднимать воду на стены башен. Однако, как и все новое и неизведанное, данный проект был принят с сомнением, и спонсоров для его дальнейших разработок не нашлось.

История создания паровой машины начинается с изобретения пароатмосферной машины. В 1681 году ученый из Франции изобрел устройство, которое откачивало воду из шахт. В качестве движущей силы в первое время применялся порох, а затем его заменили на водяной пар. Так появилась пароатмосферная машина. Огромный вклад в ее усовершенствование внесли ученые из Англии Томас Ньюкомен и Томас Северен. Неоценимую помощь также оказал русский изобретатель-самоучка Иван Ползунов.

Неудавшаяся попытка Папена

Пароатмосферная машина, далекая в то время от совершенства, привлекла особое внимание в судостроительной области. Д. Папен свои последние сбережения потратил на приобретение небольшого судна, на котором занялся установкой водоподъемной пароатмосферной машины собственного производства. Механизм действия заключался в том, чтобы, падая с высоты, вода начинала вращать колеса.

Свои испытания изобретатель проводил в 1707 году на реке Фульде. Много народу собралось, чтобы посмотреть на чудо: двигающееся по реке судно без парусов и весел. Однако во время испытаний произошла катастрофа: взорвался двигатель и погибли несколько человек. Власти разозлились на неудачливого изобретателя и запретили ему какие-либо работы и проекты. Судно конфисковали и разрушили, а через несколько лет скончался и сам Папен.

Ошибка

У парохода Папена был следующий принцип работы. На дно цилиндра необходимо было залить небольшое количество воды. Под самим цилиндром располагалась жаровня, которая служила для нагревания жидкости. Когда вода начинала кипеть, образующийся пар, расширяясь, поднимал поршень. Из пространства над поршнем через специально оборудованный клапан выталкивался воздух. После того как вода закипала и начинал валить пар, необходимо было убрать жаровню, закрыть клапан, чтобы удалить воздух, и при помощи прохладной воды охладить стенки цилиндра. Благодаря таким действиям пар, находившийся в цилиндре, конденсировался, под поршнем образовывалось разрежение, и благодаря силе атмосферного давления поршень вновь возвращался на свое первоначальное место. Во время его движения вниз и совершалась полезная работа. Однако КПД паровой машины Папена был отрицательным. Двигатель парохода был крайне неэкономичен. А главное, он был слишком сложным и неудобным в эксплуатации. Поэтому изобретение Папена не имело будущего уже с самого начала.

Последователи

Однако история создания паровой машины на этом не закончилась. Следующим, уже гораздо более удачливым, чем Папен, оказался английский ученый Томас Ньюкомен. Он долго изучал работы своих предшественников, делая упор на слабые места. И взяв самое лучшее из их работ, создал в 1712 году свой аппарат. Новая паровая машина (фото представлено) была сконструирована следующим образом: использовались цилиндр, находившийся в вертикальном положении, а также поршень. Это Ньюкомен взял из работ Папена. Однако пар образовывался уже в другом котле. Вокруг поршня закреплялась цельная кожа, что значительно повышало герметичность внутри парового цилиндра. Данная машина также была пароатмосферной (вода поднималась из шахты при помощи атмосферного давления). Главными минусами изобретения были его громоздкость и неэкономичность: машина «съедала» огромное количество угля. Однако пользы она приносила значительно больше, чем изобретение Папена. Поэтому ее почти пятьдесят лет применяли в подземельях и шахтах. Ее использовали для откачивания грунтовых вод, а также для осушки кораблей. пытался преобразовать свою машину так, чтобы была возможность применять ее для движения транспорта. Однако все его попытки не увенчались успехом.

Следующим ученым, заявившим о себе, стал Д. Хулл из Англии. В 1736 году он представил миру свое изобретение: пароатмосферную машину, у которой в качестве движителя были лопастные колеса. Его разработка оказал более удачной, чем у Папена. Сразу же было выпущено несколько таких суден. В основном они использовались для того, чтобы буксировать баржи, корабли и другие суда. Однако надежность пароатмосферной машины не вызывала доверия, и суда оборудовали парусами как основным движителем.

И хотя Хуллу повезло больше, чем Папену, его изобретения постепенно потеряли актуальность, и от них отказались. Все-таки у пароатмосферных машин того времени было множество специфических недостатков.

История создания паровой машины в России

Следующий прорыв случился в Российской Империи. В 1766 году на металлургическом заводе в Барнауле была создана первая паровая машина, которая подавала в плавильные печи воздух при помощи специальных воздуходувных мехов. Создателем ее стал Иван Иванович Ползунов, которому за заслуги перед родиной даже дали офицерское звание. Изобретатель представил своему начальству чертежи и планы «огненной машины», способной приводить в действие воздуходувные мехи.

Однако судьба сыграла с Ползуновым злую шутку: через семь лет после того, как его проект был принят, а машина собрана, он заболел и умер от чахотки — всего за неделю до того, как начались испытания его двигателя. Однако его инструкций оказалось достаточно, чтобы завести двигатель.

Итак, 7 августа 1766 года паровая машина Ползунова была запущена и поставлена под нагрузку. Однако уже в ноябре того же года она сломалась. Причиной оказались слишком тонкие стенки котла, не предназначенного для нагрузки. Причем изобретатель в своих инструкциях писал, что этот котел можно использовать только во время испытаний. Изготовление нового котла легко бы окупилось, ведь КПД паровой машины Ползунова был положительный. За 1023 часа работы с ее помощью выплавили серебра 14 с лишним пудов!

Но несмотря на это, никто ремонтировать механизм не стал. Паровая машина Ползунова пылилась более 15 лет на складе, пока мир промышленности не стоял на месте и развивался. А потом и вовсе была разобрана на запчасти. Видимо, в тот момент Россия еще не доросла до паровых двигателей.

Требования времени

Между тем жизнь на месте не стояла. И человечество постоянно задумывалось над тем, чтобы создать механизм, позволяющий не зависеть от капризной природы, а самим управлять судьбой. От паруса все хотели отказаться как можно быстрее. Поэтому вопрос о создании парового механизма постоянно висел в воздухе. В 1753 году в Париже был выдвинут конкурс среди мастеров, ученых и изобретателей. Академия наук объявила награду тому, кто сможет создать механизм, способный заменить силу ветра. Но несмотря на то что в конкурсе участвовали такие умы, как Л. Эйлер, Д. Бернулли, Кантон де Лакруа и другие, дельного предложения не вынес никто.

Годы шли. И промышленная революция накрывала все больше и больше стран. Первенство и лидерство среди других держав доставалось неизменно Англии. К концу восемнадцатого века именно Великобритания стала создательницей крупной промышленности, благодаря чему завоевала титул всемирной монополистки в данной отрасли. Вопрос о механическом двигателе с каждым днем становился все более актуальным. И такой двигатель был создан.

Первая паровая машина в мире

1784 год стал для Англии и для всего мира переломным моментом в промышленной революции. И человеком, ответственным за это, стал английский механик Джеймс Уатт. Паровая машина, которую он создал, стала самым громким открытием века.

На протяжении нескольких лет изучал чертежи, строение и принципы работы пароатмосферных машин. И на основании всего этого он сделал вывод, что для эффективности работы двигателя необходимо сравнять температуры воды в цилиндре и пара, который попадает в механизм. Главный минус пароатмосферных машин заключался в постоянной необходимости охлаждения цилиндра водой. Это было расходно и неудобно.

Новая паровая машина была сконструирована иным образом. Так, цилиндр заключался в специальную рубашку из пара. Таким образом Уатт добился его постоянного нагретого состояния. Изобретатель создал специальный сосуд, погруженный в холодную воду (конденсатор). К нему трубой присоединялся цилиндр. Когда пар отрабатывался в цилиндре, то через трубу попадал в конденсатор и там превращался обратно в воду. Работая над усовершенствованием своей машины, Уатт создал разрежение в конденсаторе. Таким образом, весь пар, попадавший из цилиндра, конденсировался в нем. Благодаря этому нововведению очень сильно увеличивался процесс расширения пара, что в свою очередь позволяло извлекать из того же количества пара намного больше энергии. Это был венец успеха.

Создатель паровой машины также изменил и принцип подачи воздуха. Теперь пар попадал сначала под поршень, тем самым поднимая его, а затем собирался над поршнем, опуская. Таким образом, оба хода поршня в механизме стали рабочими, что ранее даже не представлялось возможным. А расход угля на одну лошадиную силу был в четыре раза меньше, чем, соответственно, у пароатмосферных машин, чего и добивался Джеймс Уатт. Паровая машина очень быстро завоевала сначала Великобританию, ну а затем и целый мир.

«Шарлотта Дандас»

После того как весь мир был поражен изобретением Джеймса Уатта, началось широкое применение паровых машин. Так, в 1802 году в Англии появился первый корабль на пару — катер «Шарлотта Дандас». Его создателем считается Уильям Саймингтон. Катер применялся в качестве буксировки барж по каналу. Роль движителя на судне играло гребное колесо, установленное на корме. Катер с первого раза успешно прошел испытания: отбуксировал две огромные баржи на 18 миль за шесть часов. При этом ему сильно мешал встречный ветер. Но он справился.

И все-таки его поставили на прикол, потому что опасались, что из-за сильных волн, которые создавались под гребным колесом, берега канала будут размыты. Кстати, на испытаниях «Шарлотты» присутствовал человек, которого весь мир сегодня считает создателем первого парохода.

в мире

Английский судостроитель с юношеских лет мечтал о судне с паровым двигателем. И вот его мечта стала осуществима. Ведь изобретение паровых машин стало новым толчком в судостроительстве. Вместе с посланником из Америки Р. Ливингстоном, который взял на себя материальную сторону вопроса, Фултон занялся проектом корабля с паровой машиной. Это было сложное изобретение, основанное на идее весельного движителя. По бортам судна тянулись в ряд плицы, имитирующие множество весел. При этом плицы то и дело мешали друг другу и ломались. Сегодня можно с легкостью сказать, что тот же эффект мог быть достигнут всего при трех-четырех плицах. Но с позиции науки и техники того времени это увидеть было нереально. Поэтому судостроителям приходилось намного сложнее.

В 1803 году изобретение Фултона было представлено всему миру. Пароход медленно и ровно шел по Сене, поражая умы и воображение многих ученых и деятелей Парижа. Однако правительство Наполеона отвергло проект, и раздосадованные судостроители вынуждены были искать счастья в Америке.

И вот в августе 1807 года первый в мире пароход под названием «Клермонт», в котором была задействована мощнейшая паровая машина (фото представлено), пошел по Гудзонскому заливу. Многие тогда просто не верили в успех.

В свой первый рейс «Клермонт» отправился без грузов и без пассажиров. Никто не хотел отправляться в путешествие на борту огнедышащего судна. Но уже на обратном пути появился первый пассажир — местный фермер, заплативший шесть долларов за билет. Он стал первым пассажиром в истории пароходства. Фултон был так сильно растроган, что предоставил смельчаку пожизненный бесплатный проезд на всех своих изобретениях.

Ровно 212 лет назад, 24 декабря 1801 года, в небольшом английском городе Камборне механик Ричард Тревитик продемонстрировал общественности первый автомобиль с паровым двигателем Dog Carts. Сегодня это событие можно было бы смело отнести в разряд хоть и примечательных, но несущественных, тем более что паровой двигатель был известен и ранее, и даже применялся на транспортных средствах (хотя назвать их автомобилями было бы очень большой натяжкой)… Но вот что интересно: именно сейчас технический прогресс породил ситуацию, поразительно напоминающую эпоху великой «битвы» пара и бензина в начале XIX века. Только бороться предстоит аккумуляторам, водороду и биотопливу. Хотите узнать, чем все закончится и кто победит? Не буду подсказывать. Намекну: технологии ни при чем…

1. Увлечение паровыми двигателями прошло, и наступило время двигателей внутреннего сгорания. Для пользы дела повторю: в 1801 году по улицам Камборна покатился четырёхколёсный экипаж, способный с относительным комфортом и небыстро перевозить восемь пассажиров. Автомобиль приводился в движение одноцилиндровым паровым двигателем, а топливом служил уголь. Созданием паровых транспортных средств занялись с энтузиазмом, и уже в 20-х годах XIX века пассажирские паровые омнибусы перевозили пассажиров со скоростью до 30 км/час, а средний межремонтный пробег достиг 2,5–3 тыс. км.

Теперь сопоставим эти сведения с другими. В том же 1801 году француз Филипп Лебон получил патент на конструкцию поршневого двигателя внутреннего сгорания, работавшего на светильном газе. Случилось так, что через три года Лебон погиб, и развивать предложенные им технические решения пришлось другим. Лишь в 1860 году бельгийский инженер Жан Этьен Ленуар собрал газовый двигатель с зажиганием от электрической искры и довёл его конструкцию до степени пригодности к установке на транспортное средство.

Итак, автомобильные паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания – практически ровесники. КПД паровой машины той конструкции и в те годы составлял около 10%. КПД двигателя Ленуара был всего 4%. Только через 22 года, к 1882-му, Август Отто усовершенствовал его настолько, что КПД теперь уже бензинового двигателя достиг… аж 15%.

2. Паровая тяга — всего лишь краткий миг в истории прогресса. Начавшись в 1801 году, история парового транспорта активно продолжалась без малого 159 лет. В 1960-м (!) в США всё ещё строились автобусы и грузовики с паровыми двигателями. Паровые машины за это время усовершенствовались весьма значительно. В 1900 году в США 50% парка автомобилей были «на пару». Уже в те годы возникла конкуренция между паровыми, бензиновыми и — внимание! — электрическими экипажами. После рыночного успеха «Модели-Т» Форда и, казалось бы, поражения парового двигателя новый всплеск популярности паровых авто пришёлся на 20-е годы прошлого столетия: стоимость топлива для них (мазут, керосин) была значительно ниже стоимости бензина.

Фирма Stanley производила до 1927-го примерно 1 тыс. паровых автомобилей в год. В Англии паровые грузовики успешно конкурировали с бензиновыми до 1933 года и проиграли лишь по причине введения властями налога на тяжёлый грузовой транспорт и снижения тарифов на импорт жидких нефтепродуктов из США.

3. Паровая машина неэффективна и неэкономична. Да, когда-то это было именно так. «Классический» паровой двигатель, который выпускал отработанный пар в атмосферу, имеет КПД не более 8%. Однако паровой двигатель с конденсатором и профилированной проточной частью имеет КПД до 25–30%. Паровая турбина обеспечивает 30–42%. Парогазовые установки, где используются «в связке» газовые и паровые турбины, имеют КПД до 55–65%. Последнее обстоятельство подвигло инженеров компании BMW начать проработки вариантов использования этой схемы в автомобилях. К слову сказать, КПД современных бензиновых двигателей составляет 34%.

Стоимость изготовления парового двигателя во все времена была ниже стоимости карбюраторного и дизельного моторов той же мощности. Расход жидкого топлива в новых паровых двигателях, работающих в замкнутом цикле на перегретом (сухом) пару и оснащённых современными системами смазки, качественными подшипниками и электронными системами регулирования рабочего цикла, составляет всего 40% от прежнего.

4. Паровой двигатель медленно запускается. И это было когда-то… Даже серийные автомобили фирмы Stanley «разводили пары» от 10 до 20 минут. Усовершенствование конструкции котла и внедрение каскадного режима нагрева позволило сократить время готовности до 40–60 секунд.

5. Паровой автомобиль слишком нетороплив. Это не так. Рекорд скорости 1906 года — 205,44 км/час – принадлежит паровому автомобилю. В те годы автомобили на бензиновых моторах так быстро ездить не умели. В 1985-м на паровом автомобиле разъезжали со скоростью 234,33 км/час. А в 2009 году группа британских инженеров сконструировала паротурбинный «болид» с паровым приводом мощностью 360 л. с., который был способен перемещаться с рекордной средней скоростью в заезде – 241,7 км/час.

6. Паровой автомобиль дымит, он неэстетичен. Рассматривая старинные рисунки, на которых изображены первые паровые экипажи, выбрасывающие из своих труб густые клубы дыма и огня (что, кстати, свидетельствует о несовершенстве топок первых «паровиков»), понимаешь, откуда взялась стойкая ассоциация паровой машины и копоти.

Что касается внешнего вида машин, дело тут, конечно, зависит от уровня дизайнера. Вряд ли кто-то скажет, что паровые автомобили Абнера Добля (США) некрасивы. Напротив, они элегантны даже по теперешним представлениям. И ездили к тому же бесшумно, плавно и быстро — до 130 км/час.

Интересно, что современные изыскания в области водородного топлива для автомобильных моторов породили ряд «боковых ответвлений»: водород в качестве топлива для классических поршневых паровых двигателей и в особенности для паротурбинных машин обеспечивает абсолютную экологичность. «Дым» от такого мотора представляет собой… водяной пар.

7. Паровой двигатель капризен. Это неправда. Он конструктивно значительно проще двигателя внутреннего сгорания, что само по себе означает большую надёжность и неприхотливость. Ресурс паровых моторов составляет многие десятки тысяч часов непрерывной работы, что не свойственно другим типам двигателей. Однако этим дело не ограничивается. В силу принципов работы паровой двигатель не теряет эффективности при понижении атмосферного давления. Именно по этой причине транспортные средства на паровой тяге исключительно хорошо подходят для использования в высокогорье, на тяжёлых горных перевалах.

Интересно отметить и ещё одно полезное свойство парового двигателя, которым он, кстати, схож с электромотором постоянного тока. Снижение частоты вращения вала (например, при возрастании нагрузки) вызывает рост крутящего момента. В силу этого свойства автомобилям с паровыми моторами принципиально не нужны коробки передач — сами по себе весьма сложные и порой капризные механизмы.

Паровая машина — HiSoUR История культуры

Паровой автомобиль — автомобиль (автомобиль), работающий от парового двигателя. Паровой двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания (ЕЭК), где топливо сгорает от двигателя, в отличие от двигателя внутреннего сгорания (ICE), где топливо сгорает внутри двигателя. ЕЭК имеют более низкий тепловой КПД, но легче регулировать производство угарного газа.

Первый автомобиль с паровым двигателем предположительно был построен в 1672 году Фердинандом Вербисти, фламандским иезуитом в Китае. Автомобиль был игрушкой для китайского императора. Хотя устройство не предназначено для перевозки пассажиров и, следовательно, не совсем «автомобиль», устройство Verbiest, вероятно, станет первым в мире двигателем с двигателем. Первые настоящие экспериментальные паровые машины были построены в конце 18-го и 19-го веков, но только после того, как Ричард Тревитик разработал использование пара высокого давления, около 1800, мобильные двигатели стали практичным предложением. К 1850-м годам было бы целесообразно производить их коммерчески: паровые дорожные транспортные средства использовались для многих применений.

Развитию мешало неблагоприятное законодательство с 1830-х годов, а затем быстрое развитие технологии двигателей внутреннего сгорания в 1900-х годах, что привело к их коммерческой гибели. Относительно несколько автомобилей с паровым двигателем оставались в эксплуатации после Второй мировой войны. Многие из этих автомобилей были приобретены энтузиастами для сохранения.

Поиск возобновляемых источников энергии привел к случайному возрождению интереса к использованию паровой энергии для дорожных транспортных средств.

Технология
Паровой двигатель — двигатель внутреннего сгорания (ECE: топливо сжигается от двигателя), в отличие от двигателя внутреннего сгорания (ICE: топливо сжигается внутри двигателя). В то время как бензиновые двигатели ICE имеют эксплуатационный термический КПД от 15% до 30%, первые паровые паровые агрегаты способны обеспечить примерно половину этой эффективности. Значительным преимуществом ЕЭК является то, что топливная горелка может быть сконфигурирована для очень низких выбросов окиси углерода, оксидов азота и несгоревшего углерода в выхлопных газах, что позволяет избежать загрязнения.

Наибольшие технические проблемы для парового автомобиля были сосредоточены на его котле. Это значительная часть общей массы транспортного средства, что делает автомобиль тяжелым (двигатель с внутренним сгоранием не требует котла) и требует пристального внимания со стороны водителя, хотя даже автомобили 1900 года имели значительную автоматизацию для управления этим. Единственное ограничение — необходимость подачи питательной воды в котел. Это должно либо переноситься, либо часто пополняться, либо автомобиль должен быть оснащен конденсатором, дополнительным весом и неудобством.

Паровые и электромобили перегоняли бензиновые двигатели во многих штатах США до изобретения электрического стартера, поскольку автомобили внутреннего сгорания полагались на рукоятку для запуска двигателя, что было трудно и иногда опасно для использования, поскольку неправильный проворачивание может привести к обратному огню, способному разбить руку оператора. Электрические автомобили были в какой-то степени популярны, но имели небольшой диапазон и не могли быть заряжены на дороге, если батареи разрядились.

Ранние паровые машины, после достижения рабочего давления, можно было мгновенно отключить с большим ускорением; но они обычно занимают несколько минут, чтобы начать с холода, плюс время, чтобы заставить рабочую температуру работать. Чтобы преодолеть это, разработка была направлена ​​на флеш-котлы, которые нагревают намного меньшее количество воды, чтобы запустить транспортное средство, а в случае автомобилей Doble — дизельные горелки с искровым зажиганием.

Паровой автомобиль имеет преимущества перед автомобилями с внутренним сгоранием, хотя большинство из них сейчас менее важны, чем в начале 20-го века. Двигатель (исключая котел) меньше и легче двигателя внутреннего сгорания. Он также лучше подходит для характеристик скорости и крутящего момента оси, что позволяет избежать необходимости тяжелой и сложной передачи, необходимой для двигателя внутреннего сгорания. Автомобиль также тише, даже без глушителя.

Паровой двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания. Поэтому он отличается от внутреннего сгорания одним из-за того, что топливо сгорает из реального двигателя. На автомобилях с этим типом тяги сердце тяговой системы — парогенератор (или бойлер), задачей которого является создание пара, необходимого для перемещения двигателя. Пар генерируется теплом, образующимся при сжигании топлива, которое происходит в горелке. Для того чтобы двигатель мог производить движение, пар должен генерироваться при определенных рабочих условиях (то есть при определенном давлении) и в достаточных количествах. После производства пар под давлением отправляется на фактический двигатель, где он генерирует механическую энергию благодаря перемещению поршней. В качестве термодинамического цикла паровой двигатель описывает цикл Ренкина.

На паровых машинах начала 20-го века котел был самым важным компонентом автомобиля. Этот вес был выше, чем у коробки передач и группы сцепления двигателей внутреннего сгорания. Фактически, благодаря большому крутящему моменту, который был предусмотрен во всех режимах, паровой двигатель был подключен непосредственно к ведущим колесам без использования двух упомянутых механических компонентов. Автомобили с таким типом тяги, как только рабочее давление было достигнуто, могли фактически начаться со значительным ускорением, поскольку энергия была сохранена в котле благодаря пару, и поэтому мощность была полностью готова в любое время и в любом режиме , Кроме того, большие охлаждающие вентиляторы, связанные с паровым двигателем, также весили больше, чем коробка передач и трение автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Таким образом, в целом этот больший вес отменил преимущество, заключающееся в том, что паровой двигатель должен работать без коробки передач (когда двигатель был неподвижен, двигатель был неподвижным, и поэтому он не терял энергию с вращением в нейтральном положении). Из верхней массы он также обеспечивал, чтобы паровые машины, как правило, были тяжелее, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания, и поэтому их проводимость требовала большего внимания со стороны водителя.

Другим важным ограничением парового двигателя моделей начала 20-го века было подача воды в котел. В то время, по сути, упомянутую жидкость пришлось транспортировать и добавлять часто, потому что автомобили, выпущенные до начала двадцатого века, сбросили пар в атмосферу. Чтобы избежать этих частых пополнений, на следующих моделях был установлен конденсатор, т. Е. Дополнительный довольно громоздкий тяжелый аппарат, который также вызвал множество недостатков, целью которых было конденсацию и рециркуляцию выработанного пара. Конденсатор выглядел как радиатор для автомобилей внутреннего сгорания, но, по сравнению с ним, имел большие размеры, связанные с содержанием теплоносителя; последнее, по сути, должно было быть — как и больше — еще быстрее. В дополнение к очень большому объему конденсатор должен был подвергаться воздействию воздуха из-за значительного вычитания тепла, которое должно было быть реализовано. То же самое не требовалось для реального двигателя, который также из-за его ограниченного размера и того факта, что он был соединен с простыми трубами с котлом и конденсатором, вместо этого был помещен в наиболее удобное положение для управления ведущими колесами. например, под полом.

Однако, помимо упомянутых, для паровых машин начала ХХ века возникла еще одна серьезная проблема: время, необходимое для достижения условий эксплуатации. Фактически, потребовалось больше минуты, чтобы получить их и запустить двигатель. Чтобы решить это ограничение, на моделях, выпущенных позднее, был разработан тип котла, где время достижения рабочей температуры было намного короче, чем у традиционного, поскольку в нем было нагрето небольшое количество воды. Последний обеспечил двигателю достаточную энергию для запуска транспортного средства до того, как все количество жидкости было нагрето. В последнее время на паровых автомобилях Doble была также система зажигания горелки, работающая на дизельном топливе и которая еще больше ускорила эту фазу.

Однако паровой двигатель имел много преимуществ. Двигатель (исключая котел) был фактически намного меньше и легче двигателя внутреннего сгорания. Он также лучше подходит для работы на более высокой скорости и требует более простой передачи, чем требуется автомобилю с двигателем внутреннего сгорания, поскольку, как уже упоминалось, коробка передач и муфта отсутствуют. Автомобиль был намного тише даже без глушителя (на самом деле в двигателе не было «взрывов»). Другим несомненным преимуществом парового двигателя, помимо его бесшумности, было то, что в этом двигателе сгорание было непрерывным. Поэтому горелка может быть сконфигурирована таким образом, чтобы обеспечить оптимальное сгорание, минимизирующее загрязнение атмосферы, благодаря низким выбросам окиси углерода, оксидов азота и углеводородов в выхлопных газах.

история

Ранняя история
Французский изобретатель Николас-Джозеф Кугнот построил первый рабочий самоходный наземный механический корабль. Существует необоснованная история о том, что у пары йоркширменов, инженера Роберта Фурнесса и его двоюродного брата, доктора Джеймса Эшворта была паровая карета, работающая в 1788 году, после того как ему был предоставлен британский патент №674 от 1788 года. Иллюстрация этого даже появилась в Книга Херги «Тинтин раконте л’Истор де л’Армомобиль» (Casterman, 1953). Первой обоснованной паровой машиной для личного пользования был Иосиф Божек в 1815 году. За ним последовали Томас Бланшар из Массачусетса в 1825 году. Прошло более тридцати лет, прежде чем с 1859 года начался шквал паровых машин с Dugeon, Roper и Spenser из США, Томс Рикетт, Остин, Кэтли и Айрес из Англии, а Иннокенцо Манзетти из Италии — самое раннее. Другие последовали за первым канадцем, Генри Тейлором в 1867 году, Амеде Болле и Луи Леженом из Франции в 1878 году и Рене Тури из Швейцарии в 1879 году.

В 1880-х годах появились первые производители крупного масштаба, особенно во Франции, первым из которых был Болле (1878), затем Де Дион-Бутон (1883), Уитни из Восточного Бостона (1885), Рэнсом Э. Олдс (1886), Серполет (1887) и Пежо (1889).

Этот ранний период также видел первое возвращение автомобиля в 1867 году и первый автомобиль с возвращением в тот же год — и Фрэнсис Кертис из Ньюберипорта, штат Массачусетс.

Коммерческое производство 1890-х годов
В 1890-х годах преобладали многочисленные компании-производители автомобилей. Двигатель внутреннего сгорания находился в зачаточном состоянии, тогда как мощность пара была хорошо установлена. Электрические автомобили стали доступны, но пострадали от их неспособности путешествовать на большие расстояния.

Большинство производителей автомобилей с паровым двигателем из этого периода были из Соединенных Штатов. Наиболее примечательными из них были Кларк с 1895 по 1909 год, Локомобиль с 1899 по 1903 год, когда он переключился на газолиновые двигатели, и Стэнли с 1897 по 1924 год. Помимо Англии и Франции, другие страны также предпринимали попытки создать паровые машины: Cederholm of Швеция (1892 г.), Бельвег (1898-1905 гг.), Шёше (1895 г.) и Герберт Томсон из Австралии (1896-1901)

Из всех новых производителей с 1890-х годов только четыре продолжали выпускать паровые машины после 1910 года. Это были Стэнли (до 1924 года) и Уэверли (до 1916 года) из Соединенных Штатов, Бвард Франции (до 1914 года) и Миссе Бельгии ( до 1926 года).

Объем производства 1900-1913 гг.
В период с 1898 по 1905 год образовалось большое количество новых компаний. Паровые автомобили превосходили другие виды движений среди самых ранних автомобилей. В США в 1902 году 485 из 909 новых регистраций автомобилей были пароходами. С 1899 года у Mobile было десять филиалов и 58 дилеров по США. Центром производства пароходов в США была Новая Англия, где находилось 38 из 84 производителей. Примеры включают Белый (Кливленд), Затмение (Истон, Массачусетс), Котта (Ланарк, Иллинойс), Крауч (Нью-Брайтон, Пенсильвания), Худ (Данверс, Массачусетс, длился всего один месяц), Киддер (Нью-Хейвен, Коннектикут), Век (Сиракузы, Нью-Йорк), и Скин (Льюистон, штат Мэн, компания построила все, кроме шин). К 1903 году 43 из них исчезли, и к концу 1910 года из тех компаний, которые были начаты в течение десятилетия, оставались белые, которые продолжались до 1911 года, Конрад, который длился до 1924 года, Тернер-Миссе Англии, который продолжался до 1913 года, Моррисс 1912, Добле до 1930 года, Резерфорд до 1912 года и Пирсон-Кокс до 1916 года.

Массовое производство в сборе Генри Форда резко сократило стоимость владения обычным автомобилем, также было сильным фактором в кончине парового автомобиля, поскольку модель T была дешевой и надежной. Кроме того, во время «расцвета» паровых машин двигатель внутреннего сгорания добивался устойчивого повышения эффективности, сопоставляя, а затем превосходя эффективность парового двигателя при учете веса котла.

Снижение с 1914 по 1939 год
С введением электрического стартера двигатель внутреннего сгорания стал более популярным, чем пар, но двигатель внутреннего сгорания не всегда превосходил показатели производительности, дальности, экономии топлива и выбросов. Некоторые паровые энтузиасты чувствуют, что пар не получил своей доли внимания в области эффективности автомобилей.

Помимо Брукс Канады, все производители паровых автомобилей, которые начались между 1916 и 1926 годами, были в Соединенных Штатах. Выносливость (1924-1925) была последним производителем паровых автомобилей для начала операций. American / Derr продолжал модернизировать производственные автомобили различных марок с паровыми двигателями, а Doble был последним производителем паровых автомобилей. Они прекратили свою деятельность в 1930 году.

Возрождение — энтузиасты, загрязнение воздуха и топливные кризисы
С 1940-х годов были построены различные паровые машины, как правило, энтузиастами. Среди упомянутых были Чарльз Кин, 1950 Ford Conversion, Уильямс Уильямса, Форрест R Детрик 1957 Detrick S-101 прототип, и Гарри Петерсон Стэнли приводил Питерсона в действие. Детрик был построен Детриком, Уильямом Херлингом и Ли Гаеком, который проектировал двигатель на основе Стэнли.

Чарльз Кин начал строительство парового автомобиля в 1940 году с намерением возобновить производство паровых автомобилей. Семья Кина имела долгую историю участия в парах, которые возвращались к прадедушке в 1830-х годах, которые помогали строить ранние паровозы. Его первый автомобиль, Plymouth Coupe, использовал двигатель Стэнли. В 1948 и 1949 годах Кин использовал Абнера Добле для создания более мощного парового двигателя, v4. Он использовал это в спортивной машине L Dawri Victress S4. Обе эти машины все еще существуют. Кин умер в 1969 году, прежде чем завершить дальнейшую машину. В то время его бумаги и образцы были уничтожены.

В 1950-х годах единственным производителем для исследования паровых автомобилей был Paxton. Абнер Добль разработал двигатель Doble Ultimax для парового автомобиля Paxton Phoenix, построенный подразделением компании Paxton Engineering McCulloch Motors Corporation, Лос-Анджелес. Устойчивая максимальная мощность двигателя составляла 120 л.с. (89 кВт). Ford Coupe использовался как испытательный стенд для двигателя. Проект был в конечном итоге сброшен в 1954 году.

В 1957 году Williams Engine Company Incorporated of Ambler начала предлагать конверсии паровых двигателей для существующих серийных автомобилей. Когда загрязнение воздуха стало серьезной проблемой для Калифорнии в середине 1960-х годов, государство поощрило проведение расследования использования паровых автомобилей. Топливные кризисы начала 1970-х годов вызвали дальнейшую работу. Ничего из этого не привело к обновлению производства паровых автомобилей.

Паровые машины остаются областью энтузиастов, случайными экспериментами производителей и теми, кто хочет установить данные о скорости движения на суше.

Влияние калифорнийского законодательства
В 1967 году Калифорния создала Калифорнийский совет по воздушным ресурсам и приступила к осуществлению законодательства, которое резко сократило выбросы выхлопных газов. Это вызвало возобновление интереса к альтернативным видам топлива для автотранспортных средств и возрождение интереса к паровым автомобилям в штате.

Идея иметь патрульные машины, оснащенные паровыми двигателями, была связана с неофициальной встречей в марте 1968 года членов Комитета по сбору электроэнергии в Калифорнии. В обсуждении, Карстен Виг, адвокат, приложенный к Комитету, предложил, чтобы шесть автомобилей были оснащены паровыми двигателями для тестирования начальниками полиции округа Калифорнии. Законопроект был принят законопроектом для финансирования судебного разбирательства.

В 1969 году Калифорнийский дорожный патруль инициировал проект под инспектором Дэвида Сьюэя, чтобы исследовать возможность использования автомобилей с паровым двигателем. Первоначально General Motors согласилась выплатить выбранному поставщику 20 000 долларов США за счет разработки механизма цикла Rankine и до 100 000 долларов США для оснащения шести Oldsmobile Delmont 88s в качестве оперативных патрульных автомобилей. Эта сделка провалилась, потому что производители двигателей Rankine отказались от предложения General Motors.

План был пересмотрен, и два 1969 Dodge Polaras должны были быть модернизированы с паровыми двигателями для тестирования. Один автомобиль должен был быть модифицирован Доном Джонсоном из Thermodynamic Systems Inc., а другой — промышленником Уильямом Пиром Лиром Моторсом, Incorporated. В то время законодательная власть штата Калифорния вводила строгие правила регулирования загрязнения для автомобилей, и председатель Комитета по транспорту Ассамблеи Джон Фрэнсис Форан поддерживал эту идею. В этом году Комитет также предложил провести испытания четырех паровых автобусов в районе залива Сан-Франциско.

Вместо «Полары» Термодинамические системы (позже называемые General Steam Corp) получили позднюю модель Oldsmobile Delmont 88. Лиру дали Polara, но он, похоже, не был построен. Обеим фирмам было предоставлено 6 месяцев для завершения своих проектов, когда Лир должен был завершиться 1 августа 1969 года. Ни один автомобиль не был завершен к установленному сроку, а в ноябре 1969 года Лиру сообщили, что автомобиль будет готов через 3 месяца. Единственным известным модификатором Лира был Chevrolet Monte Carlo, не имеющий отношения к проекту. Что касается проекта, он, похоже, никогда не был завершен, и Лир вытащил к декабрю.

В 1969 году Национальное управление по контролю за загрязнением воздуха объявило конкурс на заключение контракта на разработку практичного парового двигателя для пассажирских автомобилей. Вступили пять фирм. Они были консорциумом Плановой исследовательской корпорации и STP Corporation; Мемориальный институт Баттель, Колумбус, Огайо; Continental Motors Corporation, Детройт; Воевал Авиационная дивизия Линг-Темко-Вьют, Даллас; и Thermo Electron Corporation, Уолтем, штат Массачусетс.

В 1969 году General Motors представила два экспериментальных паровых автомобиля. Один из них был SE 124 на базе переделанного Chevrolet Chevelle, а другой был обозначен SE 101 на основе Гран-при Pontiac. В SE 124 был установлен стандартный бензиновый двигатель с паровым двигателем V4 мощностью 50 л.с. с использованием патентов 1920 Doble; SE 101 был оснащен паровым двигателем мощностью 160 л.с., разработанным GM Engineering. Мощность передавалась через автоматическую коробку передач Toric. Результаты оказались разочаровывающими. Паровой двигатель был тяжелым и взвешен на 300 кг больше, чем стандартный V8, и дал примерно половину мощности.

В октябре 1969 года Массачусетский технологический институт и Калифорнийский технологический институт поставили задачу провести гонку в августе 1970 года из Кембриджа, штат Массачусетс, в Пасадена, штат Калифорния, для любого колледжа, который хотел участвовать. Гонка была открыта для электрического, мощность турбин и двигатели внутреннего сгорания: двигатели с жидким топливом, газовые двигатели и гибриды. В гонку вошли два паровых автомобиля. Калифорнийский университет, модифицированный в Сан-Диего AMC Javelin и Worcester Polytechnic Institute, преобразованный в 1970 Chevrolet Chevelle, назвал чайный чайник. Оба бросили на второй день гонки.

Калифорнийская Ассамблея приняла законодательство в 1972 году, чтобы договориться с двумя компаниями о разработке паровых автомобилей. Это были Аиржетская жидкая ракетная компания Сакраменто и паросиловых систем Сан-Диего. Aerojet установил паровую турбину в Chevrolet Vega, в то время как Steam Power Systems построили Dutcher, автомобиль, названный в честь основателя компании Корнелиуса Датчера. Оба автомобиля были испытаны к 1974 году, но ни одна машина не вошла в производство. Dutcher выставлен в Музее автомобильной промышленности Петерсена в Лос-Анджелесе.

Современные паровые машины
После десятилетий исчезновения с рынка автомобили с таким типом тяги появились на этапе прототипа во второй половине 20-го века. Паровой двигатель, по сути, изготовлен с использованием современных технологий, обладает многими характеристиками, которые могли бы сделать его действительным в качестве альтернативной двигательной установки.

Технический прогресс
Главная новинка современных паровых двигателей, по сравнению с традициями начала ХХ века, заключается в уменьшении веса компонентов, составляющих силовую систему. Благодаря технологическому прогрессу действительно удалось сделать размеры парогенератора и конденсатора скромными. Это было достигнуто за счет резкого уменьшения массы рабочей жидкости (воды), увеличения поверхности теплообмена и повышения эффективности генератора. Современное оборудование позволяет легко регулировать сжигание и подачу воды. Как следствие, можно получить пар в очень точных условиях эксплуатации (другими словами, его можно получить при очень точной температуре и давлении). Системы обнаружения приборов также могут ускорить адаптацию рабочих параметров к оптимальным, которые также связаны, в частности, с условиями движения. С развитием технологии этот тип двигателя больше не зависит от проблемы времени, необходимого для запуска, что фактически стало несколько секунд.

Паровой двигатель технически намного свободен от характеристик используемого топлива, чем для внутреннего сгорания. Непрерывное горение (а не «взрыв»), контролируемое и проводимое оптимальным образом, помимо минимизации загрязнения, также позволяет использовать различные экологически чистые виды топлива с действующими нормами борьбы с загрязнением (например, сырые растительные масла, спирты, так далее.) . Кроме того, по сравнению с двигателями внутреннего сгорания паровые двигатели обеспечивают более высокий выход и не требуют, как уже упоминалось, сложной передачи. Когда автомобиль неподвижен, например, на светофоре, котел работает в режиме «stand-by» (т.е. в условиях поддержания температуры и давления пара), и двигатель неподвижен; по этой причине двигатель, в отличие от двигателя внутреннего сгорания, потребляет очень мало энергии и не производит шума.

Фактически, в современных паровых двигателях уже нет «бойлера» в общем смысле этого слова: парогенератор состоит из серии испарителей, состоящих из очень тонких пучков труб или других устройств с очень высокой поверхностью которые содержат очень мало воды. Вода и пар содержатся в герметично замкнутом контуре, и поэтому минимальная дозаправка рабочей жидкости не требуется. Как и во всех замкнутых цепях, используемая жидкость является чистым техническим продуктом, и хотя это вода, это не обычная вода, она фактически очищается, деминерализуется и дегазируется.

Поскольку использование специальных материалов широко используется в современных паровых двигателях, использование обычных смазочных материалов на масляной основе оказывается бесполезным. Их смазочная функция фактически выполнена превосходным образом самой рабочей жидкостью как в виде воды, так и в виде пара. В паровом двигателе минеральное смазочное масло в прошлом было основной причиной повреждения, ненадежности и неисправностей. Фактически, после эмульгирования водой и паром он контактировал с горячими поверхностями и быстро карбонизировался. Углеродные остатки и желатиновые эмульсии, осажденные на поверхности обмена, повреждали передачу тепла и забивали конденсаторные трубки, заставляя их проводить непрерывные и дорогостоящие операции по техническому обслуживанию, в результате чего управление было дорогостоящим и ненадежным.

Автомобили Indy
И Джонсон, и Лир планировали построить паровые автомобили для Indy 500, Johnson сначала в начале 1960-х годов, когда с Controlled Steam Dynamics и в 1968 году с Thermodynamic Systems and Lear в 1969 году. Третий автомобиль для гоночных автомобилей рассматривался консорциумом планирования Исследовательской корпорации и Энди Гранателли из STP Corporation. Лир приступил к идее и построил автомобиль, но у него не хватало средств, пытаясь развить двигатель. Предполагается, что автомобиль находится в Национальном музее автомобильных и грузовых автомобилей Соединенных Штатов в Оберне, штат Индиана. Джонсон также отметил, что он работает на паровом вертолете.

Уильям Д. Томпсон, 69-летний отставной инженер Сан-Диего Сан-Диего, также объявил, что он планирует ввести гоночный автомобиль с паровым двигателем. Томпсон работал над роскошным автомобилем с паровым двигателем стоимостью 35 000 долларов, и он намеревался использовать двигатель автомобиля в гоночном автомобиле. Он утверждал, что у него было почти 250 заказов на его машины. Для сравнения, Rolls Royces стоил около 17 000 долларов в то время.

Дональд Хили
Когда Лир вытащил попытку сделать паровую машину, Дональд Хейли решил сделать базовую технологию паровых машин более подходящей для Стэнли или Добле и нацеленную на энтузиастов. Он планировал создать автомобиль к 1971 году.

Ted Pritchard Falcon
Эдвард Притчард создал паровой 1963 модель Ford Falcon в 1972 году. Он был оценен федеральным правительством Австралии и также был доставлен в Соединенные Штаты в рекламных целях.

Паровая машина Saab и Ranotor
В результате нефтяного кризиса 1973 года SAAB начал проект в 1974 году под кодовым названием ULF (сокращение от utan luftföroreningar, шведский для без загрязнения воздуха)) во главе с доктором Ове Плателлом, который сделал прототип парового автомобиля. В двигателе использовался электронно управляемый 28-фунтовый многопараллельный парогенератор с 1-миллиметровым насосно-компрессорным трубопроводом и 16 галлонов в час, который предназначен для производства непрерывной мощности мощностью 160 л. с. (119 кВт) и был примерно таким же размер как стандартная автомобильная батарея. Длительное время запуска избегалось с помощью сжатого и накапливаемого воздуха, когда автомобиль работал, чтобы привести в действие автомобиль при запуске до тех пор, пока не будет создано достаточное давление пара. В двигателе использовался конический поворотный клапан из чистого нитрида бора. Для сохранения воды использовалась герметичная система водоснабжения.

Pelland Steamer
В 1974 году британский дизайнер Питер Пелландин выпустил первый Pelland Steamer для контракта с правительством Южной Австралии. Он имел стекловолоконное монококовое шасси (основанное на Pelland Sports с внутренним сгоранием) и использовал двухцилиндровый двухтактный составной двигатель. Он был сохранен в Национальном моторном музее в Бердвуде, Южная Австралия.

В 1977 году был построен паровой автомобиль Pelland Mk II, на этот раз Pelland Engineering в Великобритании. Он имел трехцилиндровый двигатель двойного действия в конфигурации с широкой стрелкой, установленный в трубчатом стальном шасси с корпусом кевлара, при этом общий вес составлял всего 1050 фунтов (476 кг). Несложный и надежный, паровой двигатель, как утверждается, обеспечивал бесперебойную и эффективную работу. Он имел огромный крутящий момент (1,100 фут / фунт или 1500 Нм) при нулевых оборотах двигателя и мог ускоряться от 0 до 60 миль в час (от 0 до 97 км / ч) менее чем за 8 секунд.

Пелландин сделал несколько попыток сломать рекорд скорости земли для мощности пара, но был сорван техническими проблемами. [Указать] Пелландин вернулся в Австралию в 1990-х годах, где продолжал развивать Пароход. Последняя версия — Mark IV.

Enginion Steamcell
С 1996 года подразделение R & D группы Volkswagen под названием Enginion AG разрабатывало систему под названием ZEE (Zero Emission Engine). Он производил пар почти мгновенно без открытого пламени и занимал 30 секунд, чтобы достичь максимальной мощности от холодного старта. Их третий прототип, EZEE03, был трехцилиндровым агрегатом, предназначенным для установки в автомобиль Škoda Fabia. EZEE03 был описан как имеющий двухтактный двигатель (то есть односторонний) мощностью 1000 куб. См (61 куб. Дюйм), мощностью до 220 л.с. (164 кВт) (500 Нм или 369 футов). [dead link] Выхлопные выбросы, как говорили, намного ниже стандарта SULEV. У него был безмасляный двигатель с керамическими облицовками цилиндров, в качестве смазки использовался вместо масла вместо масла. Тем не менее, Enginion обнаружил, что рынок не был готов к паровым автомобилям, поэтому они решили вместо этого разработать генератор / систему отопления Steamcell на основе аналогичной технологии.

Созданные прототипы
После энергетического кризиса 1973 года Saab разработал проект, начатый в следующем году под руководством Ove Platell, который был направлен на строительство парового двигателя. Был построен прототип, в котором был котел, состоящий из многопараллельной схемы тонких трубок с внутренним диаметром около одного миллиметра. Этот парогенератор производил мощность 250 л.с. и был размером с автомобильную батарею. Для обеспечения возможности запуска прототипа была предоставлена ​​вспомогательная система подачи сжатого воздуха. Паровой двигатель этого автомобиля был оснащен девятью цилиндрами.

В период с 1973 по 1974 год британский дизайнер Питер Пелландин в Австралии выпустил бренд Pellandini Cars — свою первую паровую машину. Проект был результатом контракта с правительством Южной Австралии. Шасси и монокок транспортного средства были изготовлены из стекловолокна, в то время как механика была основана на модели Morris 1100 и Mini. В 1977 году Пелландин, вернувшись домой, построил второй паровой двигатель Paleand Mark II Steam Car, на этот раз с брендом Pelland Engineering. Двигатель этого последнего прототипа, который имел конфигурацию W, был трехцилиндровым двигателем двойного действия.

В девяностые годы двадцатого века подразделение группы Volkswagen, работающее в области исследований и разработок Enginion AG, разработало и построило паровой двигатель под названием «ZEE» (акроним для «двигателя с нулевыми выбросами», то есть «двигатель с нулевыми выбросами» «»), который произвел 220 л.с. мощности. Этот двигатель доставлял пар почти мгновенно без использования свободного пламени и не нуждался в смазочных маслах, поскольку для этого использовался сам пар. Гильзы цилиндров были изготовлены из керамического материала. двигатель также характеризовался очень низкими выбросами загрязняющих веществ и более высокой эффективностью, чем обычные двигатели внутреннего сгорания. Однако Enginion AG поняла, что рынок не готов к использованию в паровых двигателях, и предпочли продолжить разработку двигателя «Steamcell», т. е. генератор энергии и тепла (когенерация), основанный на аналогичном принципе.] Фактически, компания не смогла убедить любую компанию в массовом производстве собственного парового двигателя.

В начале 21-го века Гарри Шёлл экспериментировал с паровым двигателем Cyclone. Этот двигатель, способный начинать с холода примерно за десять секунд и достигать полной скорости примерно за одну минуту, характеризуется особенно низкими выбросами загрязняющих веществ. Двигатель Cyclone, который был выпущен в рамках «Cyclone Power Technologies», имеет выход 46% и имеет центробежную камеру сгорания, отсюда и название.

25 августа 2009 года британская Steam Car Challenge обыграла рекорд скорости наземной скорости, действующий для паровых машин.Эта запись длилась с 1906 года, когда она была зарегистрирована, как уже упоминалось, Стэнли Ракет. Новый рекорд, который был 225.055 км / ч, был построен на базе ВВС Эдвардс в пустыне Мохаве в Калифорнии. Автомобиль управлялся Чарльзом Бернеттом III. Учитывая, что эти приматы приземной скорости, было получена с учетом 219 037 км / ч первого прохода и 243 148 км / ч второй. В тот же день запись была подтверждена FIA. На следующий день Дон Уэльс, племянник Малкольма Кэмпбелла, предпринял новую попытку с тем же автомобилем, достигшим рекордной средней скорости 238,679 км / ч. Запись была снова избита по двум последовательным отклонениям, рассчитанным, на этот раз,на расстоянии одного километра. Эта запись также была записана FIA.

Поделиться ссылкой:

  • Нажмите, чтобы поделиться на Twitter (Открывается в новом окне)
  • Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook. (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться записями на Pinterest (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться записями на Tumblr (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться в WhatsApp (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться в Skype (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться в Telegram (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться на Reddit (Открывается в новом окне)
  • Нажмите, чтобы поделиться записями на Pocket (Открывается в новом окне)

Related

История тракторов Case IH

В конце XIX и начале XX веков применялся паровой двигатель. Первоначально паровые машины были привезены на Средний Запад, чтобы перевернуть дерн и превратить девственную прерию в плодородную сельскохозяйственную пашню. В 1903 году Джером Кейс поставил задачу создать самый мощный паровой трактор для коммерческого использования. Уже в 1904 году первая такая машина вышла из цеха – это был 150-сильный монстр, способный развивать выдающуюся тягу: тянуть 24 корпусный плуг с корпусами по 30 см!

В 2008 году Кори Андерсон купил остатки одной из этих машин и решил воссоздать живую машину. Спустя 10 лет он закончил свою работу и показал её на полевой выставке James Valley Threshing Show в Андовере SD, 7 сентября 2018 года. Машина произвела настоящий фурор, особенно на вспашке! Паровая машина тянула 24-корпусный плуг шириной захвата 7,2 м, в то время как дизельный трактор такой же мощности (150 л. с.)  справляется всего с шестью корпусами.

 

Объясняется это просто, достаточно посмотреть на внешние тяговые характеристики электродвигателя, паровой машины и ДВС. При снижении оборотов (скорости) тяговое усилие (крутящий момент) паровой машины увеличивается, а у ДВС немного растет в диапазоне оборотов 2200-1700, а затем снижается. В реальной жизни эти машины применялись на рудниках в качестве тягачей.

В последующие годы компания Case IH производила паровые тракторы мощностью от 30 до 110 л. с., которые использовались для сельхозработ. ВОМ в то время еще не придумали, и для привода с/х машин использовался ременной привод от специального шкива. На фотографии ниже трактор CASE с паровым тяговым двигателем, которые начали производится с 1913 года. Его мощность составляла 110 л. с., весил он семь тонн и был способен тянуть 14-корпусный плуг. Кабина имела локомотивный тип, диаметр задни колёс составлял семь футов (2,14 м) и, впервые в паровых двигателях, использовалось рулевое управление с паровым усилителем.

  

Паровые тракторы CASE выпускались мощностью 30, 40, 50, 60, 65, 75, 80, 110 и 150 л. с. Лошадиная сила тогда определялась как эквивалент мощности, необходимой для подъема 33 000 фунтов (15т)  на один фут (30 см) за одну минуту.


В музее сельскохозяйственного наследия Южной Дакоты хранится типичный универсальный трактор CASE мощностью 65 л. с., который был приспособлен практически для любой тяжелой сельскохозяйственной операции. Он был изготовлен в 1915 году под серийным номером 33043 и провел свою рабочую жизнь к северу от города Уотертауна в штате Южная Каролина. Он легко справлялся с 8-корпусным прицепным плугом и приводил в действие молотильные машины и другие устройства на ферме. Паровой двигатель обеспечивал 65 лошадиных сил на приводной ремень и 40 лошадиных сил тяги. Его максимальная скорость составляла 2,4 мили в час (4 км/ч). Его вес без воды составляет 20 600 фунтов (9,3 т).

Паровые тракторы из-за их громоздкости и тихоходности применялись на вспашке и как энергосредство для привода стационарных молотилок. Компания CASE производила паровые тракторы до 1927 года, несмотря на то, что уже в 1912 году началась история нового семейства – керосиновых тракторов.

Уже тогда реклама продукции выглядела эффективной и профессиональной. Из рекламного плаката видно, что в конце XIX века J. I. CASE производил не только паровые агрегаты и паровые тракторы, но и молотилки зерна, перегрузчики зерна в силосы, пресса для соломы и сена, бочки для топлива и воды.  CASE также продавал прицепные плуги к своим тракторам, но честно писал, что это отличные плуги, но они не произведены на заводе J. I. CASE, не то что многие современные франчайзеры…


Но самое интересное мы опубликуем 5 февраля! В следующей исторической заметке мы расскажем, кто такой Гарольд Уэр и как его судьба связана с компанией JI CASE и основанием города Зернограда, в котором располагается центральный офис ГК «Альтаир».

 

История железных дорог | Блог

Паровые машины

Первые проекты паровой машины появились ещё в начале XVIII века в Англии. А в 1769 году французский артиллерист Жозеф Кюньо представил первую в мире паровую повозку. Далеко она не уехала: во время испытаний в Париже пробила стену дома и нашла пристанище в музее искусств и ремесел.

Первую действующую паровую машину собрал в 1773 году английский инженер Джон Уатт. Сначала она применялась в угольных шахтах, а в 1784 году пришла в движение. Ее начали устанавливать на пароходах и в поездах. Уатт считается отцом парового транспорта.

Рельсы

Идея рельсового пути возникла у человечества гораздо раньше. Ещё древние греки придумали диолк – каменный желоб для перевозки по суше морских кораблей. По дну желоба выкладывали полозья, смазанные жиром для скольжения.

Деревянные рельсы и вагонетки использовались в шахтах Европы начиная с XVI века. Их до сих пор можно увидеть в музеях Германии. Начиная с XVIII века их постепенно вытеснили железные рельсы, более гладкие и прочные.

Первая железная дорога в России, «Чугунный колесопровод», появилась не в Москве и не в Петербурге, а в Петрозаводске. Это произошло в 1788 году на Александровском оружейном заводе (теперь Онежский тракторный завод), заложенном сподвижником Петра 1 Александром Даниловичем Меншиковым.

Первые поезда по рельсам ходили на конной тяге. Инженеры пытались установить на них паровую машину, но первые паровозы были слишком тяжелыми для чугунных рельсов. Только в двадцатых годах XIX века английский конструктор Джордж Стефенсон смог собрать достаточно легкий и мощный агрегат. Паровоз Стефенсона, названный «Ракета», стал обслуживать первую в мире железную дорогу с паровой тягой. Она имела протяженность 26 миль (40 километров) и тянулась от Дарлингтона до Стоктона.

Первая общественная железная дорога в России, Царскосельская, открылась в 1837 году между Петербургом и Царским Селом. Ее построил австрийский инженер и предприниматель Франц Герстнер. Он стал машинистом первого паровоза, который выехал из Петербурга в Царское Село 30 октября 1837 года.

Не всё шло гладко у строителей железных дорог. Нашлись у них противники с серьезными доводами. В России напирали на неподходящий климат со снегом и морозами:

…да и где взять такую тьму топлива, чтобы вечно не угасал огонь под ходуном-самоваром?

В английских газетах тех лет писали:

…Железные дороги помешают коровам пастись, куры перестанут нести яйца, отравленный дымом воздух будет убивать пролетающих мимо птиц… дома близ дороги погорят… в случае взрыва паровоза будут разорваны на куски все пассажиры…

А в Германии Баварская главная медицинская комиссия опасалась, что из-за быстрого движения у пассажиров разовьется болезнь мозга.

Но остановить развитие железных дорог было невозможно. Их расцвет пришелся на 80-е годы 19 века: к 1890 году общая продолжительность железнодорожных путей превысила полмиллиарда километров!

В XX веке появились электрические железные дороги и поезда на магнитной тяге. В СССР разрабатывался локомотив с атомной энергетической установкой, но от проекта решили отказаться из-за большой экологической опасности.

Скоростные поезда

Первый пассажирский поезд прошел свои первые 19 километров пути за два часа. Современные высокоскоростные поезда развивают штатную скорость до 400 километров в час, а в испытаниях – до 550 км/ч. Первый высокоскоростной поезд в мире встал на рельсы в Японии в 1964 году, а в наши дни почти вся Европа покрыта сетью скоростных железнодорожных магистралей.

Лидером по строительству высокоскоростных магистралей в начале нашего века стал Китай. Здесь был введен в эксплуатацию первый в мире маглев (от слов магнитная левитация) – монорельс на магнитной подушке. Состав в процессе движения не касается рельса и может развивать скорость до 1000 километров в час, соревнуясь с воздушным транспортом.

Первая в мире коммерческая магнитная дорога проходит от шанхайского аэропорта Пудун до первой станции метро Шанхая. Состав развивает максимальную скорость 430 километров в час.

Магнитные поезда гораздо эффективнее обычных. Они тратят меньше энергии, быстрее набирают скорость и останавливаются, безопасны для окружающей среды. За ними будущее. Сделайте первый шаг в завтра с магнитной дорогой Magformers Sky Track.

Детективная история паровой машины

Трифонов Е.

Все, кто учился в школе, знают: паровые двигатели уступают двигателям внутреннего сгорания (ДВС) по мощности, экономичности и по всем прочим параметрам. Однако мало кто в курсе, что паровые автомобили с успехом конкурировали с  машинами с ДВС вплоть до 1930-х годов. В январе 1906 г. на парижских гонках автомобилей некий Ф. Мариотт на локомобиле «Ракета» компании «Stanley Steamer» впервые в мире преодолел 200-километровую отметку, развив скорость в 205,4 км/ч. «Ракета»  – а это 1906 г. (!) –  была не просто быстрее любого автомобиля, но и самолёта того времени. В 1907 г. году Ф. Мариотт на этом же локомобиле разбился – на скорости 240 км/ч.

 

Локомобиль пр-ва Stanley «Ракета», 1906 г. 

 

В начале XX века в мире использовались десятки тысяч локомобилей. От машин с ДВС они отличались чрезвычайной долговечностью (в Англии и сейчас ещё ездят машины, изготовленные в конце XIX века!) и надёжностью, они могли работать на всем, что горит, – угле, дровах, соломе. В Великобритании, где работали крупные компании по выпуску машин на паровом ходу Stanley и Sentinel, паровые машины, всё уменьшающимися сериями, выпускались до 1960-х годов. 

Локомобили на твёрдом топливе (уголь, дрова) имели серьёзные недостатки: они выбрасывали золу, шлак, копоть и серу. Растопка котла длилась час или два. Но в 1920-е годы этот вопрос был решён: появились локомобили на жидком топливе: бензине, керосине, мазуте, непереработанной нефти, скипидаре и спирте. Кроме «всеядности», паровая машина обладала и другими особенностями, делающими её более эффективной, чем ДВС. Она автоматически приспосабливается к дорожным условиям: если сопротивление движению возрастает, она замедляет вращение и увеличивает крутящий момент. Если сопротивление движению уменьшается, она вращается быстрее. Локомобили на жидком топливе стартовали через 23 минуты после заведения двигателя – меньше, чем после начала разогрева ДВС того времени.

 

 

«В 1935 г. на Московском автозаводе им. Сталина (ныне ЗИЛ) появился легковой автомобиль высшего класса с кузовом из красного дерева на шасси «Паккард» из хромоникелевой стали. Этот автомобиль, сделанный американской фирмой «Беслер» по лицензии компании «Добл» в 1924 г., был паровым. Под его капотом размещались парогенератор и два (один за другим) радиатора. На заднем мосту стояла небольшая паровая машина, выполненная в едином блоке с дифференциалом. Сцепления, коробки передач и карданного вала на автомобиле не было. Управление двигателем осуществлялось педалью подачи пара. Изредка приходилось изменять отсечку – фазу прекращения впуска пара в цилиндр. Обычный поворот ключа зажигания – и через 45 секунд автомобиль трогается с места. Еще пара минут – и он готов начать разгон до скорости 150 км/ч с ускорением 2,7 м/с2

Езда на паровом автомобиле – одно удовольствие. Он движется бесшумно и плавно. Тот самый «Добл-Беслер» продолжали испытывать и после войны. Вот что рассказывал инженер-испытатель автомобиля А.Малинин. <…> Однажды в кабину паровичка <…> сели Малинин и профессор Чудаков (мировая величина в области теории автомобиля). Сели и сидят в полной тишине. Только профессор кнопки нажимает и на приборы поглядывает. Инженер поскучал и спрашивает: «Не пора ли в путь?» «А мы давно уже едем», – отвечает профессор. Спидометр показывал 20 км/ч – величину по тем временам приличную. 

По нашим понятиям улицы тогда были пустынны. Но чтобы услышать шум работы парового автомобиля даже на такой улице, приходилось прикладывать ухо к выхлопной трубе парогенератора. Тут тоже требуется пояснение. Двигатель автомобиля «Добл-Беслер» работал по замкнутому циклу с конденсацией пара. 

Семидесяти литров воды хватало на 500 км езды. Выпускать пар на улицу приходилось лишь в редких случаях. Поэтому при хорошо сделанных механизмах в автомобиле просто ничего не могло шуметь, а из парогенератора доносился лишь шум пламени.

Сгорание топлива в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (ДВС) протекает при постоянно меняющихся количестве кислорода и температуре, что приводит к образованию огромного объема токсичных веществ. Легковой автомобиль за час работы вырабатывает их достаточно для гибели не одного человека.

В горелке парогенератора все процессы протекают при постоянных и наилучших условиях, поэтому токсичность выхлопа парового автомобиля в сотни раз ниже, чем у автомобиля с ДВС. Проще говоря, сгорание топлива в парогенераторе – длительный непрерывный процесс, как в кухонной газовой горелке. В нем успевают полностью завершиться почти все реакции, чего не удается сделать в цилиндре ДВС» (auto-olds.by, «Автомобиль для миллионеров»).

Парогенератор, превративший локомобиль в поистине уникальное транспортное средство, был разработан американскими изобретателями братьями Добл в 1914 г. Он состоял из 10 соединённых последовательно плоских змеевиков в корпусе из жаропрочной стали – типа усложнённого варианта самогонного аппарата. Холодная вода из конденсатора при помощи насоса подавалась в трубку, обвивающую стенки корпуса, где немного подогревалась, а дальше поступала в змеевики, закипала и превращалась в перегретый пар. Двигатель Добла запускался всего за полторы минуты!

 

 

Парогенератор Добла в разрезе 

 

Возникает вопрос: если паровые машины так хороши, почему их не ставить на трактора или, например, на самолёты? Да и вообще на все транспортные средства? Почему они не вытеснили двигатели внутреннего сгорания? Ответ так же прост, как и горек: паровые автомобили и трактора были ликвидированы в результате сговора нефтяных компаний и крупнейших автопроизводителей – другой причины для победы более сложного, менее мощного и менее долговечного, к тому же загрязняющего воздух ДВС над паровым двигателем не было.  

Всё просто: производство автомобилей с ДВС к 1920-м годам превратилось в колоссальный промышленный сектор, тесно связанный с нефтедобычей и нефтепереработкой. Автомобилестроение и нефтянка были способны задавить кого угодно, а локомобили «давить» было из-за чего: паровой двигатель работает не несколько лет, как ДВС, а все сто лет и больше. И бензина ему не надо, и моторного масла; так, глядишь, вся нефтянка могла сойти на нет. И на рубеже 1920-1930-х годов с локомобилями начались неприятности. В 1933 г. английские законодатели ввели налог на грузовой транспорт, основанный на массе машины, что поставило тяжёлые паровые грузовики в невыгодное положение по сравнению с карбюраторными машинами, а в 1934 г. уменьшили тарифы на импортные нефтепродукты (паровые грузовики тогда Sentinel работали на недорогом местном угле). «Странным образом исчезали доступные источники необходимой для котлов воды (придорожные колонки и резервуары), начались проблемы с поставщиками комплектующих деталей. Это вызвало проблемы со сбытом и производством – и, как следствие, финансовые затруднения. Локомобильных производителей медленно доводили до разорения, после чего их дело выкупали автомобильные компании. Затем цеха тут же закрывались, оборудование вывозили, а чертежи локомобилей прятали в архивы». 

Конспирология, клевета на свободный рынок? Ничуть. Точно так же велась борьба и с электромобилями, работающими от батарей (https://www.koleso-russia.ru/catalog/batteries/). Так, в 2006 г. в США вышел документальный фильм Who Killed The Electric Car («Кто убил электромобиль?»), рассказывающий о появлении, использовании, и провале электромобиля в США. Фильм раскрывает роли автопроизводителей, нефтяной промышленности и правительства США в ограничении разработок и распространения электромобилей. Эта история поразительна тем, что электромобили, изымавшиеся разными средствами у владельцев (выкуп, рекламации и т.д.) уничтожались – в частности, на заводах GM. 

 

 

Между прочим, и паровой автомобиль конкуренты «убивали» не один раз. Появление всё более совершенных локомобилей в середине XIX в. В Англии очень встревожило извозчичьи компании, железнодорожников и владельцев грузовых барж (значительная часть грузов в этой стране перевозилась по рекам и каналам). Уже в 1831 г. под их прямым давлением пользование локомобилями было обложено высокими пошлинами и введено ограничение на их передвижение по общественным дорогам. А в 1865 г. парламент принял «Locomotive Act» — закон, ограничивающий скорость движения шестью милями в час (в городах – тремя) и требующий, чтобы перед самоходными машинами шёл человек, размахивающий красным флагом и дующий в сигнальную дудку. Аргументация противников автотранспорта была железной: машины, мол, слишком быстрые и представляют угрозу для пешеходов. Закон был отменён в 1896 г. – после появления автомашин с ДВС: бороться с ними железнодорожникам и речникам было не под силу. Но паровики сопротивлялись и даже в той же Англии пережили своего рода ренессанс популярности в 1920-е годы – в связи с удорожанием бензина. Однако набравшие силу конкуренты – уже не речники с железнодорожниками, а автоконцерны и нефтяные компании – не дремали, и в середине 1930-х звезда локомобилей закатилась.

В США братья Бесслер поставили паровой двигатель на самолёт. «12 апреля 1933 г. американские изобретатели братья Джордж и Уильям Бесслер совместно с инженером Натаном Прайсом продемонстрировали широкой публике вполне обычный с виду самолёт под названием Airspeed 2000. Хотя самолёт представлял собой просто переделанную классическую модель биплана Travel Air 2000, «начинка» его была весьма необычной, потому что пропеллер приводился в движение паровым двигателем. Двухцилиндровый V-образный паровой двигатель «выдавал» 150 л.с. Десяти галлонов воды хватало примерно на 600 км полета. Самолет имел огромное количество преимуществ перед машинами с ДВС. Во-первых, мощность двигателя не зависела от высоты полёта и степени разреженности воздуха — это было вечной проблемой бензиновых или дизельных двигателей. Если на небольшой высоте паровой двигатель и уступал в мощности двигателю внутреннего сгорания, то на высоте свыше 2000 м давал последнему немалую фору. Во-вторых, самолёт был совершенно бесшумным — только свист пропеллера. Это было неоценимым плюсом с точки зрения незаметности самолета во время боевых действий. Во всех газетах того времени промелькнула фраза о том, что, когда пилот разговаривает с пассажиром, их беседу можно услышать на земле! А ещё — простота конструкции, отсутствие необходимости в дорогостоящем топливе и маслах, экономичность, большой ресурс… Кроме того, как ни странно, паровая машина имела даже меньшую массу, нежели аналоги на жидком топливе (80 кг). Правда, была еще и масса котла – 220 кг. 

 

 

Уильям Бесслер рядом с Airspeed 2000 

 

Особенно была отмечена способность самолёта к реверсивному ходу и быстрому торможению. Когда Airspeed 2000 приземлялся, пилот включал реверс – и пропеллер, вращаясь в обратную сторону, почти мгновенно и мягко, в отличие от тормозов на шасси, останавливал машину. Самолёты с ДВС на тот момент на такие «трюки» были не способны. Airspeed 2000 вполне успешно эксплуатировался (на службе в почтовом ведомстве США), но продолжения идея не получила. Самолет Бесслеров летал до 1936 г., после чего следы его теряются. Н. Прайс впоследствии предлагал свои идеи паровых авиадвигателей фирме «Локхид», но был отвергнут. Кроме братьев Бесслер, паровой самолет примерно в те же годы сделал Харольд Джонстон. Так что в историю можно записать не один, а целых два паровых самолета. Правда, о последнем мало что известно» (www.reaa.ru: «Паролет братьев Бесслер»). 

Даже не два, а как минимум три. «Информация из заметки в The Daily Telegraph от апреля 1934 г., которая позже, в июне того же года была перепечатана в сборнике работ «Развитие паровых автомобилей и летательных аппаратов» («Steam car development and Steam aviation»). «По полученной из надежных источников информации, в пригороде Берлина в обстановке особой секретности на протяжении многих месяцев строится самолет, приводимый в движение паровым двигателем. Руководителем проекта является герр Хюттнер, ведущий инженер электростанции Клингенберг. 

Строительство летательного аппарата еще не завершено, однако его чертежи и расчеты прошли проверку у серьезных экспертов и признаны теоретически верными. <…>

Залог успеха аппарата Хюттнера лежит в нахождении оптимального сочетания веса и мощности. Конструкция, разработанная инженером, представляет собой вращающийся паровой котел, соединенный с паровой турбиной. При успешном прохождении летных испытаний ноу-хау будет также перенесено в конструкцию автомобильных паровых двигателей. 

В качестве топлива используется природный газ, и в соответствии с получаемым высоким КПД, аппарат оснащен двумя пропеллерами, вращающимися в противоположных направлениях. 

После опубликования технико-тактических характеристик летательного аппарата в газете The Daily Telegraph (перепечатка из чехословацкой газеты Prager Tagblatt от 31 марта 1934 г.), чешский корреспондент, получивший доступ этой информации, был арестован в Берлине. 

Незавидная судьба чешского журналиста была предопределена тем, что пришедший к власти в 1933-м году канцлер Германии Адольф Гитлер возлагал большие надежды на паровую авиацию для нужд военно-воздушных сил Рейха.  

Дальнейшая судьба летательного аппарата инженера Хюттнера неизвестна, и по указанным выше причинам никаких открытых свидетельств подобных разработок найти не удалось» («Huettner: самолет с паровым двигателем (1934)», german-ufo.com). 

Интересно отметить: в Германии, лишённой нефти и готовившейся к новой мировой войне, с паровыми двигателями, как это ни странно, ничего не вышло. По необъяснимым причинам не удались попытки компании «Юнкерс» в конце 1930-х наладить производство паровых самолётов. В 1944 г. немцы всё-таки спохватились, и В. Мессершмитт спроектировал ­ сверхдальний бомбардировщик Ме-264 с четырьмя паровыми двигателями. Тогда же вермахт заказал промышленникам паровой танк, но «мудрецы» из немецкого начальства умудрились заказать проект Алексею Сурину – жившему в Праге русскому эмигранту, выдающемуся танковому конструктору, не желавшему иметь с нацистами ничего общего. Он достал себе справку о тяжёлой болезни – и паровой танк так и не был создан. 

 

 

Me 264 

 

 

И Англия, блокированная германскими подлодками, во Вторую Мировую отчего-то не использовала во всю мощь возможности компании Sentinel – крупнейшего производителя локомобилей того времени; компании было велено производить запчасти к танкам вместо того, чтобы снабжать Великобританию машинами (грузовиками, тракторами, самолётами), которым не нужен дорогостоящий привозной бензин.  

Казалось бы, где, как не в Советском Союзе, свободном от диктата нефтяных и автомобильных магнатов, стране с плановой экономикой, наладить выпуск машин с паровым двигателем?

Ведущие специалисты НАМИ, знакомые, естественно, с разработками Добла,  в 1935 г. предложили советскому правительству начать работы по разработке паровых автомобилей, тракторов и бронетехники. Однако их призыв остался без ответа. В 1938 г. НАМИ всё-таки получил задание начать разработку таких машин, но… не получил финансирования. В 1949 г. Ярославский автозавод выпустил пробную партию грузовика НАМИ-012, паровой двигатель которого работал на дровах – для отдалённых лесодобывающих районов. Машина показала довольно высокие характеристики, но в серийное производство её отчего-то не пустили. Разработанные в начале 1950-х грузовики НАМИ-0125, работавший как на твёрдом, так и на жидком топливе, и НАМИ-012Б, работавший только на жидком топливе так и остались проектами, хотя были весьма перспективны (Д. Дашко «Паромобили НАМИ-012, НАМИ-018, НАМИ-0125», «Грузовик-пресс», № 11,2011). Объяснения этому решению найти трудно.

 

 

НАМИ-012 

 

В СССР занимались и разработкой установки паровых машин на самолёты – тоже крайне перспективным направлением, не получившим развития в мире из-за противодействия авиастроительных и нефтяных  компаний. Кстати, ещё в 1934 г. группа студентов Московского авиационного техникума — Б. Алексеев, О. Дьячкова, П. Коньков под руководством инженера А. Голубкова спроектировала (в качестве дипломной работы) паровой авиационный двигатель для учебного самолёта У-2. В 1939 г. авиаинженер-двигателист П. Дузь даже выпустил книгу «Паровой двигатель в авиации» (П. Д. Дузь «Паровой двигатель в авиации», стр. 273, М., 1939), но советское руководство этой темой не заинтересовалось, хотя самолёт с таким двигателем летал бы совершенно бесшумно и имел бы огромный потолок. То есть СССР мог бы получить бесшумные высотные истребители, бомбардировщики и транспортники – и получить громадное преимущество над авиацией противника в грядущей войне.

Почему же в не зависимом от «проклятых империалистов» СССР не начали серьёзно работать над паровыми двигателями (хотя локомобили малыми серями делали в Брянске, на дореволюционном заводе Мальцова, с 1873 по 1957 г.)? Тут мы вступаем в сферу догадок, доказательств никаких нет. Но всё же можно предположить: потому же, почему и на Западе. Советская экономика 1930-х годов зависела от поставок западной техники и оборудования, и советским начальникам иностранные партнёры наверняка объяснили: не надо никаких локомобилей. Тем более что в 1930-40-х годах в Москве жил знаменитый «красный миллионер», американец А. Хаммер, связанный как с нефтяной, так и с автомобильной промышленностью США (он создал нефтяную компанию Occidental Petroleum, а также лоббировал строительство Горьковского автозавода фирмой Ford). Ему, «другу» Ленина и Сталина, было легко объяснить «красным директорам», что ДВС куда лучше парового двигателя.

…После «нефтяного шока» 1974 г. локомобили начала было выпускать шведская фирма SAAB, но что-то у неё не заладилось. В Великобритании сейчас паровыми автомобилями занимается маленькая компания Britain Steam Car Challenge: её Inspiration, кстати, — рекордный автомобиль, его максимальная скорость составляет 273,6 км/ч. Ещё Mercedes-Benz производит малыми сериями маневровые локомобили Unimog. Да в Башкортостане, в селе Михайловка, фермер сам смастерил паровой трактор «Орлик» и выложил рекламный ролик в интернете. А в Великобритании ежегодно проводят соревнования старинных локомобилей. И всё. 

 

 

Локомобиль Unimog, пр-ва Mercedes-Benz 

 

А ведь история мирового машиностроения в случае развития паровой техники могла бы пойти совершенно другим путём – в частности, человечество было бы избавлено от диктата нефтяных гигантов. И с экологией в городах дело обстояло бы несравненно лучше.

 

 

паровой трактор  

 

 

 

Автор: Трифонов Е.

 

 

 

Понравилась статья? Отправьте автору вознаграждение:

История создания паровой машины и ее применение.

Паровые двигатели — от первой паровой машины до наших дней Устройство паровой машины и его работа

Принцип действия парового двигателя

Содeржание

Аннотация

1. Теоретическая часть

1.1 Временная цепочка

1.2 Паровой двигатель

1.2.1 Паровой котёл

1.2.2 Паровые турбины

1.3 Паровые машины

1.3.1 Первые пароходы

1.3.2 Зарождение двухколесного транспорта

1.4 Применение паровых двигателей

1.4.1 Преимущество паровых машин

1.4.2 Коэффициент полезного действия

2. Практическая часть

2.1 Построение механизма

2.2 Способы улучшения машины и ее КПД

2.3 Анкетирование

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

паровой двигатель полезное действие

Данная научная работа состоит из 32листов.Она включает в себя теоретическую часть, практическую часть, приложение и заключение. В теоретической части вы узнаете о принципе работы паровых двигателей и механизмов, об их истории и о роли их применения в жизни. Практической части подробно рассказано о процессе конструирования и испытаниях парового механизма в домашних условиях. Данная научная работа может служить наглядным примером работы и использованияэнергиипара.

Введение

Мир покорных любым капризам природы, где машины приводятся в действие мускульной силой или силой водяных колёс и ветряных мельниц — таким был мир техники до создания парового двигателя.Еще в древние времена человек обратил внимание на то, что струя водяного пара, вырываясь из сосуда, поставленного на огонь, способна сместить препятствие (например, лист бумаги), оказавшееся на ее пути.Это заставило человека задуматься над тем, как можно использовать в качестве рабочего тела пар. В результате этого после множества опытов появился паровой двигатель.И представьте себе заводы с дымящимися трубами, паровые машины и турбины, паровозы и пароходы — весь сложный и могучий мир паротехники созданный человекомПаровая машина была практически единственным универсальным двигателем и сыграла огромную роль в развитии человечества. Изобретение паровой машины послужило толчком для дальнейшего развития средств передвижения. В течение ста лет она была единственным промышленным двигателем, универсальность которого позволяла использовать ее на предприятиях, железных дорогах и на флоте.Изобретение парового двигателя является огромным рывком, стоявшим на рубеже двух эпох. И через столетия, ещё острее ощущается вся значимость этого изобретения.

Гипотеза:

Возможно, ли построить своими руками простейший механизм, работавший на пару.

Цель работы: сконструировать механизм способный двигаться на пару.

Задача исследования:

1. Изучить научную литературу.

2. Сконструировать и построить простейший механизм, работавший на пару.

3. Рассмотреть возможности увеличения КПД в дальнейшем.

Данная научная работа будет служить пособием на уроках физики для старших классов и для тех, кого интересует данная тема.

Паровой двигатель — тепловой поршневой двигатель, в котором потенциальная энергия водяного пара, поступающего из парового котла, преобразуется в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня или вращательного движения вала.

Пар является одним из распространенных теплоносителей в тепловых системах с нагреваемым жидким или газообразным рабочим телом наряду с водой и термомаслами. Водяной пар имеет ряд преимуществ, среди которых простота и и гибкость использования, низкая токсичность, возможность подведения к технологическому процессу значительного количества энергии. Он может использоваться в разнообразных системах, подразумевающих непосредственный контакт теплоносителя с различными элементами оборудования, эффективно способствуя снижению затрат на энергоресурсы, сокращению выбросов, быстрой окупаемости.

Закон сохранения энергии- фундаментальный закон природы, установленный эмпирически и заключающийся в том, что энергия изолированной (замкнутой) физической системы сохраняется с течением времени. Другими словами, энергия не может возникнуть из ничего и не может исчезнуть в никуда, она может только переходить из одной формы в другую. С фундаментальной точки зрения, согласно теореме Нётер, закон сохранения энергии является следствием однородности времени и в этом смысле является универсальным, то есть присущим системам самой разной физической природы.

3000 лет до н. э. — в Древнем Риме появились первые дороги.

2000 лет до н. э. — колесо приобрело более привычный для нас вид. У него появились ступица, обод и соединяющие их спицы.

1700 г. до н. э. — появились первые дороги, мощенные деревянными брусками.

312 г. до н. э. — в Древнем Риме построены первые дороги с каменным покрытием. Толщина каменной кладки достигала одного метра.

1405 г. — появились первые рессорные конные экипажи.

1510 г. — конный экипаж приобрел кузов со стенами и крышей. Пассажиры получили возможность защититься от непогоды во время поездки.

1526 г. — немецкий ученый и художник Альбрехт Дюрер разработал интересный проект «безлошадной повозки», приводимой в действие мышечной силой людей. Люди, идущие сбоку экипажа, вращали специальные рукоятки. Это вращение с помощью червячного механизма передавалось колесам экипажа. К сожалению, повозка не была изготовлена.

1600 г. — Симон Стевин построил яхту на колесах, двигающуюся под действием силы ветра. Она стала первой конструкцией безлошадной повозки.

1610 г. — кареты претерпели два существенных усовершенствования. Во-первых, ненадежные и слишком мягкие ремни, укачивающие пассажиров во время поездки, были заменены стальными рессорами. Во-вторых, была усовершенствована конная упряжь. Теперь лошадь тянула карету не шеей, а грудью.

1649 г. — прошли первые испытания по использованию в качестве движущей силы пружины, предварительно закрученной человеком. Карету с приводом от пружины построил Йоханн Хауч в Нюрнберге. Однако историки эти сведения ставят под сомнение, поскольку существует версия, что вместо большой пружины внутри кареты сидел человек, который и приводил механизм в движение.

1680 г. — в крупных городах появились первые образцы конного общественного транспорта.

1690 г. — Стефан Фарффлер из Нюрнберга создал трехколесную повозку, передвигающуюся с помощью двух ручек, вращаемых руками. Благодаря этому приводу конструктор повозки мог перемещаться с места на место без помощи ног.

1698 г. — англичанин Томас Севери построил первый паровой котел.

1741 г. — русский механик-самоучка Леонтий Лукьянович Шамшуренков послал в Нижегородскую губернскую канцелярию «доношенье» с описанием «самобеглой коляски».

1769 г. — французский изобретатель Кюньо построил первый в мире паровой автомобиль.

1784 г. — Джеймс Уатт создал первую паровую машину.

1791 г. — Иван Кулибин сконструировал трехколесную самоходную коляску, вмещавшую двух пассажиров. Привод осуществлялся с помощью педального механизма.

1794 г. — паровую машину Кюньо сдали в «хранилище машин, инструментов, моделей, рисунков и описаний по всем видам искусств и ремесел» в качестве очередной механической диковинки.

1800 г. — существует мнение, что именно в этом году в России был построен первый в мире велосипед. Его автором был крепостной Ефим Артамонов.

1808 г. — на улицах Парижа появился первый французский велосипед. Он был изготовлен из дерева и состоял из перекладины, соединяющей два колеса. В отличие от современного велосипеда, у него не было руля и педалей.

1810 г. — в Америке и странах Европы начала зарождаться каретная промышленность. В крупных городах появились целые улицы и даже кварталы, заселенные мастерами-каретниками.

1816 г. — немецкий изобретатель Карл Фридрих Драйз построил машину, напоминающую современный велосипед. Едва появившись на улицах города, она получила название «беговой машины», так как ее хозяин, отталкиваясь ногами, фактически бежал по земле.

1834 г. — в Париже проводились испытания парусного экипажа, сконструированного М. Хакуетом. Этот экипаж имел мачту высотой 12 м.

1868 г. — считается, что в этот год французом Эрне Мишо был создан прообраз современного мотоцикла.

1871 г. — французский изобретатель Луи Перро разработал паровую машину для велосипеда.

1874г. — в России построен паровой колесный тягач. В качестве прототипа был использован английский автомобиль «Эвелин Портер».

1875г. — в Париже прошла демонстрация первой паровой машины Амадея Бдлли.

1884 г. — американец Луис Копленд построил мотоцикл, на котором паровой мотор был установлен над передним колесом. Такая конструкция могла разогнаться до 18 км/ч.

1901г. — в России построен легковой паромобиль московского велосипедного завода «Дукс».

1902г. — Леон Серполле на одном из своих паровых автомобилей установил мировой рекорд скорости — 120 км/ч.

Годом позже он установил еще один рекорд — 144 км/ч.

1905 г. — американец Ф. Мариотт на паровом автомобиле превысил скорость 200 км

1.2 Паровой двигатель

Двигатель, приводимый в действие силой пара. Пар, получаемый путем нагрева воды, используют для движения. В некоторых двигателях сила пара заставляет двигаться поршни, расположенные в цилиндрах. Таким образом создается возвратно-поступательное движение. Подсоединенный механизм обычно преобразует его во вращательное движение. В паровозах (локомотивах) используются Поршневые двигатели. В качестве двигателей используют также паровые турбины, которые дают непосредственно вращательное движение, вращая ряд колес с лопатками. Паровые турбины приводят в действие генераторы электростанций и винты кораблей. В любом паровом двигателе происходит превращение тепла, вырабатываемого при нагреве воды в паровом котле (бойлере) в энергию движения. Тепло может подаваться от сжигания топлива в печи или от атомного реактора. Самый первый в истории паровой двигателей представлял собой род насоса, при помощи которого откачивали воду, заливающую шахты. Его изобрел в 1689 г. Томас Сэйвери. В этой машине, совсем простой по конструкции, пар конденсировался, превращаясь в небольшое количество воды, и за счет этого создавался частичный вакуум, благодаря чему отсасывалась вода из шахтного ствола. В 1712 г. Томас Ньюкомен изобрел поршневой насос, приводимый в действие паром. В 1760-е гг. Джеймс Ватт улучшил конструкцию Ньюкомена и создал намного более эффективные паровые двигатели. Вскоре их стали использовать на фабриках для приведения в действие станков. В 1884 г. английский инженер Чарльз Пар-соне (1854-1931) изобрел первую применимую на практике паровую турбину. Его конструкции были настолько эффективны, что ими вскоре стали заменять паровые двигатели возвратно-поступательного действия на электростанциях. Наиболее удивительным достижением в области паровых двигателей было создание полностью замкнутого, работающего парового двигателя микроскопических размеров. Японские ученые создали его, используя методы, служащие для изготовления интегральных схем. Небольшой ток, проходящий по электронагревательному элементу, превращает каплю воды в пар, который движет поршень. Теперь ученым предстоит открыть, в каких областях это устройство может найти практическое применение.

В представлении большинства людей века смартфонов автомобили на паровой тяге – это нечто архаическое, что вызывает улыбку. Паровые страницы истории автомобилестроения были очень яркими и без них трудно представить современный транспорт вообще. Как ни старались скептики от законотворчества, а также нефтяные лоббисты разных стран ограничить развитие автомобиля на пару, им это удавалось лишь на время. Ведь паровой автомобиль подобен Сфинксу. Идея автомобиля на пару (т. е. на двигателе наружного сгорания) актуальна и по сей день.

В представлении большинства людей века смартфонов автомобили на паровой тяге – это нечто архаическое, что вызывает улыбку.

Так в 1865 году в Англии ввели запрет на передвижение скоростных самоходных карет на паровом ходу. Им запрещалось передвигаться быстрее 3 км/ч по городу и не выпускать клубы пара, дабы не пугать лошадей, запряжённых в обычные экипажи. Самым серьёзным и ощутимым ударом по паровым грузовым автомобилям уже в 1933 году нанёс закон о налоге на тяжёлые транспортные средства. И только в 1934 году, когда были снижены пошлины на импорт нефтепродуктов, замаячила на горизонте победа бензиновых и дизельных двигателей над паровыми.

Так изысканно и хладнокровно издеваться над прогрессом могли себе позволить только в Англии. В США, Франции, Италии среда изобретателей-энтузиастов буквально бурлила идеями, а паровой автомобиль приобретал новые очертания и характеристики. Хотя английские изобретали внесли весомый вклад в развитие парового автотранспорта, законы и предубеждения властей не позволяли им полноценно участвовать в схватке с ДВС. Но давайте обо всём по порядку.

Доисторическая справка

История развития парового автомобиля неразрывно связана с историей возникновения и совершенствования паровой машины. Когда в I веке н. э. Герон из Александрии предложил свою идею заставить пар вращать металлический шар, к его идее отнеслись не более, чем к забаве. То ли другие идеи в большей степени волновали изобретателей, но первым, кто поставил паровой котёл на колёса был монах Фердинанд Вербст. В 1672 году. К его «игрушке» тоже отнеслись как к забаве. Но следующие сорок лет не прошли даром для истории парового двигателя.

Проект самодвижущегося экипажа Исаака Ньютона (1680), пожарный аппарат механика Томаса Севери (1698) и атмосферная установка Томаса Ньюкомена (1712) продемонстрировали огромный потенциал использования пара для совершения механической работы. Сначала паровые машины откачивали воду из шахт и поднимали грузы, но к середине 18 века на предприятиях Англии таких паровых установок уже было несколько сотен.

Что же собой представляет паровой двигатель? Как может пар двигать колёса? Принцип паровой машины прост. Вода нагревается в закрытом резервуаре до состояния пара. Пар отводится по трубкам в закрытый цилиндр и выдавливает поршень. Через промежуточный шатун это поступательное движение передаётся на вал маховика.

Эта принципиальная схема работы парового котла на практике имела существенные недостатки.

Первая порция пара клубами вырывалась наружу, а остывший поршень под собственным весом опускался вниз для следующего такта. Эта принципиальная схема работы парового котла на практике имела существенные недостатки. Отсутствие системы регулирования давлением пара нередко приводила к взрыву котла. Для доведения котла до рабочего состояния требовалось немало времени и топлива. Постоянная дозаправка и гигантские размеры паровой установки лишь увеличивали перечень её недостатков.

Новую машину в 1765 году предложил Джеймс Уатт. Он направил выдавливаемый поршнем пар в дополнительную камеру для конденсации и избавил от необходимости постоянно подливать воду в котёл. Наконец, в 1784 году он разрешил задачу, как перераспределить движение пара таким образом, чтобы он толкал поршень в обоих направлениях. Благодаря созданному им золотнику, паровая машина могла работать без перерывов между тактами. Этот принцип теплового двигателя двойного действия и лёг в основу большинства паровой техники.

Над созданием паровых машин трудились много умных людей. Ведь это простой и дешёвый способ получения энергии практически из ничего.

Небольшой экскурс в историю автомобилей на паровой тяге

Однако, как ни грандиозны были успехи англичан в области , первым, кто поставил паровую машина на колёса, был француз Николя Жозеф Кюньо.

Первый паровой автомобиль Кюньо

Его автомобиль появился на дорогах в 1765 году. Скорость передвижения коляски была рекордной — 9,5 км/ч. В нём изобретатель предусмотрел четыре места для пассажиров, которых можно было прокатить с ветерком на средней скорости 3,5 км/ч. Этого успеха изобретателю показалось недостаточно.

Необходимость остановки для заправки водой и разжигание нового костра через каждый километр пути не были существенным минусом, а лишь уровнем техники того времени.

Он решился на изобретение тягача для пушек. Так на свет появилась трёхколёсная повозка с массивным котлом впереди. Необходимость остановки для заправки водой и разжигание нового костра через каждый километр пути не были существенным минусом, а лишь уровнем техники того времени.

Следующая модель Кюньо образца 1770 года имела вес около полутора тонн. Новая телега могла транспортировать порядка двух тонн груза со скоростью 7 км/ч.

Маэстро Кюньо больше занимала идея создания парового двигателя высокого давления. Его даже не смущал тот факт, что котёл мог взорваться. Именно Кюньо придумал расположить топку под котлом и возить «костёр» с собой. Кроме того, его «телега» может по праву быть названа первым грузовиком. Отставка покровителя и череда революций не дали возможности мастеру развить модель до полноценной грузовой машины.

Самоучка Оливер Эванс и его амфибия

Идея создания паровых машин имела вселенские масштабы. В североамериканских штатах изобретатель Оливер Эванс создал около пятидесяти паровых установок на базе машины Уатта. Стараясь уменьшить габариты установки Джеймса Уатта, он конструировал паровые машины для мукомольных фабрик. Однако всемирную славу Оливер Эванс приобрёл за свой паровой автомобиль-амфибию. В 1789 году его первый автомобиль в США успешно прошёл сухопутное и водное испытания.

На свою амфибию, которую можно назвать прообразом вездеходов, Эванс установил машину с давлением пара в десять атмосфер!

Девятиметровый автомобиль-лодка имел вес около 15 тонн. Паровая машина приводила в движение задние колёса и гребной винт. Кстати говоря, Оливер Эванс тоже был сторонником создания парового двигателя высокого давления. На свою амфибию, которую можно назвать прообразом вездеходов, Эванс установил машину с давлением пара в десять атмосфер!

Если бы у изобретателей 18-19 веков были под рукой технологии 21 века, вы представляете, сколько техники они бы придумали!? И какой техники!

XX век и 204 км/ч на паровом автомобиле Стэнли

Да! 18 век дал мощный толчок к развитию парового транспорта. Многочисленные и разнообразные конструкции самоходных паровых повозок стали всё чаще разбавлять гужевой транспорт на дорогах Европы и Америки. К началу XX века автомобили на паровой тяге существенно распространились и стали привычным символом своего времени. Как и фотография.

18 век дал мощный толчок к развитию парового транспорта

Именно свою фотографическую компанию продали братья Стэнли, когда в 1897 году решили всерьёз заняться производством паровых авто в США. Они создавали хорошо продаваемые паромобили. Но этого им было недостаточно для удовлетворения своих амбициозных планов. Ведь они были всего лишь одни из многих таких же автопроизводителей. Так было до тех пор, пока они не сконструировали свою «ракету».

Именно свою фотографическую компанию продали братья Стэнли, когда в 1897 году решили всерьёз заняться производством паровых авто в США.

Конечно, автомобили Стэнли имели славу надёжного автомобиля. Паровой агрегат располагался сзади, а бойлер разогревался при помощи факелов бензина или керосина. Маховик парового двухцилиндрового мотора двойного действия вращение на заднюю ось посредством цепной передачи. Случаев взрывов котла у Стэнли Стимер не было. Но им нужен был фурор.

Конечно, автомобили Стэнли имели славу надёжного автомобиля.

Своей «ракетой» они произвели фурор на весь мир. 205,4 км/ч в 1906 году! Так быстро ещё не ездил никто! Авто с ДВС побил этот рекорд только 5 лет спустя. Фанерная паровая «Ракета» Стэнли определила форму гоночных авто на многие годы вперёд. Но после 1917 года Стенли Стимер всё тяжелее переживал конкуренцию дешёвого Форд Т и ушёл в отставку.

Уникальные паромобили братьев Добл

Этому знаменитому семейству удалось оказывать достойное сопротивление бензиновым моторам аж до начала 30-х годов XX века. Они не собирали машины для рекордов. Братья поистине любили свои паромобили. Иначе, чем ещё объяснить изобретённые ими сотовый радиатор и кнопку зажигания? Их модели не были похожи на малые паровозы.

Братья Абнер и Джон сделали революцию в паровом транспорте.

Братья Абнер и Джон сделали революцию в паровом транспорте. Чтобы сдвинуться с места, его машину не требовалось разогревать 10–20 минут. Кнопка зажигания нагнетала керосин из карбюратора в камеру сгорания. Он попадал туда после розжига запальной свечой. Вода нагревалась за считанные секунды, а через минуту-полторы пар создавал необходимое давление и можно было ехать.

Отработанный пар направлялся в радиатор для конденсации и подготовки к последующим циклам. Поэтому для плавного пробега на 2000 км автомобилям Доблов требовалось всего девяносто литров воды в системе и несколько литров керосина. Такой экономичности не мог предложить никто! Возможно, именно на автосалоне в Детройте в 1917 году Стэнли познакомились с моделью братьев Добл и начали сворачивать своё производство.

Модель Е стала самым роскошным автомобилем второй половины 20-х и самой последней версией паромобиля Доблов. Кожаный салон, полированные элементы из дерева и кости слона радовали состоятельных владельцев внутри автомобиля. В таком салоне можно было наслаждаться пробегом на скорости до 160 км/ч. Всего 25 секунд отделяли момент зажигание от момента старта. Ещё 10 секунд требовалось, чтобы автомобиль массой в 1,2 т разогнался до 120 км/ч!

Все эти скоростные качества были заложены в четырёхцилиндровом моторе. Два поршня выталкивались паром под высоким давлением в 140 атмосфер, а два других отправляли остывший пар низкого давления в сотовый конденсатор-радиатор. Но в первой половине 30-х годов и эти красавцы братьев Добл перестали выпускаться.

Паровые грузовые машины

Однако не стоит забывать, что паровая тяга бурно развивалась и на грузовом транспорте. Это в городах паровые автомобили вызывали аллергию у снобов. А ведь грузы должны доставляться в любую погоду и не только по городу. А междугородние автобусы и военная техника? Там легковыми малолитражками не отделаешься.

Грузовой транспорт имеет одно значительное преимущество перед легковым – это его габариты.

Грузовой транспорт имеет одно значительное преимущество перед легковым – это его габариты. Именно они позволяют разместить мощные силовые установки в любом месте автомобиля. Причём она только увеличит грузоподъёмность и проходимость. А как будет выглядеть грузовик – на это не всегда обращали внимание.

Среди паровых грузовых машин хочется выделить английский Сэнтинэл и советский НАМИ. Конечно, были и многие другие, например, Фоден, Фаулер, Йоркшир. Но именно Сэнтинэл и НАМИ оказались самыми живучими и выпускались до конца 50-х годов прошлого века. Они могли работать на любом твёрдом топливе – угле, дровах, торфе. «Всеядность» этих грузовиков на пару ставило их вне влияния цен на нефтепродукты, а также позволяло использовать их в труднодоступных местах.

Трудяга Сэнтинэл с английским акцентом

Эти два грузовика отличаются не только страной производителя. Принципы расположения парогенераторов тоже были разные. Для Сэнтинэлов характерны верхнее и нижнее расположение паровых машин относительно котла. При верхнем расположении парогенератор подавал горячий пар непосредственно в камеру двигателя, который был связан с мостами системой карданных валов. При нижнем расположении парового двигателя, т. е. на шасси, котёл разогревал воду и подавал пар в двигатель по трубкам, что гарантировало потери температуры.

Для Сэнтинэлов характерны верхнее и нижнее расположение паровых машин относительно котла.

Наличие цепной передачи от маховика паровой машины на карданы было типичным для обоих типах. Это позволило конструкторам унифицировать выпуск Сэнтинэлов в зависимости от заказчика. Для жарких стран, таких как Индия, выпускали паровые грузовики с нижним, разделённым расположением котла и двигателя. Для стран с холодными зимами – с верхним, совмещённым типом.

Для жарких стран, таких как Индия, выпускали паровые грузовики с нижним, разделённым расположением котла и двигателя.

На этих грузовиках применяли множество проверенных технологий. Золотники и клапаны распределения пара, двигатели простого и двойного действия, с высоким или низким давлением, с или без КПП. Однако, это не продлили жизнь английским паровым грузовикам. Хоть они и выпускались до конца 50-х годов XX века и даже состояли на воинской службе до и во время 2-й мировой войны, они всё же были громоздкими и чем-то напоминали паровозы. А так как в их кардинальной модернизации не было заинтересованных особ, то их участь была предрешена.

Хоть они и выпускались до конца 50-х годов XX века и даже состояли на воинской службе до и во время 2-й мировой войны, они всё же были громоздкими и чем-то напоминали паровозы.

Кому что, а нам – НАМИ

Чтобы поднять разрушенную войной экономику советского союза, нужно было найти способ не тратить ресурсы нефти, хотя бы в труднодоступных местах – на севере страны и в Сибири. Советским инженерам была предоставлена возможность изучить конструкцию Сэнтинэла с верхним расположением четырёхцилиндровой паровой машины прямого действия и разработать свой «ответ Чемберлену».

В 30-х годах российские институты и конструкторские бюро предпринимали неоднократные попытки создания альтернативного грузовика для лесной промышленности.

В 30-х годах российские институты и конструкторские бюро предпринимали неоднократные попытки создания альтернативного грузовика для лесной промышленности. Но каждый раз дело останавливалось на стадии испытаний. Используя собственный опыт и возможность изучения трофейных паромобилей, инженерам удалось убедить руководство страны в необходимости такого грузовика-паровика. Тем более что бензин стоил в 24 раза дороже угля. А со стоимостью дров в тайге вообще можно не упоминать.

Группа конструкторов под руководством Ю. Шебалина максимально упростили парового агрегата в целом. Они совместили четырёхцилиндровый двигатель и котёл в один агрегат и расположили его между кузовом и кабиной. Поставили эту установку на шасси серийного ЯАЗ (МАЗ)-200. Работа пара и его конденсация были совмещены в замкнутом цикле. Подача дровяных чушек из бункера осуществлялась автоматически.

Так появился на свет, вернее на лесном бездорожье, НАМИ-012. Очевидно, принцип бункерной подачи твёрдого топлива и расположение паровой машины на грузовом автомобиле был заимствован из практики газогенераторных установок.

Судьба хозяина лесов – НАМИ-012

Характеристики парового отечественного бортового грузовика и лесовоза НАМИ-012 были такие

  • Грузоподъёмность – 6 тонн
  • Скорость – 45 км/ч
  • Дальность пробега без дозаправки топлива – 80 км, если была возможность обновить запас воды, то 150 км
  • Крутящий момент на малых оборотах – 240 кгм, что превышало почти в 5 раз показатели базового ЯАЗ-200
  • Котёл с естественной циркуляцией создавал давление в 25 атмосфер и доводил пар до температуры 420°С
  • Пополнять запасы воды возможно было непосредственно из водоёма через эжекторы
  • Цельнометаллическая кабина не имела капот и была выдвинута вперёд
  • Скорость регулировалась объёмом пара в двигателе при помощи рычага подачи/отсечки. С его помощью цилиндры наполнялись на 25/40/75%.
  • Одна задняя передача и три педаль управления.

Серьёзными недостатками парового грузовика были расход 400 кг дров на 100 км пути и необходимость в мороз избавляться от воды в котле.

Серьёзными недостатками парового грузовика были расход 400 кг дров на 100 км пути и необходимость в мороз избавляться от воды в котле. Но основным минусом, который присутствовал у первого образца, была плохая проходимость в незагруженном состоянии. Тогда получалось, что передняя ось была перегружена кабиной и паровым агрегатом, по сравнению с задней. С этой задачей справились, установив модернизированную паросильную установку на полноприводный ЯАЗ-214. Теперь и мощность лесовоза НАМИ-018 была доведена до 125 лошадиных сил.

Но, не успев распространиться по стране, парогенераторные грузовики были все утилизированы во второй половине 50-х годов прошлого века.

Но, не успев распространиться по стране, парогенераторные грузовики были все утилизированы во второй половине 50-х годов прошлого века. Впрочем, вместе с газогенераторными. Потому что стоимость переделки автомобилей, экономический эффект и удобство эксплуатации были трудоёмки и сомнительны, по сравнению с бензиновыми и дизельными грузовиками. Тем более что к этому времени в Советском Союзе уже налаживалась добыча нефти.

Скоростной и доступный современный паровой автомобиль

Не стоит думать, что идея автомобиля на паровой тяге забыта навсегда. Сейчас проявляется значительный рост интереса к двигателям, альтернативным ДВС на бензине и дизтопливе. Мировые запасы нефти не безграничны. Да, и стоимость нефтепродуктов постоянно увеличивается. Конструкторы так старались усовершенствовать ДВС, что их идеи почти достигли своего лимита.

Электромобили, авто на водороде, газогенераторные и паромобили вновь стали актуальными темами. Здравствуй, забытый 19 век!

Сейчас проявляется значительный рост интереса к двигателям, альтернативным ДВС на бензине и дизтопливе.

Британский инженер (опять Англия!) продемонстрировал новые возможности парового двигателя. Он создал свой Inspuration не только для демонстрации актуальности автомобилей паровой тяге. Его детище сделано для рекордов. 274 км/ч – такова скорость, которую разгоняют двенадцать котлов, установленных на 7,6 метровый болиде. Всего 40 литров воды достаточно, чтобы сжиженный газ буквально за миг довёл температуру пара до 400°С. Подумать только, истории понадобилось 103 года, чтобы побить рекорд скорости автомобиля на паровой тяге, установленный «Ракетой»!

В современном парогенераторе можно использовать уголь в виде порошка или другое дешёвое топливо, например, мазут, сжиженный газ. Именно поэтому паровые автомобили всегда были и будут популярны.

Но чтобы настало экологически чистое будущее, опять необходимо преодолевать сопротивление нефтяных лоббистов.

Паровые двигатели были установлены и приводили в движение большую часть паровозов в период начала 1800 и вплоть до 1950 годов прошлого века. Хочется отметить, что принцип работы этих двигателей всегда оставался неизменным, несмотря на изменение их конструкции и габаритов.

На анимированной иллюстрации приведен принцип работы парового двигателя.


Для генерации подаваемого на двигатель пара использовались котлы, работающие как на дровах и угле, так и на жидком топливе.

Первый такт

Пар из котла поступает в паровую камеру, из которой через паровую задвижку-клапан (обозначена синим цветом) попадает в верхнюю (переднюю) часть цилиндра. Давление, создаваемое паром, толкает поршень вниз к НМТ. Во время движения поршня от ВМТ к НМТ колесо делает пол оборота.

Выпуск

В самом конце движения поршня к НМТ паровой клапан смещается, выпуская остатки пара через выпускное окно, расположенное ниже клапана. Остатки пара вырываются наружу, создавая характерный для работы паровых двигателей звук.

Второй такт

В то же самое время, смещение клапана на выпуск остатков пара открывает вход пара в нижнюю (заднюю) часть цилиндра. Созданное паром в цилиндре давление заставляет поршень двигаться к ВМТ. В это время колесо делает еще пол оборота.

Выпуск

В конце движения поршня к ВМТ остатки пара освобождаются через все то же выпускное окно.

Цикл повторяется заново.

Паровой двигатель имеет т.н. мертвую точку в конце каждого хода, когда клапан переходит от такта расширения к выпуску. По этой причине каждый паровой двигатель имеет два цилиндра, что позволяет запускать двигатель из любого положения.

Изобретение паровых машин стало переломным моментом в истории человечества. Где-то на рубеже XVII-XVIII веков началась замена малоэффективного ручного труда, водяных колес и на совершенно новые и уникальные механизмы — паровые двигатели. Именно благодаря им стали возможны техническая и промышленная революции, да и весь прогресс человечества.

Но кто изобрел паровую машину? Кому человечество этим обязано? И когда это было? На все эти вопросы и постараемся найти ответы.

Еще до нашей эры

История создания паровой машины начинается еще в первых столетиях до нашей эры. Герон Александрийский описал механизм, который начинал работать только тогда, когда на него воздействовал пар. Устройство представляло собой шар, на котором были закреплены сопла. Из сопел по касательной выходил пар, тем самым заставляя двигатель вращаться. Это было первое устройство, которое работало на пару.

Создатель паровой машины (а точнее, турбины) — Таги-аль-Диноме (арабский философ, инженер и астроном). Его изобретение стало широко известно в Египте в XVI веке. Механизм был устроен следующим образом: потоки пара направляли прямо на механизм с лопастями, и когда дым валил — лопасти вращались. Нечто подобное в 1629 году предлагал и итальянский инженер Джованни Бранка. Главным недостатком всех этих изобретений был слишком большой расход пара, что в свою очередь требовало огромных затрат энергии и не было целесообразно. Разработки были приостановлены, так как тогдашних научных и технических знаний человечества было недостаточно. Кроме того, надобность в таких изобретениях напрочь отсутствовала.

Разработки

До XVII века создание паровой машины было невозможно. Но как только планка уровня развития человечества взлетела, тут же появились и первые экземпляры и изобретения. Хотя серьезно их никто на тот момент не воспринял. Так, например, в 1663 году английский ученый опубликовал в прессе проект своего изобретения, которое он установил в замке Реглан. Его устройство служило для того, чтобы поднимать воду на стены башен. Однако, как и все новое и неизведанное, данный проект был принят с сомнением, и спонсоров для его дальнейших разработок не нашлось.

История создания паровой машины начинается с изобретения пароатмосферной машины. В 1681 году ученый из Франции изобрел устройство, которое откачивало воду из шахт. В качестве движущей силы в первое время применялся порох, а затем его заменили на водяной пар. Так появилась пароатмосферная машина. Огромный вклад в ее усовершенствование внесли ученые из Англии Томас Ньюкомен и Томас Северен. Неоценимую помощь также оказал русский изобретатель-самоучка Иван Ползунов.

Неудавшаяся попытка Папена

Пароатмосферная машина, далекая в то время от совершенства, привлекла особое внимание в судостроительной области. Д. Папен свои последние сбережения потратил на приобретение небольшого судна, на котором занялся установкой водоподъемной пароатмосферной машины собственного производства. Механизм действия заключался в том, чтобы, падая с высоты, вода начинала вращать колеса.

Свои испытания изобретатель проводил в 1707 году на реке Фульде. Много народу собралось, чтобы посмотреть на чудо: двигающееся по реке судно без парусов и весел. Однако во время испытаний произошла катастрофа: взорвался двигатель и погибли несколько человек. Власти разозлились на неудачливого изобретателя и запретили ему какие-либо работы и проекты. Судно конфисковали и разрушили, а через несколько лет скончался и сам Папен.

Ошибка

У парохода Папена был следующий принцип работы. На дно цилиндра необходимо было залить небольшое количество воды. Под самим цилиндром располагалась жаровня, которая служила для нагревания жидкости. Когда вода начинала кипеть, образующийся пар, расширяясь, поднимал поршень. Из пространства над поршнем через специально оборудованный клапан выталкивался воздух. После того как вода закипала и начинал валить пар, необходимо было убрать жаровню, закрыть клапан, чтобы удалить воздух, и при помощи прохладной воды охладить стенки цилиндра. Благодаря таким действиям пар, находившийся в цилиндре, конденсировался, под поршнем образовывалось разрежение, и благодаря силе атмосферного давления поршень вновь возвращался на свое первоначальное место. Во время его движения вниз и совершалась полезная работа. Однако КПД паровой машины Папена был отрицательным. Двигатель парохода был крайне неэкономичен. А главное, он был слишком сложным и неудобным в эксплуатации. Поэтому изобретение Папена не имело будущего уже с самого начала.

Последователи

Однако история создания паровой машины на этом не закончилась. Следующим, уже гораздо более удачливым, чем Папен, оказался английский ученый Томас Ньюкомен. Он долго изучал работы своих предшественников, делая упор на слабые места. И взяв самое лучшее из их работ, создал в 1712 году свой аппарат. Новая паровая машина (фото представлено) была сконструирована следующим образом: использовались цилиндр, находившийся в вертикальном положении, а также поршень. Это Ньюкомен взял из работ Папена. Однако пар образовывался уже в другом котле. Вокруг поршня закреплялась цельная кожа, что значительно повышало герметичность внутри парового цилиндра. Данная машина также была пароатмосферной (вода поднималась из шахты при помощи атмосферного давления). Главными минусами изобретения были его громоздкость и неэкономичность: машина «съедала» огромное количество угля. Однако пользы она приносила значительно больше, чем изобретение Папена. Поэтому ее почти пятьдесят лет применяли в подземельях и шахтах. Ее использовали для откачивания грунтовых вод, а также для осушки кораблей. пытался преобразовать свою машину так, чтобы была возможность применять ее для движения транспорта. Однако все его попытки не увенчались успехом.

Следующим ученым, заявившим о себе, стал Д. Хулл из Англии. В 1736 году он представил миру свое изобретение: пароатмосферную машину, у которой в качестве движителя были лопастные колеса. Его разработка оказал более удачной, чем у Папена. Сразу же было выпущено несколько таких суден. В основном они использовались для того, чтобы буксировать баржи, корабли и другие суда. Однако надежность пароатмосферной машины не вызывала доверия, и суда оборудовали парусами как основным движителем.

И хотя Хуллу повезло больше, чем Папену, его изобретения постепенно потеряли актуальность, и от них отказались. Все-таки у пароатмосферных машин того времени было множество специфических недостатков.

История создания паровой машины в России

Следующий прорыв случился в Российской Империи. В 1766 году на металлургическом заводе в Барнауле была создана первая паровая машина, которая подавала в плавильные печи воздух при помощи специальных воздуходувных мехов. Создателем ее стал Иван Иванович Ползунов, которому за заслуги перед родиной даже дали офицерское звание. Изобретатель представил своему начальству чертежи и планы «огненной машины», способной приводить в действие воздуходувные мехи.

Однако судьба сыграла с Ползуновым злую шутку: через семь лет после того, как его проект был принят, а машина собрана, он заболел и умер от чахотки — всего за неделю до того, как начались испытания его двигателя. Однако его инструкций оказалось достаточно, чтобы завести двигатель.

Итак, 7 августа 1766 года паровая машина Ползунова была запущена и поставлена под нагрузку. Однако уже в ноябре того же года она сломалась. Причиной оказались слишком тонкие стенки котла, не предназначенного для нагрузки. Причем изобретатель в своих инструкциях писал, что этот котел можно использовать только во время испытаний. Изготовление нового котла легко бы окупилось, ведь КПД паровой машины Ползунова был положительный. За 1023 часа работы с ее помощью выплавили серебра 14 с лишним пудов!

Но несмотря на это, никто ремонтировать механизм не стал. Паровая машина Ползунова пылилась более 15 лет на складе, пока мир промышленности не стоял на месте и развивался. А потом и вовсе была разобрана на запчасти. Видимо, в тот момент Россия еще не доросла до паровых двигателей.

Требования времени

Между тем жизнь на месте не стояла. И человечество постоянно задумывалось над тем, чтобы создать механизм, позволяющий не зависеть от капризной природы, а самим управлять судьбой. От паруса все хотели отказаться как можно быстрее. Поэтому вопрос о создании парового механизма постоянно висел в воздухе. В 1753 году в Париже был выдвинут конкурс среди мастеров, ученых и изобретателей. Академия наук объявила награду тому, кто сможет создать механизм, способный заменить силу ветра. Но несмотря на то что в конкурсе участвовали такие умы, как Л. Эйлер, Д. Бернулли, Кантон де Лакруа и другие, дельного предложения не вынес никто.

Годы шли. И промышленная революция накрывала все больше и больше стран. Первенство и лидерство среди других держав доставалось неизменно Англии. К концу восемнадцатого века именно Великобритания стала создательницей крупной промышленности, благодаря чему завоевала титул всемирной монополистки в данной отрасли. Вопрос о механическом двигателе с каждым днем становился все более актуальным. И такой двигатель был создан.

Первая паровая машина в мире

1784 год стал для Англии и для всего мира переломным моментом в промышленной революции. И человеком, ответственным за это, стал английский механик Джеймс Уатт. Паровая машина, которую он создал, стала самым громким открытием века.

На протяжении нескольких лет изучал чертежи, строение и принципы работы пароатмосферных машин. И на основании всего этого он сделал вывод, что для эффективности работы двигателя необходимо сравнять температуры воды в цилиндре и пара, который попадает в механизм. Главный минус пароатмосферных машин заключался в постоянной необходимости охлаждения цилиндра водой. Это было расходно и неудобно.

Новая паровая машина была сконструирована иным образом. Так, цилиндр заключался в специальную рубашку из пара. Таким образом Уатт добился его постоянного нагретого состояния. Изобретатель создал специальный сосуд, погруженный в холодную воду (конденсатор). К нему трубой присоединялся цилиндр. Когда пар отрабатывался в цилиндре, то через трубу попадал в конденсатор и там превращался обратно в воду. Работая над усовершенствованием своей машины, Уатт создал разрежение в конденсаторе. Таким образом, весь пар, попадавший из цилиндра, конденсировался в нем. Благодаря этому нововведению очень сильно увеличивался процесс расширения пара, что в свою очередь позволяло извлекать из того же количества пара намного больше энергии. Это был венец успеха.

Создатель паровой машины также изменил и принцип подачи воздуха. Теперь пар попадал сначала под поршень, тем самым поднимая его, а затем собирался над поршнем, опуская. Таким образом, оба хода поршня в механизме стали рабочими, что ранее даже не представлялось возможным. А расход угля на одну лошадиную силу был в четыре раза меньше, чем, соответственно, у пароатмосферных машин, чего и добивался Джеймс Уатт. Паровая машина очень быстро завоевала сначала Великобританию, ну а затем и целый мир.

«Шарлотта Дандас»

После того как весь мир был поражен изобретением Джеймса Уатта, началось широкое применение паровых машин. Так, в 1802 году в Англии появился первый корабль на пару — катер «Шарлотта Дандас». Его создателем считается Уильям Саймингтон. Катер применялся в качестве буксировки барж по каналу. Роль движителя на судне играло гребное колесо, установленное на корме. Катер с первого раза успешно прошел испытания: отбуксировал две огромные баржи на 18 миль за шесть часов. При этом ему сильно мешал встречный ветер. Но он справился.

И все-таки его поставили на прикол, потому что опасались, что из-за сильных волн, которые создавались под гребным колесом, берега канала будут размыты. Кстати, на испытаниях «Шарлотты» присутствовал человек, которого весь мир сегодня считает создателем первого парохода.

в мире

Английский судостроитель с юношеских лет мечтал о судне с паровым двигателем. И вот его мечта стала осуществима. Ведь изобретение паровых машин стало новым толчком в судостроительстве. Вместе с посланником из Америки Р. Ливингстоном, который взял на себя материальную сторону вопроса, Фултон занялся проектом корабля с паровой машиной. Это было сложное изобретение, основанное на идее весельного движителя. По бортам судна тянулись в ряд плицы, имитирующие множество весел. При этом плицы то и дело мешали друг другу и ломались. Сегодня можно с легкостью сказать, что тот же эффект мог быть достигнут всего при трех-четырех плицах. Но с позиции науки и техники того времени это увидеть было нереально. Поэтому судостроителям приходилось намного сложнее.

В 1803 году изобретение Фултона было представлено всему миру. Пароход медленно и ровно шел по Сене, поражая умы и воображение многих ученых и деятелей Парижа. Однако правительство Наполеона отвергло проект, и раздосадованные судостроители вынуждены были искать счастья в Америке.

И вот в августе 1807 года первый в мире пароход под названием «Клермонт», в котором была задействована мощнейшая паровая машина (фото представлено), пошел по Гудзонскому заливу. Многие тогда просто не верили в успех.

В свой первый рейс «Клермонт» отправился без грузов и без пассажиров. Никто не хотел отправляться в путешествие на борту огнедышащего судна. Но уже на обратном пути появился первый пассажир — местный фермер, заплативший шесть долларов за билет. Он стал первым пассажиром в истории пароходства. Фултон был так сильно растроган, что предоставил смельчаку пожизненный бесплатный проезд на всех своих изобретениях.

ПАРОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ и ПАРОВОЙ АКСИАЛЬНО- ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Паровой роторный двигатель (паровая машина роторного типа) является уникальной силовой машиной, развитие производства которой до настоящего времени не получило должного развития.

С одной стороны- разнообразные конструкции роторных двигателей существовали ещё в последней трети 19-го века и даже неплохо работали, в том числе и для привода динамо-машин с целью выработки электрической энергии и электроснабжения всяких объектов. Но качество и точность изготовления таких паровых двигателей (паровых машин) было весьма примитивным, поэтому они имели малый КПД и невысокую мощность. С тех пор малые паровые машины ушли в прошлое, но вместе с действительно малоэффективными и бесперспективными поршневыми паровыми машинами в прошлое ушли и имеющие хорошую перспективу паровые роторные двигатели.

Главная причина- на уровне технологий конца 19-го века сделать действительно качественный, мощный и долговечный роторный двигатель не представлялось возможным.
Поэтому из всего многообразия паровых двигателей и паровых машин до нашего времени благополучно и активно дожили лишь паровые турбины огромной мощности (от 20 мВт и выше), на которых сегодня осуществляется около 75% выработки электроэнергии в нашей стране. Еще паровые турбины большой мощности дают энергию от атомных реакторов в боевых подводных лодках-ракетоносцах и на больших арктических ледоколах. Но это все огромные машины. Паровые турбины резко теряют всю свою эффективность при уменьшении их размеров.

…. Именно поэтому силовых паровых машин и паровых двигателей мощности ниже 2000 — 1500 кВт (2 — 1,5 мВт), которые бы эффективно работали на паре, получаемом от сжигания дешевого твердого топлива и различных бесплатных горючих отходов, сейчас в мире нет.
Вот в этой –то пустой сегодня области техники (и абсолютно голой, но очень нуждающейся в товарном предложении коммерческой нише), в этой рыночной нише силовых машин небольшой мощности, могут и должны занять своё очень достойное место паровые роторные двигатели. И потребность в них только в нашей стране — на десятки и десятки тысяч… Особенно такие малые и средние по мощности силовые машины для автономное электрогенерации и независимого электроснабжения нуждаются малые и средние предприятия в отдаленных от больших городов и крупных электростанций местностях: — на малых лесопилках, отдаленных приисках, на полевых станах и лесных делянках, и пр. и др.
…..

..
Давайте рассмотрим показатели, из-за которых паровые роторные двигатели оказываются лучше, чем их ближайшие сородичи — паровые машины в образе поршневых паровых двигателей и паровых турбин.
… — 1)
Роторные двигатели являются силовыми машинами объемного расширения – как поршневые двигатели. Т.е. они обладают небольшим потреблением пара на единицу мощности, потому что пар подается в их рабочие полости время от времени, и строго дозированными порциями, а не постоянным обильным потоком, как в паровых турбинах. Именно поэтому паровые роторные двигатели гораздо экономичнее паровых турбин на единицу выдаваемой мощности.
— 2) Роторные паровые двигатели имеют плечо приложения действующих газовых сил (плечо крутящего момента) значительно (в разы) больше, чем поршневые паровые двигатели. Поэтому развиваемая ими мощность гораздо выше, чем у паровых поршневых машин.
— 3) Паровые роторные двигатели имеют гораздо большее рабочий ход, чем поршневые паровые двигатели, т.е. имеют возможность переводить большую часть внутренней энергии пара в полезную работу.
— 4) Паровые роторные двигатели могут эффективно работать на насыщенном (влажном) паре, без затруднений допускать конденсацию значительной части пара с переходом её в воду прямо в рабочих секциях парового роторного двигателя. Это так же повышает КПД работы паросиловой установки с использованием парового роторного двигателя.
— 5 ) Паровые роторные двигатели работают на оборотах в 2-3 тыс. оборотов в минуту, что является оптимальной частотой вращения для выработки электричества, в отличие от слишком тихоходных поршневых двигателей (200-600 оборотов в минуту) традиционных паровых машин паровозного типа, или от слишком быстроходных турбин (10-20 тыс. оборотов в минуту).

При этом технологически паровые роторные двигатели относительно просты в изготовлении, что делает затраты на их изготовление относительно невысокими. В отличие от крайне дорогостоящих в производстве паровых турбин.

ИТАК, КРАТКИЙ ИТОГ ЭТОЙ СТАТЬИ — паровой роторный двигатель является весьма эффективной паровой силовой машиной для преобразования давления пара от тепла сгорающего твердого топлива и горючих отходов в механическую мощность и в электрическую энергию.

Автором настоящего сайта, уже получены более 5 патентов на изобретения по разным аспектам конструкций паровых роторных двигателей. А так же произведено некоторое количество небольших роторных двигателей мощностью от 3 до 7 кВт. Сейчас идет проектирование паровых роторных двигателей мощностью от 100 до 200 кВт.
Но у роторных двигателей есть «родовой недостаток» — сложная система уплотнений, которые для маленьких по размерам двигателей оказываются слишком сложными, миниатюрными и дорогими в изготовлении.

При этом автором сайта ведется разработка паровых аксиально поршневых двигателей с оппозитным — встречным движением поршней. Данная компоновка является наиболее энерго — производительной по мощности вариацией из всех возможных схем применения поршневой системы.
Данные двигатели в малых размерах получаются несколько дешевле и проще роторных моторов и уплотнения в них использхуються самые традиционные и самые простые.

Внизу размещено видео использования маленького аксиально-поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней.

В настоящее время идет изготовление такого аксиально-поршневого оппозитного двигателя на 30 кВт. Ресурс двигателя ожидается в несколько сотен тысячах моточасов ибо обороты парового двигателя в 3-4 раза ниже оборотов двигателя внутреннего сгорания, в пара трения «поршень- цилиндр» — подвергнута ионно -плазменному азотированию в вакуумной среде и твердость поверхностей трения составляет 62-64 ед по HRC. Подробно о процессе упрочения поверхности методом азотирования смотри .


Вот анимация принципа работы похожего по компоновке такого аксиально- поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней

Интересные паровые машины всех времен. История создания паровых машин

Изобретение паровых машин стало переломным моментом в истории человечества. Где-то на рубеже XVII-XVIII веков началась замена малоэффективного ручного труда, водяных колес и на совершенно новые и уникальные механизмы — паровые двигатели. Именно благодаря им стали возможны техническая и промышленная революции, да и весь прогресс человечества.

Но кто изобрел паровую машину? Кому человечество этим обязано? И когда это было? На все эти вопросы и постараемся найти ответы.

Еще до нашей эры

История создания паровой машины начинается еще в первых столетиях до нашей эры. Герон Александрийский описал механизм, который начинал работать только тогда, когда на него воздействовал пар. Устройство представляло собой шар, на котором были закреплены сопла. Из сопел по касательной выходил пар, тем самым заставляя двигатель вращаться. Это было первое устройство, которое работало на пару.

Создатель паровой машины (а точнее, турбины) — Таги-аль-Диноме (арабский философ, инженер и астроном). Его изобретение стало широко известно в Египте в XVI веке. Механизм был устроен следующим образом: потоки пара направляли прямо на механизм с лопастями, и когда дым валил — лопасти вращались. Нечто подобное в 1629 году предлагал и итальянский инженер Джованни Бранка. Главным недостатком всех этих изобретений был слишком большой расход пара, что в свою очередь требовало огромных затрат энергии и не было целесообразно. Разработки были приостановлены, так как тогдашних научных и технических знаний человечества было недостаточно. Кроме того, надобность в таких изобретениях напрочь отсутствовала.

Разработки

До XVII века создание паровой машины было невозможно. Но как только планка уровня развития человечества взлетела, тут же появились и первые экземпляры и изобретения. Хотя серьезно их никто на тот момент не воспринял. Так, например, в 1663 году английский ученый опубликовал в прессе проект своего изобретения, которое он установил в замке Реглан. Его устройство служило для того, чтобы поднимать воду на стены башен. Однако, как и все новое и неизведанное, данный проект был принят с сомнением, и спонсоров для его дальнейших разработок не нашлось.

История создания паровой машины начинается с изобретения пароатмосферной машины. В 1681 году ученый из Франции изобрел устройство, которое откачивало воду из шахт. В качестве движущей силы в первое время применялся порох, а затем его заменили на водяной пар. Так появилась пароатмосферная машина. Огромный вклад в ее усовершенствование внесли ученые из Англии Томас Ньюкомен и Томас Северен. Неоценимую помощь также оказал русский изобретатель-самоучка Иван Ползунов.

Неудавшаяся попытка Папена

Пароатмосферная машина, далекая в то время от совершенства, привлекла особое внимание в судостроительной области. Д. Папен свои последние сбережения потратил на приобретение небольшого судна, на котором занялся установкой водоподъемной пароатмосферной машины собственного производства. Механизм действия заключался в том, чтобы, падая с высоты, вода начинала вращать колеса.

Свои испытания изобретатель проводил в 1707 году на реке Фульде. Много народу собралось, чтобы посмотреть на чудо: двигающееся по реке судно без парусов и весел. Однако во время испытаний произошла катастрофа: взорвался двигатель и погибли несколько человек. Власти разозлились на неудачливого изобретателя и запретили ему какие-либо работы и проекты. Судно конфисковали и разрушили, а через несколько лет скончался и сам Папен.

Ошибка

У парохода Папена был следующий принцип работы. На дно цилиндра необходимо было залить небольшое количество воды. Под самим цилиндром располагалась жаровня, которая служила для нагревания жидкости. Когда вода начинала кипеть, образующийся пар, расширяясь, поднимал поршень. Из пространства над поршнем через специально оборудованный клапан выталкивался воздух. После того как вода закипала и начинал валить пар, необходимо было убрать жаровню, закрыть клапан, чтобы удалить воздух, и при помощи прохладной воды охладить стенки цилиндра. Благодаря таким действиям пар, находившийся в цилиндре, конденсировался, под поршнем образовывалось разрежение, и благодаря силе атмосферного давления поршень вновь возвращался на свое первоначальное место. Во время его движения вниз и совершалась полезная работа. Однако КПД паровой машины Папена был отрицательным. Двигатель парохода был крайне неэкономичен. А главное, он был слишком сложным и неудобным в эксплуатации. Поэтому изобретение Папена не имело будущего уже с самого начала.

Последователи

Однако история создания паровой машины на этом не закончилась. Следующим, уже гораздо более удачливым, чем Папен, оказался английский ученый Томас Ньюкомен. Он долго изучал работы своих предшественников, делая упор на слабые места. И взяв самое лучшее из их работ, создал в 1712 году свой аппарат. Новая паровая машина (фото представлено) была сконструирована следующим образом: использовались цилиндр, находившийся в вертикальном положении, а также поршень. Это Ньюкомен взял из работ Папена. Однако пар образовывался уже в другом котле. Вокруг поршня закреплялась цельная кожа, что значительно повышало герметичность внутри парового цилиндра. Данная машина также была пароатмосферной (вода поднималась из шахты при помощи атмосферного давления). Главными минусами изобретения были его громоздкость и неэкономичность: машина «съедала» огромное количество угля. Однако пользы она приносила значительно больше, чем изобретение Папена. Поэтому ее почти пятьдесят лет применяли в подземельях и шахтах. Ее использовали для откачивания грунтовых вод, а также для осушки кораблей. пытался преобразовать свою машину так, чтобы была возможность применять ее для движения транспорта. Однако все его попытки не увенчались успехом.

Следующим ученым, заявившим о себе, стал Д. Хулл из Англии. В 1736 году он представил миру свое изобретение: пароатмосферную машину, у которой в качестве движителя были лопастные колеса. Его разработка оказал более удачной, чем у Папена. Сразу же было выпущено несколько таких суден. В основном они использовались для того, чтобы буксировать баржи, корабли и другие суда. Однако надежность пароатмосферной машины не вызывала доверия, и суда оборудовали парусами как основным движителем.

И хотя Хуллу повезло больше, чем Папену, его изобретения постепенно потеряли актуальность, и от них отказались. Все-таки у пароатмосферных машин того времени было множество специфических недостатков.

История создания паровой машины в России

Следующий прорыв случился в Российской Империи. В 1766 году на металлургическом заводе в Барнауле была создана первая паровая машина, которая подавала в плавильные печи воздух при помощи специальных воздуходувных мехов. Создателем ее стал Иван Иванович Ползунов, которому за заслуги перед родиной даже дали офицерское звание. Изобретатель представил своему начальству чертежи и планы «огненной машины», способной приводить в действие воздуходувные мехи.

Однако судьба сыграла с Ползуновым злую шутку: через семь лет после того, как его проект был принят, а машина собрана, он заболел и умер от чахотки — всего за неделю до того, как начались испытания его двигателя. Однако его инструкций оказалось достаточно, чтобы завести двигатель.

Итак, 7 августа 1766 года паровая машина Ползунова была запущена и поставлена под нагрузку. Однако уже в ноябре того же года она сломалась. Причиной оказались слишком тонкие стенки котла, не предназначенного для нагрузки. Причем изобретатель в своих инструкциях писал, что этот котел можно использовать только во время испытаний. Изготовление нового котла легко бы окупилось, ведь КПД паровой машины Ползунова был положительный. За 1023 часа работы с ее помощью выплавили серебра 14 с лишним пудов!

Но несмотря на это, никто ремонтировать механизм не стал. Паровая машина Ползунова пылилась более 15 лет на складе, пока мир промышленности не стоял на месте и развивался. А потом и вовсе была разобрана на запчасти. Видимо, в тот момент Россия еще не доросла до паровых двигателей.

Требования времени

Между тем жизнь на месте не стояла. И человечество постоянно задумывалось над тем, чтобы создать механизм, позволяющий не зависеть от капризной природы, а самим управлять судьбой. От паруса все хотели отказаться как можно быстрее. Поэтому вопрос о создании парового механизма постоянно висел в воздухе. В 1753 году в Париже был выдвинут конкурс среди мастеров, ученых и изобретателей. Академия наук объявила награду тому, кто сможет создать механизм, способный заменить силу ветра. Но несмотря на то что в конкурсе участвовали такие умы, как Л. Эйлер, Д. Бернулли, Кантон де Лакруа и другие, дельного предложения не вынес никто.

Годы шли. И промышленная революция накрывала все больше и больше стран. Первенство и лидерство среди других держав доставалось неизменно Англии. К концу восемнадцатого века именно Великобритания стала создательницей крупной промышленности, благодаря чему завоевала титул всемирной монополистки в данной отрасли. Вопрос о механическом двигателе с каждым днем становился все более актуальным. И такой двигатель был создан.

Первая паровая машина в мире

1784 год стал для Англии и для всего мира переломным моментом в промышленной революции. И человеком, ответственным за это, стал английский механик Джеймс Уатт. Паровая машина, которую он создал, стала самым громким открытием века.

На протяжении нескольких лет изучал чертежи, строение и принципы работы пароатмосферных машин. И на основании всего этого он сделал вывод, что для эффективности работы двигателя необходимо сравнять температуры воды в цилиндре и пара, который попадает в механизм. Главный минус пароатмосферных машин заключался в постоянной необходимости охлаждения цилиндра водой. Это было расходно и неудобно.

Новая паровая машина была сконструирована иным образом. Так, цилиндр заключался в специальную рубашку из пара. Таким образом Уатт добился его постоянного нагретого состояния. Изобретатель создал специальный сосуд, погруженный в холодную воду (конденсатор). К нему трубой присоединялся цилиндр. Когда пар отрабатывался в цилиндре, то через трубу попадал в конденсатор и там превращался обратно в воду. Работая над усовершенствованием своей машины, Уатт создал разрежение в конденсаторе. Таким образом, весь пар, попадавший из цилиндра, конденсировался в нем. Благодаря этому нововведению очень сильно увеличивался процесс расширения пара, что в свою очередь позволяло извлекать из того же количества пара намного больше энергии. Это был венец успеха.

Создатель паровой машины также изменил и принцип подачи воздуха. Теперь пар попадал сначала под поршень, тем самым поднимая его, а затем собирался над поршнем, опуская. Таким образом, оба хода поршня в механизме стали рабочими, что ранее даже не представлялось возможным. А расход угля на одну лошадиную силу был в четыре раза меньше, чем, соответственно, у пароатмосферных машин, чего и добивался Джеймс Уатт. Паровая машина очень быстро завоевала сначала Великобританию, ну а затем и целый мир.

«Шарлотта Дандас»

После того как весь мир был поражен изобретением Джеймса Уатта, началось широкое применение паровых машин. Так, в 1802 году в Англии появился первый корабль на пару — катер «Шарлотта Дандас». Его создателем считается Уильям Саймингтон. Катер применялся в качестве буксировки барж по каналу. Роль движителя на судне играло гребное колесо, установленное на корме. Катер с первого раза успешно прошел испытания: отбуксировал две огромные баржи на 18 миль за шесть часов. При этом ему сильно мешал встречный ветер. Но он справился.

И все-таки его поставили на прикол, потому что опасались, что из-за сильных волн, которые создавались под гребным колесом, берега канала будут размыты. Кстати, на испытаниях «Шарлотты» присутствовал человек, которого весь мир сегодня считает создателем первого парохода.

в мире

Английский судостроитель с юношеских лет мечтал о судне с паровым двигателем. И вот его мечта стала осуществима. Ведь изобретение паровых машин стало новым толчком в судостроительстве. Вместе с посланником из Америки Р. Ливингстоном, который взял на себя материальную сторону вопроса, Фултон занялся проектом корабля с паровой машиной. Это было сложное изобретение, основанное на идее весельного движителя. По бортам судна тянулись в ряд плицы, имитирующие множество весел. При этом плицы то и дело мешали друг другу и ломались. Сегодня можно с легкостью сказать, что тот же эффект мог быть достигнут всего при трех-четырех плицах. Но с позиции науки и техники того времени это увидеть было нереально. Поэтому судостроителям приходилось намного сложнее.

В 1803 году изобретение Фултона было представлено всему миру. Пароход медленно и ровно шел по Сене, поражая умы и воображение многих ученых и деятелей Парижа. Однако правительство Наполеона отвергло проект, и раздосадованные судостроители вынуждены были искать счастья в Америке.

И вот в августе 1807 года первый в мире пароход под названием «Клермонт», в котором была задействована мощнейшая паровая машина (фото представлено), пошел по Гудзонскому заливу. Многие тогда просто не верили в успех.

В свой первый рейс «Клермонт» отправился без грузов и без пассажиров. Никто не хотел отправляться в путешествие на борту огнедышащего судна. Но уже на обратном пути появился первый пассажир — местный фермер, заплативший шесть долларов за билет. Он стал первым пассажиром в истории пароходства. Фултон был так сильно растроган, что предоставил смельчаку пожизненный бесплатный проезд на всех своих изобретениях.

Интерес к водяному пару, как доступному источнику энергии, появился вместе с первыми научными познаниями древних. Приручить эту энергию люди пытались на протяжении трёх тысячелетий. Каковы основные этапы этого пути? Чьи размышления и проекты научили человечество извлекать из него максимальную пользу?

Предпосылки появления паровых двигателей

Потребность в механизмах, способных облегчить трудоёмкие процессы, существовала всегда. Примерно до середины XVIII века для этой цели использовались ветряные мельницы и водяные колеса. Возможность использования энергии ветра напрямую зависит от капризов погоды. А для использования водяных колёс фабрики приходилось строить по берегам рек, что не всегда удобно и целесообразно. Да и эффективность тех и других была чрезвычайно мала. Нужен был принципиально новый двигатель, легко управляемый и лишённый этих недостатков.

История изобретения и совершенствования паровых двигателей

Создание парового двигателя — результат долгих размышлений, удач и крушений надежд множества учёных.

Начало пути

Первые, единичные проекты были лишь интересными диковинками. Например, Архимед сконструировал паровую пушку, Герон Александрийский использовал энергию пара для открывания дверей античных храмов. А заметки о практическом применении энергии пара для приведения в действие иных механизмов исследователи находят в трудах Леонардо да Винчи.

Рассмотрим наиболее значительные проекты по этой тематике.

В XVI веке арабский инженер Таги аль Дин разработал проект примитивной паровой турбины. Однако практического применения она не получила из-за сильного рассеяния струи пара, подаваемой на лопасти колеса турбины.

Перенесемся в средневековую Францию. Физик и талантливый изобретатель Дени Папен после многих неудачных проектов останавливается на следующей конструкции: вертикальный цилиндр заполняли водой, над которой устанавливали поршень.

Цилиндр нагревали, вода закипала и испарялась. Расширяющийся пар приподнимал поршень. Его закрепляли в верхней точке подъёма и ожидали остывания цилиндра и конденсации пара. После конденсации пара в цилиндре образовывался вакуум. Освобожденный от крепления поршень под действием атмосферного давления устремлялся в вакуум. Именно это падение поршня предполагалось использовать как рабочий ход.

Итак, полезный ход поршня был вызван образованием вакуума из-за конденсации пара и внешним (атмосферным) давлением.

Потому паровой двигатель Папена как и большинство последующих проектов получили название пароатмосферных машин.

Эта конструкция обладала весьма существенным недостатком — не была предусмотрена повторяемость цикла. Дени приходит к идее получать пар не в цилиндре, а отдельно в паровом котле.

В историю создания паровых двигателей Дени Папен вошел как изобретатель весьма важной детали — парового котла.

А поскольку пар стали получать вне цилиндра, сам двигатель перешел в разряд двигателей внешнего сгорания. Но из-за отсутствия распределительного механизма, обеспечивающего бесперебойную работу, эти проекты почти не нашли практического применения.

Новый этап в разработке паровых двигателей

Около 50 лет для откачки воды в угольных шахтах использовался паровой насос Томаса Ньюкомена. Он во многом повторял предыдущие конструкции, но содержал весьма важные новинки — трубу для вывода сконденсированного пара и предохранительный клапан для выпуска излишнего пара.

Его существенным минусом было то, что цилиндр приходилось то нагревать перед впрыскиванием пара, то охлаждать перед его конденсацией. Но потребность в таких двигателях была столь высока, что, несмотря на их очевидную неэкономичность, последние экземпляры этих машин прослужили вплоть до 1930 года.

В 1765 году английский механик Джеймс Уатт, занявшись усовершенствованием машины Ньюкомена, отделил конденсатор от парового цилиндра.

Появилась возможность цилиндр держать постоянно нагретым. КПД машины сразу вырос. В последующие годы Уатт значительно усовершенствует свою модель, оснастив её устройством для подачи пара то с одной, то с другой стороны.

Стало возможным использовать эту машину не только как насос, но и для приведения в действие различных станков. Уатт получил патент на свое изобретение — паровой двигатель непрерывного действия. Начинается массовый выпуск этих машин.

К началу XIX века в Англии работало более 320 паровых машин Уатта. Их стали закупать и другие европейские страны. Это способствовало значительному росту промышленного производства во многих отраслях как самой Англии, так соседних государств.

Двадцатью годами ранее Уатта, в России над проектом паровой машины работал алтайский механик Иван Иванович Ползунов.

Заводское начальство предложило ему построить агрегат, который приводил бы в действие воздуходувку плавильной печи.

Построенная им машина была двухцилиндровой и обеспечивала непрерывное действие подсоединённого к ней устройства.

Успешно проработав более полутора месяцев, котёл дал течь. Самого Ползунова к этому времени уже не было в живых. Ремонтировать машину не стали. И замечательное творение русского изобретателя-одиночки было забыто.

В силу отсталости России того времени мир узнал об изобретении И. И. Ползунова с большим опозданием….

Итак, для приведения в действие паровой машины необходимо, чтобы пар, вырабатываемый паровым котлом, расширяясь, давил на поршень или на лопасти турбины. А затем их движение передавалось другим механическим частям.

Применение паровых машин на транспорте

Несмотря на то, что КПД паровых двигателей того времени не превышал 5%, к концу XVIII века их стали активно использовать в сельском хозяйстве и на транспорте:

  • во Франции появляется автомобиль с паровым двигателем;
  • в США начинает курсировать пароход между городами Филадельфия и Берлингтон;
  • в Англии продемонстрирован железнодорожный локомотив на паровой тяге;
  • российский крестьянин из Саратовской губернии запатентовал построенный им гусеничный трактор мощностью 20 л. с.;
  • неоднократно предпринимались попытки построить самолёт с паровым двигателем, но, к сожалению, малая мощность этих агрегатов при большом весе самолёта делала эти попытки неудачными.

Уже к концу XIX столетия паровые двигатели, сыграв свою роль в техническом прогрессе общества, уступают место и электродвигателям.

Паровые устройства в XXI веке

С появлением новых источников энергии в XX и XXI веке снова появляется потребность в использовании энергии пара. Паровые турбины становятся неотъемлемой частью АЭС. Пар, приводящий их в действие, получают за счёт ядерного топлива.

Широко используются эти турбины и на конденсационных тепловых электростанциях.

В ряде стран проводятся эксперименты по получению пара за счёт солнечной энергии.

Не забыты и поршневые паровые двигатели. В горных местностях в качестве локомотива до сих пор используют паровозы.

Эти надёжные труженики и безопаснее, и дешевле. Линии электропередач им не нужны, а топливо — древесина и дешёвые сорта угля всегда под рукой.

Современные технологии позволяют улавливать до 95% выбросов в атмосферу и повысить КПД до 21%, так, что люди решили пока с ними не расставаться и работают над паровыми локомотивами нового поколения.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя

Возможности в использовании энергии пара были известны в начале нашей эры. Это подтверждает прибор под названием Героновский эолипил, созданный древнегреческим механиком Героном Александрийским. Древнее изобретение можно отнести к паровой турбине, шар которой вращался благодаря силе струй водяного пара.

Приспособить пар для работы двигателей стало возможным в XVII веке. Пользовались подобным изобретением недолго, однако оно внесло существенный вклад в развитие человечества. К тому же история изобретения паровых машин очень увлекательна.

Понятие

Паровая машина состоит из теплового двигателя внешнего сгорания, который из энергии водяного пара создает механическое движение поршня, а тот, в свою очередь, вращает вал. Мощность паровой машины принято измерять в ваттах.

История изобретения

История изобретения паровых машин связана со знаниями древнегреческой цивилизации. Долгое время трудами этой эпохи никто не пользовался. В XVI веке была предпринята попытка создать паровую турбину. Работал над этим в Египте турецкий физик и инженер Такиюддин аш-Шами.

Интерес к этой проблеме вновь появился в XVII веке. В 1629 году Джованни Бранка предложил свой вариант паровой турбины. Однако изобретения теряли большое количество энергии. Дальнейшие разработки требовали соответствующих экономических условий, которые появятся позднее.

Первым, кто изобрел паровую машину, считается Дени Папен. Изобретение представляло собой цилиндр с поршнем, поднимающимся за счет пара и опускающимся в результате его сгущения. Такой же принцип работы имели устройства Сэвери и Ньюкомена (1705). Оборудование применяли для выкачивания воды из выработок при добыче полезных ископаемых.

Окончательно усовершенствовать устройство удалось Уатту в 1769 году.

Изобретения Дени Папена

Дени Папен был по образованию медиком. Родившись во Франции, в 1675 году он переехал в Англию. Он известен многими своими изобретениями. Одним из них является скороварка, которую называли «Папенов котел».

Ему удалось выявить зависимость между двумя явлениями, а именно температурой кипения жидкости (воды) и появляющимся давлением. Благодаря этому он создал герметичный котел, внутри которого давление было повышено, из-за чего вода закипала позже обычного и повышалась температура обработки помещенных в него продуктов. Таким образом увеличивалась скорость приготовления пищи.

В 1674 году медик-изобретатель создал пороховой двигатель. Его работа заключалась в том, что при возгорании пороха в цилиндре перемещался поршень. В цилиндре образовывался слабый вакуум, и атмосферное давление возвращало поршень на место. Образующиеся при этом газообразные элементы выходили через клапан, а оставшиеся охлаждались.

К 1698 году Папену удалось создать по такому же принципу агрегат, работающий не на порохе, а на воде. Таким образом, первая паровая машина была создана. Несмотря на существенный прогресс, к которому могла привести идея, существенной выгоды она своему изобретателю не принесла. Связано это было с тем, что ранее другой механик, Сейвери, уже запатентовал паровой насос, а другого применения для подобных агрегатов к этому времени еще не придумали.

Дени Папен умер в Лондоне в 1714. Несмотря на то, что первая паровая машина была изобретена им, он покинул этот мир в нужде и одиночестве.

Изобретения Томаса Ньюкомена

Более удачливым в плане дивидендов оказался англичанин Ньюкомен. Когда Папен создал свою машину, Томасу было 35 лет. Он внимательно изучил работы Сэйвери и Папена и смог понять недостатки обеих конструкций. Из них он взял все лучшие идеи.

Уже к 1712 году в сотрудничестве с мастером по стеклам и водопроводам Джоном Калли он создал свою первую модель. Так продолжилась история изобретения паровых машин.

Кратко можно пояснить созданную модель так:

  • Конструкция совмещала в себе вертикальный цилиндр и поршень, как у Папена.
  • Создание пара происходило в отдельном котле, который работал по принципу машины Сэйвери.
  • Герметичность в паровом цилиндре достигалась за счет кожи, которой был обтянут поршень.

Агрегат Ньюкомена подымал воду из копей с помощью воздействия атмосферного давления. Машина отличалась солидными размерами и требовала для работы большого количества угля. Несмотря на эти недостатки, модель Ньюкомена использовали в шахтах полвека. Она даже позволила вновь открыть шахты, которые были заброшены из-за подтопления грунтовыми водами.

В 1722 году детище Ньюкомена доказало свою эффективность, откачав воду из корабля в Кронштадте всего за две недели. Система с ветряной мельницей смогла бы сделать это за год.

Из-за того, что машина была создана на основе ранних вариантов, английский механик не смог получить на нее патент. Конструкторы пытались применить изобретение для движения транспортного средства, но неудачно. На этом история изобретения паровых машин не прекратилась.

Изобретение Уатта

Первым изобрел оборудование компактных размеров, но достаточно мощное, Джеймс Уатт. Паровая машина была первой в своем роде. Механик из университета Глазго в 1763 году принялся чинить паровой агрегат Ньюкомена. В результате ремонта он понял, как сократить расход топлива. Для этого необходимо было держать цилиндр в постоянно нагретом состоянии. Однако паровая машина Уатта не могла быть готова, пока не решилась проблема конденсации пара.

Решение пришло, когда механик проходил мимо прачечных и заметил, что клубы пара выходят из-под крышек котлов. Он понял, что пар — это газ, и ему нужно перемещаться в цилиндре с пониженным давлением.

Добившись герметичности внутри парового цилиндра с помощью пеньковой веревки, пропитанной маслом, Уатт смог отказаться от атмосферного давления. Это стало большим шагом вперед.

В 1769 году механик получил патент, в котором прописывалось, что температура двигателя в паровой машине будет всегда равна температуре пара. Однако дела незадачливого изобретателя шли не так хорошо, как ожидалось. Он был вынужден заложить патент за долги.

В 1772 году он знакомится с Мэтью Болтоном, который был богатым промышленником. Тот выкупил и вернул Уатту его патенты. Изобретатель вернулся к работе, поддерживаемый Болтоном. В 1773 году паровая машина Уатта прошла испытание и показала, что потребляет угля значительно меньше своих аналогов. Через год в Англии начался выпуск его машин.

В 1781 году изобретателю удалось запатентовать свое следующее творение — паровую машину для приведения в движение промышленных станков. Спустя время все эти технологии позволят двигать при помощи пара поезда и пароходы. Это полностью перевернет жизнь человека.

Одним из людей, изменивших жизнь многих, стал Джеймс Уатт, паровая машина которого ускорила технический прогресс.

Изобретение Ползунова

Проект первой паровой машины, которая могла приводить в действие разнообразные рабочие механизмы, был создан в 1763 году. Разработал его русский механик И.Ползунов, работавший на горнорудных заводах Алтая.

Начальник заводов был ознакомлен с проектом и получил добро на создание устройства из Петербурга. Паровая машина Ползунова была признана, и работа по ее созданию была возложена на автора проекта. Последний хотел сперва собрать модель в миниатюре, чтобы выявить и устранить возможные недочеты, которые не видны на бумаге. Однако ему приказали начать строительство большой мощной машины.

Ползунову предоставили помощников, из которых двое были склонны к механике, а двое должны были выполнять подсобные работы. На создание паровой машины ушел один год и девять месяцев. Когда паровая машина Ползунова была почти готова, он заболел чахоткой. Умер создатель за несколько дней до проведения первых испытаний.

Все действия в машине проходили автоматически, она могла работать беспрерывно. Это было доказано в 1766 году, когда ученики Ползунова провели последние испытания. Спустя месяц оборудование было сдано в эксплуатацию.

Машина не просто окупила затраченные средства, но и дала прибыль своим владельцам. К осени котел дал течь, и работы остановились. Агрегат можно было починить, но это не заинтересовало заводское начальство. Машина была заброшена, а спустя десятилетие разобрана по ненадобности.

Принцип действия

Для работы всей системы необходим паровой котел. Образовавшийся пар расширяется и давит на поршень, в результате чего происходит движение механических частей.

Принцип действия лучше изучить с помощью иллюстрации, представленной ниже.

Если не расписывать детали, то работа паровой машины заключается в преобразовании энергии пара в механическое движение поршня.

Коэффициент полезного действия

КПД паровой машины определяется отношением полезной механической работы по отношению к затраченному количеству тепла, которое содержится в топливе. В расчет не берется энергия, которая выделяется в окружающую среду в качестве тепла.

КПД паровой машины измеряется в процентах. Практический КПД будет составлять 1-8%. При наличии конденсатора и расширении проточной части показатель может возрасти до 25%.

Преимущества

Главным преимуществом парового оборудования является то, что котел в качестве топлива может использовать любой источник тепла, как уголь, так и уран. Это существенно отличает его от двигателя внутреннего сгорания. В зависимости от типа последнего требуется определенный вид топлива.

История изобретения паровых машин показала преимущества, которые заметны и сегодня, поскольку для парового аналога можно использовать ядерную энергию. Сам по себе ядерный реактор не может преобразовывать свою энергию в механическую работу, но он способен выделять большое количество тепла. Оно то и используется для образования пара, который приведет машину в движение. Таким же образом может применяться солнечная энергия.

Локомотивы, работающие на пару, хорошо показывают себя на большой высоте. Эффективность их работы не страдает от пониженного в горах атмосферного давления. Паровозы до сих пор применяют в горах Латинской Америки.

В Австрии и Швейцарии используют новые версии паровозов, работающих на сухом пару. Они показывают высокую эффективность благодаря многим усовершенствованиям. Они не требовательны в обслуживании и потребляют в качестве топлива легкие нефтяные фракции. По экономическим показателям они сравнимы с современными электровозами. При этом паровозы значительно легче своих дизельных и электрических собратьев. Это большое преимущество в условиях горной местности.

Недостатки

К недостаткам относится, прежде всего, низкий КПД. К этому стоит добавить громоздкость конструкции и тихоходность. Особенно это стало заметно после появления двигателя внутреннего сгорания.

Применение

Кто изобрел паровую машину, уже известно. Осталось узнать, где их применяли. До середины ХХ века паровые машины применяли в промышленности. Также их использовали для железнодорожного и парового транспорта.

Заводы, которые эксплуатировали паровые двигатели :

  • сахарные;
  • спичечные;
  • бумажные фабрики;
  • текстильные;
  • пищевые предприятия (в отдельных случаях).

Паровые турбины также относятся к данному оборудованию. С их помощью до сих пор работают генераторы электроэнергии. Около 80% мировой электроэнергии вырабатывается с применением паровых турбин.

В свое время были созданы различные виды транспорта, работающие на паровом двигателе. Некоторые не прижились из-за нерешенных проблем, а другие продолжают работать и в наши дни.

Транспорт с паровым двигателем:

  • автомобиль;
  • трактор;
  • экскаватор;
  • самолет;
  • локомотив;
  • судно;
  • тягач.

Такова история изобретения паровых машин. Кратко можно рассмотреть удачный пример о гоночном автомобиле Серполле, созданном в 1902 году. На нем был установлен мировой рекорд по скорости, который составил 120 км в час на суше. Именно поэтому паровые авто были конкурентоспособными по отношению к электрическим и бензиновым аналогам.

Так, в США в 1900 году больше всего было выпущено паровых машин. Они встречались на дорогах до тридцатых годов ХХ века.

Большая часть подобного транспорта стала непопулярной после появления двигателя внутреннего сгорания, чей КПД значительно выше. Такие машины были более экономичными, при этом легкими и скоростными.

Стимпанк как веяние эпохи паровых машин

Говоря о паровых машинах, хочется упомянуть о популярном направлении — стимпанке. Термин состоит из двух английских слов — «пар» и «протест». Стимпанк — это вид научной фантастики, которая повествует о второй половине XIX века в викторианской Англии. Данный период в истории часто упоминается как Эпоха пара.

Все произведения имеют одну отличительную особенность — они повествуют о жизни второй половины XIX века, стиль повествования при этом напоминает роман Герберта Уэллса «Машина времени». В сюжетах описываются городские пейзажи, общественные строения, техника. Особое место уделяется дирижаблям, старинным машинам, причудливым изобретениям. Все металлические детали крепились при помощи клепок, поскольку сварку еще не применяли.

Термин «стимпанк» возник в 1987 году. Его популярность связана с появлением романа «Разностная машина». Написан он был в 1990 году Уильямом Гибсоном и Брюсом Стерлингом.

В начале XXI века в этом направлении было выпущено несколько известных кинофильмов:

  • «Машина времени»;
  • «Лига выдающихся джентльменов»;
  • «Ван Хельсинг».

К предтечам стимпанка можно отнести произведения Жюля Верна и Григория Адамова. Интерес к этому направлению время от времени проявляется во всех сферах жизни — от кинематографа до повседневной одежды.

Ровно 245 лет назад – 5 января 1769 года – Джеймс Уатт получил патент на изобретённую им паровую машину. Чем не повод вспомнить историю создания паровой машины с самых древних времён?

Собственно сам патент и его обладатель –

История создания паровой машины начинается с того, что первое описание прибора, который приводился в движение при помощи пара, датируется первым веком и принадлежит Герону Александрийскому.

Пар, выходя по касательной из дюз, которые были закреплены на шаре, и заставляли его вращаться.

Настоящая паровая турбина была сконструирована уже в средневековом Египте, инженером 16-го века, астрономом и философом арабом Таки-ад-Дином Мухаммедом. История создания паровой машины продолжалась. Он изобрел методику вращения вертела при помощи пара. Он был направлен на лопасти, зафиксированные по ободу колеса.

Итальянский инженер Джованни Бранка предложил похожую машину в 1629 году. Она была предназначена для вращения цилиндрического анкерного приспособления в ступах, которое в свою очередь поднимало и опускало пару пестов в ступах. В таких паровых машинах паровой поток не был концентрированным, и это приводило к большим потерям энергии, ведь значительная часть энергии пара рассеивалась во всех направлениях.

Для дальнейшего развития истории создания паровой машины — парового приспособления — нужна была экономическая обстановка, при которой разработчики двигателя могли бы воспользоваться его результатом. Но в античной эпохе, как и в средневековье, и даже в Эпохе Возрождения таких условий не было. И только лишь к концу 17-го века были созданы паровые агрегаты, но пока как единичные курьезы. Первую машину создал испанский изобретатель Иеронимо Аянс де Бомонт. Его изобретения оказали немалое влияние на патент Т. Севери.

Англичанин Эдвард Сомерсет в 1655 году описал основной принцип действия паровых машин и спектр их применения. В 1663 году он напечатал проект, и в замке Реглан установил устройство для подъема воды на стену большой башни. Данное устройство приводилось в движение при помощи пара (еще в 19-м веке можно было увидеть углубления в стене, где располагался двигатель). Но желающих рискнуть деньгами ради этого изобретения не нашлось, и поэтому дальнейшая разработка паровой машины оказалась невозможна. Французский физик и изобретатель Дени Папен тоже внёс свой вклад в историю создания паровой машины – он работал над созданием вакуума, а закрытом цилиндре.

Сотрудничая с голландским физиком Гюйгенсом, он в 1670-х годах работал над агрегатом, который бы путем взрыва вытеснял воздух из цилиндра.

Папен видел неполноту вакуума получаемого при взрыве, поэтому после прибытия в Великобританию в 1680 году, разработал такой же цилиндр, но при помощи кипящей воды, которая образовывала конденсат в цилиндре, добился более полного вакуума.

Так данным агрегатом он сумел при помощи веревки переброшенной через шкив, поднять груз, прикрепленный к поршню. Но машина работала только для демонстрации ее возможностей, и для повторной работы надо было ее полностью разобрать, а затем собрать сначала. Тогда изобретатель понял, что для автоматизации цикла, надо производить пар в отдельном котле. Благодаря этому Папена считают изобретателем парового котла, и таким образом он открыл путь паровому двигателю Ньюкомена.

Но он не предложил полную конструкцию функционирующей паровой машины. Папен внёс огромный вклад в историю создания паровой машины тем, что работал над проектированием лодки, которая приводилась в движение при помощи колеса с реактивной силой в сочетании с изобретениями Севери и Таки ад-Дина. Так же ему приписывают изобретение еще ряда важных устройств, одно из них предохранительный клапан.

Из всех описанных приспособлений для решения нужных и полезных задач фактического применения не нашло ни одно. Первый паровой двигатель (за всю историю создания паровой машины), который принес реальную пользу, был разработан военным инженером из Англии Томасом Севери в 1698 году. Эта конструкция — «пожарная установка». В 1698 году Севери получил на нее патент. В целом это был поршневой насос, но довольно не эффективный, потому что во время охлаждения контейнера терялось тепло пара. Из-за высокого давления пара трубопроводы и емкости двигателя иногда взрывались, поэтому в эксплуатации он был крайне опасен. Этот агрегат применялся в других отраслях, на водяных мельницах для вращения колес, а в шахтах с его помощью откачивали воду. Поэтому изобретатель дал конструкции еще одно название «друг рудокопа».

В 1712 году английский кузнец представил свое изобретение – «атмосферный двигатель».

Это была усовершенствованная модель парового двигателя Севери, только Ньюкомен в нем значительно уменьшил рабочий напор пара. Впервые этот двигатель был применен для откачки жидкости из глубокой шахты. В данном насосе коромысло связано с тягой, спускающейся к камере насоса в шахту. Возвратно-поступательные движения тяги переходили к поршню насоса, подававшему наверх воду. Этот паровой двигатель Ньюкомена стал первым двигателем в истории создания паровой машины, который получил широкое применение на практике. Именно с изобретением этого двигателя связывают начало промышленной революции в Великобритании.

В 1763 году в России была разработана первая вакуумная двухцилиндровая паровая машина.

Спроектировал ее механик И. И. Ползунов, а уже в 1764 году она была построена.

Применили ее на Барнаульских Колывано – Воскресенских заводах для того, что бы привести в рабочее состояние воздуходувные меха.

Следующими кто повысил эффективность паровых машин и внёс огромный вклад в историю создания паровой машины, были англичанин Ричард Тревитик и американец Оливер Эванс. Тревитик построил однотактовые промышленные двигатели высокого давления.

Многим они известны как «корноуэльские двигатели». Их рабочее давление составляло 50 фунтов на дюйм квадратный, или же 345 кПа (3,405 атмосферы). Но увеличение давление вело к увеличению опасности взрывов в котлах и машинах, а это в свою очередь приводило к множественным авариям. Поэтому одной из главных деталей на паровых машинах считался предохранительный клапан. Его предназначение это выпуск лишнего давления. Безопасная и надежная работа этих агрегатов началась с накоплением опыта и после стандартизации операций сооружения, эксплуатации и обслуживания.

Поставить пар на службу человечеству люди смогли лишь в самом конце XVII века. Но еще в начале нашей эры древнегреческий математик и механик Герон Александрийский наглядно показал, что с паром можно и нужно дружить. Наглядным подтверждением тому стал Героновский эолипил, фактически, первая паровая турбина — шар, который вращался силой струй водяного пара. К великому сожалению, многие удивительные изобретения древних греков на долгие столетия были прочно забыты. Лишь к XVII столетию относится описание чего-то, похожего на паровую машину. Француз Соломон де Ко (Salomon de Caus), бывший одно время строителем и инженером у Фридриха V Пфальцского, в своем сочинении от 1615 года описал полый железный шар с двумя трубками: принимающей и выводящей жидкость. Если наполнить шар водой и подогреть, то по второй трубке вода начнет подниматься наверх, повинуясь воздействию паров. В 1663 году уже англичанин Эдвард Сомерсет (Edward Somerset), маркиз Уорчестерский, написал брошюру, в которой рассказал о машине, могущей поднимать воду наверх. Тогда же Сомерсет получил патент («привилегию») на описанную машину. Как видим, все мысли изобретателей Нового времени вращались вокруг выкачивания воды из шахт и копей, что, надо отметить, проистекало из насущной задачи. Поэтому неудивительно, что следующие три изобретателя, о которых пойдет речь ниже, также были в первую очередь озабочены созданием паровой машины для откачки воды. Ближе к самому завершению XVII века два человека в Европе результативнее других работали над укрощением пара — Дени Папен (Denis Papin) и Томас Сэйвери (Thomas Savery).

«Огненная» машина Сэйвери.

Англичанин Сэйвери 2 июля 1698 года получил патент на машину для откачки воды из шахт. В патенте говорилось: «Жалуется привилегия Томасу Сэйвери за проведенное им одним испытания нового изобретения для подъема воды, вращения любых видов мельниц путем сил огня, что будет очень важно для осушения шахт, снабжения городов водой и вращения всех видов мельниц». Опытный образец под названием «Огненный мотор» (Fire engine) в 1699 году был выставлен напоказ в Королевском Научном обществе в Лондоне. Машина Сэйвери функционировала таким образом: герметичный резервуар наполнялся паром, а после внешнюю поверхность резервуара охлаждали холодной водой, из-за чего пар конденсировался, создавая в резервуаре частичный вакуум. Затем вода со дна со дна шахты через заборную трубу засасывалась в резервуар и, после впуска новой порции пара, выталкивалась наружу через выпускную трубу. Стоит отметить, что изобретение Сэйвери походило на машину Сомерсета, и многие полагают, что Сэйвери напрямую отталкивался от последней. К сожалению, у «огненной» машины Сэйвери нашлись недостатки. Самый главный из них — невозможность поднимать воду с глубины более 15 метров, хотя в то время уже существовали шахты, чья глубина превышала 100 метров. Кроме того, машина потребляла очень много топлива, что не было оправдано даже близостью большого количества угля на шахте. Француз Дени Папен, медик по образованию, в 1675 году переехал в Лондон. Папен сделал несколько открытий, которые навечно вписали его имя в историю. Для начала Папен изобретает скороварку — «Папенов котел». Бывший медик смог установить зависимость между давлением и температурой кипения воды. Герметичный котел с предохранительным клапаном благодаря повышенному давлению внутри доводил воду до кипения гораздо позже, поэтому температура обработки продуктов повышалась и последние готовились в разы быстрее. В 1674 году Папен создал пороховой двигатель: в цилиндре воспламенялся порох, отчего поршень внутри цилиндра перемещался. Одна «партия» газов выпускалась из цилиндра через специальный клапан, а другая — охлаждалась. В цилиндре образовывался вакуум (пусть и слабенький), и атмосферное давление опускало поршень вниз. В 1698 году Папен изобретает паровую машину с применением воды, которая нагревалась внутри вертикального цилиндра — образовавшийся пар двигал поршень вверх. Затем цилиндр охлаждали водой, пар конденсировался и возникал вакуум. Все то же атмосферное давление заставляло поршень опускаться. Несмотря на прогрессивность своей машины (наличие поршня), Папен не смог извлечь из нее каких-либо значимых дивидендов, поскольку Сэйвери запатентовал паровой насос, а других способов применения для паровых машин на тот момент не наблюдалось (хотя в патенте Сэйвери и указывалась возможность «вращения мельниц»). В 1714 году, в столице Британской империи, Папен скончался в нужде и одиночестве. Гораздо более удачливым оказался другой англичанин — Томас Ньюкомен (Thomas Newcomen), родившийся в 1663 году. Ньюкомен внимательно ознакомился с работами и Сэйвери, и Папена, отчего смог понять слабые места прежних машин, одновременно взяв от них самое лучшее. В 1712 году вместе со стекольщиком и водопроводчиком Джоном Калли (John Calley) он строит свою первую паровую машину. В ней использовался вертикальный цилиндр с поршнем, как у машины Папена. Однако пар образовывался в отдельном паровом котле, что было схоже с принципом действия «огненной» машины Сэйвери. Герметичность внутри парового цилиндра была повышена за счет кожи, которая закреплялась вокруг поршня. Машина Ньюкомена тоже являлась пароатмосферной, т.е. подъем воды из шахты осуществлялся при воздействии атмосферного давления. Она была довольно громоздкой и «поедала» много угля. Тем не менее, практической пользы машина Ньюкомена приносила несравненно больше, отчего ее почти полстолетия применяли в шахтах. В Англии, например, она позволила вновь открыть заброшенные шахты, которые затопило грунтовыми водами. И еще один яркий пример эффективности машины Ньюкомена — в 1722 году в Кронштадте в сухом доке воду из корабля откачали в течение двух недель, в то время как с устаревшей системой откачки с помощью ветряных мельниц на это ушел бы год. Несмотря на все это, Томас Ньюкомен не получил патент на свою паровую машину из-за патента Сэйвери. Возможность применения паровой машины Ньюкомена с целью приведения в движение транспортного средства конструкторами рассматривалась, в частности, для привода гребного колеса на судне. Однако попытки успехом не увенчались. Изобрести компактную, но мощную паровую машину довелось Джеймсу Уатту (James Watt). В 1763 году Уатту, механику университета Глазго, дали задание починить паровую машину Ньюкомена. В процессе ремонта Уатт приходит к следующей идее — цилиндр паровой машины нужно держать постоянно нагретым, что резко сократит расход топлива. Оставалось лишь понять, как в таком случае конденсировать пар. Осенило Уатта, когда он совершал вечерний моцион возле прачечных. При виде облаков пара, стремящихся выбраться из-под крышек котлов, изобретатель вдруг осознал, что пар является газом, и он должен перемещаться в цилиндр с пониженным давлением. Уатт решительно берется за дело. Он применяет водяной насос и металлические трубки, из которых насос станет откачивать воду и пар, создавая в последних пониженное давление, а оно, из трубок, начнет передаваться в рабочий цилиндр паровой машины. Для рабочего хода Уатт применяет давление пара, отказываясь тем самым от атмосферного давления, что стало большим шагом вперед. Для этой цели, чтобы пар не проходил между цилиндром и поршнем, пеньковой веревкой, пропитанной маслом, обматывали поршень вдоль специальных бороздок. Такой способ позволял добиться достаточно высокой герметичности внутри парового цилиндра. В 1769 году Уатт получил патент на «создание парового двигателя, в котором температура двигателя всегда будет равна температуре пара, несмотря на то, что пар будет охлаждаться до температуры ниже ста градусов». В 1772 году Джеймс Уатт свел знакомство с промышленником Мэтью Болтоном (Mathew Bolton). Этот богатый господин выкупил и возвратил Уатту все его патенты, которые незадачливый изобретатель вынужден был заложить за долги. При поддержке Болтона работа Уатта ускорилась. Уже в 1773-м Уатт испытывает свою паровую машину; она выполняла все ту же функцию парового насоса, но угля требовала гораздо меньше. Видя очевидные преимущества машины Уатта, Болтон открывает совместную с изобретателем компанию по производству паровых машин, и в 1774 году в Англии начинается их выпуск. Реализация паровых машин шла настолько хорошо, что Болтон захотел построить новый прокатный цех, для чего попросил Уатта создать специальную паровую машину — для привода прокатных станков. Уатт блестяще справился с задачей, и в 1781 году запатентовал паровую машину «для осуществления движения вокруг оси с целью приведения в действие других машин». Таким образом, на свет появилась первая паровая машина не для поднятия воды со дна шахт, а для приведения в движение машин. Новая машина Уатта обладала рядом усовершенствований. Например, регулятором для равномерного вращения главного вала паровой машины, а также планетарным механизмом для создания кругового движения. Последний Уатт изобретает потому, что применить кривошипно-шатунный механизм ему не позволяет действующий патент. Но в 1784 году Уатту все же удалось добиться разрешения на использование в паровой машине кривошипно-шатунного механизма. Таким образом, созданная Уаттом первая в мире универсальная паровая машина стала приводить в движение промышленные станки, возвещая о приходе эры паровых машин. Очень скоро пар станет двигать пароходы и поезда, благодаря чему жизнь человека в корне изменится. Огромные заслуги Джеймса Уатта не прошли незамеченными для потомков — в 1819 году приказом английского парламента в Вестминстерском аббатстве великому изобретателю поставили мраморный памятник. Считается, что первый пароход построил американец Роберт Фултон (Robert Fulton) в 1807 году — его корабль с гребным колесом назывался «Клермонт». Поначалу Фултон пытался с помощью пара приводить в движение весла, но затем обратился к более удачной идее колеса. Первое плавание на «Клермонте» Фултон совершил один, поскольку жители окрестностей наотрез отказались сесть в «дьявольски» дымящую посудину. Зато на обратном пути к Фултону все-таки подсел один смелый человек, за что и получил от изобретателя право на пожизненный бесплатный проезд на «Клермонте». Затем рейсы судна Фултона стали обыденностью — «Клермонт» перевозил людей по реке Гудзон от Нью-Йорка до Олбани, развивая скоростью около 5 узлов (9 км/ч). Первый винтовой пароход построил в 1838 году англичанин Френсис Смит (Francis Smith). Использование гребных винтов вместо гребных колес позволило значительно улучшить ходовые качества пароходов. На пароходах постепенно исчезают вспомогательные паруса (вспомним, что в 1819 году американский пароход «Саванна» пересек Атлантический океан по большей части с помощью парусов), а к началу ХХ века в историю уходят и сами парусные корабли. Первый паровоз построил британец Ричард Тревитик (Richard Trevithick). Это была повозка с паровым двигателем, двигающаяся по рельсам со скоростью 7 км/ч и перевозившая состав весом 7 тонн. В 1804 году для испытания паровоза Тревитика в Лондоне построили небольшую рельсовую дорогу. В наше время и пароходы, и паровозы уже давно стали исторической диковинкой, которую, правда, можно встретить в самых разных странах. Так, в Норвегии на озере Мьёс до сих пор функционирует самый старый колесный пароход в мире — «Скибладнер», построенный еще в 1856 году. В свою очередь, паровозы активно эксплуатируются в странах третьего мира, а это значит, что пар по-прежнему верой и правдой служит человечеству.

«Паровая телега» Кюньо.

Отдельная веха в истории пара — паровые автомобили. Первую действовавшую паровую автомашину («паровую телегу») построил француз Никола-Жозеф Кюньо (Cugot) в 1769 году. Это была очень тяжелая, весившая более тонны повозка, с управлением которой едва могли справиться два человека. Эстетически машина выглядела не слишком красиво — котел, словно горшок на ухвате, размещался впереди транспорта. «Телега» Кюньо развивала скорость около 2-4 км/ч и могла перевозить до 3 тонн груза. Эксплуатировать ее было сложно — для поддержки давления пара, которое быстро падало, приходилось каждые четверть часа останавливаться и зажигать топку. В конце концов, в очередной испытательной поездке Кюньо и кочегар (между прочим, кочегар по-французски звучит как «шоффер», откуда и произошло затем слово «шофер») потерпели аварию на крутом повороте, отчего котел взорвался, наведя шуму на весь Париж. Кюньо построил новую «телегу», но в массы она не пошла. В 1794 году ее сдали в музей. Значительный вклад в развитие паровых автомашин внес еще один француз — Леон Эммануэль Серполле (Leon Serpollet). В 1875 году он создал небольшую, но мощную автомашину на пару. Леон решил, что воде лучше нагреваться не в котле, а в разогретых трубках, где она превращается в пар очень быстро. Первой работающей машиной Серполле стал двухместный трехколесный экипаж из дерева. Поначалу полиция запрещала французу ездить даже по ночам, но в 1888 году все же сдалась и выдала официальную бумагу с разрешением на поездки. На этом Серполле не остановился. Вместо угля он начинает использовать жидкое топливо, которое подавалось на две горелки. В 1900 году он открывает фирму совместно с американцем Фрэнком Гарднером (Frank Gardner) — Gardner- Serpollet. В 1902 году Серполле создал гоночный паровой автомобиль и установил на нем в Ницце мировой рекорд скорости на суше — 120,77 км/ч. Неудивительно, что на тот момент паровые автомобили вполне удачно конкурировали с бензиновыми и электрическими собратьями. Особенно процветали первые в США, где, например, в 1900 году выпустили 1690 паровых, 1585 электрических и всего 936 бензиновых автомобилей. Паровые авто использовались в США вплоть до 30-х годов ХХ века. В первой половине XIX века также строились паровые тракторы, в частности, с гусеничным ходом. Однако коэффициент полезного действия паровых двигателей равнялся лишь 5%. По этой причине в начале ХХ века паровые двигатели на автомашинах были заменены двигателями внутреннего сгорания. С их помощью автомобили стали более экономичными, легкими и скоростными. Нельзя не упомянуть и о других, менее удачных применениях пара в конце ХIХ — начале ХХ веков. Широкое распространение пароходов, паровозов и паровых автомашин подтолкнуло изобретателей к мысли, что пар можно использовать в авиации и в армии. Увы, пар в этих областях пригодится не смог. Хотя уже к середине ХIХ века насчитывалось несколько попыток создания аэропланов с паровым двигателем. Англичанин Уильям Хенсон (William Henson) построил аппарат «Эриел Стим Кэрридж», обладавший паровым двигателем мощностью 25-30 л.с., который приводил в действие воздушные винты диаметром 3,05 м. Чтобы уменьшить вес машины, обычный котел был заменен системой сосудов конической формы с использованием воздушного конденсатора. В 1844-1847 годах Хенсон безуспешно испытывал свои аэропланы. Все они закончились неудачно. Но уже в 1848 году Джон Стрингфеллоу (John Stringfellow) все-таки построил аэроплан, который оторвался от земли, хотя и не надолго. Апофеозом «паромании» в авиастроении стал аэроплан Хайрема Стивенса Максима (Hayrem Stivens Maxim), который обладал паровой машиной мощностью в 360 л.с., а размерами мог сравниться с двухэтажным домом. Неудивительно, что аэроплан Максима рухнул в одночасье, как и все мечты человека покорить воздух с помощью пара. Хотя, отметим, что в 1896 году американец Сэмюэл Пирпонт Ленгли (Samuel Pierpont Langley) все-таки построил аэроплан с паровым двигателем, который без пилота пролетел примерно километр, пока не израсходовал топливо. Свое творение Ленгли назвал «аэродромом» (в переводе с древнегреческого — «бегущий в воздухе»). Однако к началу ХХ века всем было понятно, что громоздкие паровые двигатели не годятся для воздухоплавания, тем более, что к этому времени на аэропланах отлично себя зарекомендовали бензиновые двигатели — 17 декабря 1903 года в небе появился знаменитый самолет братьев Райт, снабженный бензиновым двигателем. Не лучше обстояли дела с паром в армии. А ведь еще сам Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci) описал пушку, выстреливающую снарядами силой только огня и воды. Великий флорентиец предположил, что длинный медный ствол с ядром, положенный в печь одним концом, сможет выбросить снаряд, если в отсек за ядром впрыснуть немного воды, когда труба сильно разогреется. Леонардо полагал, что вода при такой высокой температуре испарится очень быстро и, став аналогом пороха, вытолкнет ядро на огромной скорости. Стоит отметить, что идея паровой пушки приписывается Архимеду. В рукописях древних упоминается о том, что во время осады Сиракуз в 212 году до нашей эры римские корабли обстреляли из пушек. Но ведь пороха тогда в Европе не было! И Леонардо да Винчи предположил наличие у Архимеда, чьи устройства обороняли Сиракузы, паровых пушек. Проверить эту идею да Винчи решил греческий инженер Иоанис Саккас (Ionis Sakkas). Он построил деревянную пушку, к тыльной части которой закреплялся котел, нагреваемый до 400°С. Как и предлагал Леонардо да Винчи, в специальный клапан подавалась вода, которая, испаряясь мгновенно, врывалась паром в дуло, отчего бетонное ядро в опытах Саккаса улетало на расстояние 30-40 м. Проверить «быль» о пушках Архимеда брались также студенты университета MIT и участники телесериала «Разрушители легенд», правда, без успеха, подобного достижению Саккаса. В XIX веке к пару вновь вернулись, но создать реально боеспособное оружие (пушку либо пулемет) не удалось. В 1826-1829 годах российский инженер-полковник корпуса путей сообщения А. Карелин изготовил медную 7-линейную (17,5 мм) опытную паровую пушку. Стрельба велась шаровыми пулями при помощи водяного пара, скорострельность достигала 50 выстрелов в минуту. Но испытания, проведенные в 1829-м, не впечатлили «приемную комиссию», которая сочла пушку излишне сложной для использования в полевых условиях. В завершение данной статьи нельзя не упомянуть о стимпанке (англ. «steampunk», от «steam» — «пар» и «punk» — «протест»). Это направление научной фантастики описывает эпоху пара времен Викторианской Англии (вторая половина XIX века) и раннего капитализма (начало ХХ века). Соответственно описываются городские пейзажи, персонажи, общественные настроения и т.д. Сам термин появился в 1987 году. Популярность жанр стимпанк приобрел после появления романа «Разностная машина» Уильяма Гибсона и Брюса Стерлинга (1990). Предтечами стимпанка можно назвать Жюля Верна и Григория Адамова. В последние годы появилось много кинофильмов в стиле стимпанк, самые известные из них — «Дикий, Дикий Запад» (1999), «Машина времени» (2002), «Лига выдающихся джентльменов» (2003) и «Ван Хельсинг» (2004). К стимпанку хронологически примыкает дизельпанк — жанр, описывающий технологический мир 20-50-х годов XX века, весьма близкий, надо отметить, к техномиру начала ХХ века.

№ 1440: Паровые двигатели в Англии

Сегодня посмотрим на паровые машины 18 века. Англия. Колледж Университета Хьюстона Engineering представляет серию о машинах которые заставляют нашу цивилизацию работать, а людей чья изобретательность создала их.

Паровые машины были английским уникальный подарок промышленной революции.И все же они были удивительно незначительным присутствием во время этого технологическая революция. Томас Савери построил паровой насос в 1698 году. Несколько лет спустя Томас Ньюкомен построил паровую машину. Когда Ватт и Боултон начал продавать двигатели в 1776 г., паровой существует уже семьдесят лет и почти шесть было построено сто двигателей.

Первые двигатели Уатта поставили около шести лошадиных сил, немногим больше, чем у ранних двигателей Ньюкомена. сделал.Но двигатели Уатта были меньше, и вскоре он четырехкратная энергоэффективность. К 1800 году несколько ватт двигатели могут обеспечить столько же мощности, сколько ваш автомобильный двигатель.

Но они ни в коем случае не подошли бы под капот вашего автомобиля. Двигатели Ньюкомена стояли два этажей с цилиндрами размером до десяти футов в диаметр.Двигатели Уатта были компактнее, но до сих пор огромен по нашим меркам. И они не начались доминировать в производстве электроэнергии. К 1800 году две тысячи в Великобритании работали паровые машины. Меньше чем пятьсот были у Ватта.

В большей схеме вещей, которая все еще была мелкий картофель. На протяжении 18 века большинство мощность продолжала поступать от водяных колес и ветряные мельницы.Производители двигателей никогда не устанавливали более несколько сотен новых лошадиных сил каждый год. Но двигатели, которые они сделали, подбирали специализированные рабочие места, необходимые для остальных Промышленная революция — это как откачка воды из шахты, чтобы мы могли иметь уголь и металлы, которые мы нужный.

К 1800 году общая мощность каждой паровой машины из когда-либо построенных в сумме с производительностью одного из наших крупных стационарные дизельные двигатели.Стим не менял Английская сельская местность за одну ночь, но это было крадущийся конь революции. Паровые машины были агенты перемен, которые далеко превзошли все их создатели когда-либо думали.

Так пар вырезал свое место в силовом приводе, стальной, 19 век. Возьмем железные дороги: Англичане никогда не были великими строителями дорог.Для 1500 лет, они мало что сделали, чтобы превзойти Система римских дорог. Затем окраинные торговцы создали отличная система каналов для перемещения их новых изготовленных товаров, и они добавили конно-железнодорожное сообщение к перевозка грузов между каналами. Эта идея пришла из шахт, где трамваи использовались для перемещения уголь и руда.

Когда Ричард Треветик построил паровоз в 1804 г., железнодорожные системы существовали десятилетиями. и новое поколение легковесных двигатели были готовы изменить саму нашу концепцию движение.История была похожа на паровой двигатель. лодки.

Так пар шел по маленьким кошачьим лапкам — подталкивая и подталкивание во время того, что Диккенс справедливо назвал эпоха веры и эпоха недоверия. Пар наконец стал хорошо заметным центром технологии, которые полностью изменили нашу жизнь на Планета земля.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета. где нас интересует, как изобретательные умы работай.

(Музыкальная тема)

Паровозы были супероружием 19-го века | Джеймс Симпсон | War Is Boring

ДЖЕЙМС СИМПСОН

Поезда были передовым оружием войны в 19 веке, и все крупные державы выясняли, как их использовать.Европейцы научились передвигать войска поездом. Американцы — как бороться с на дрезинах. Британцы, тем временем, обнаружили, что могут управлять империей с гусениц.

В современном мире танков, бомбардировщиков и подводных лодок трудно поверить, что поезд когда-то был удивительно мобильной оружейной платформой. Они могли быть прикованы к своим рельсам, но на протяжении более века поезда были самым быстрым средством доставки войск и артиллерии к линиям фронта по всему миру.

Изобретение железной дороги сформировало войну на столетие.Рельсы позволяли проецировать силу на огромные расстояния — и на скоростях, которые были бы невозможны ни пешком, ни на лошади.

Это первая статья в нашей новой серии статей об истории военной железнодорожной энергетики — от первых экспериментов в постнаполеоновской Европе до советских ядерных ракетоносцев времен холодной войны.

Наша история начинается в Англии в 1830 году с открытия первой в мире крупной междугородной железной дороги общего пользования — между Ливерпулем и Манчестером. Великобритания переживала промышленный бум.Железные дороги предлагали пропускную способность и скорость, которые удовлетворили жажду Англии в сырье.

От этой первой крупной железной дороги общего пользования предприниматели пересекали британскую сельскую местность отрезками пути. Их поспешность хорошо видна в статистике. В 1830 году в Британии было всего 97,5 миль гусениц стандартной ширины. Это увеличилось до 208 миль к 1833 году, 403 миль к 1836 году и 970 миль к 1839 году. Количество пассажиров росло аналогичным образом.

Пока мир сходил с ума по поездам, державы континентальной Европы вскоре осознали стратегический потенциал паровой революции.

Выдающийся промышленник Фридрих Харкорт был одним из первых, кто призвал Пруссию инвестировать в строительство оборонительной железной дороги в 1833 году. Согласно планам Харкорта, линия должна была пройти между городом-крепостью Минден и Кёльном, недалеко от французской границы.

Другие гражданские тоже были охвачены поездной лихорадкой. Саксонский писатель Карл Эдуард Пёниц также подтолкнул прусское правительство к инвестированию в железнодорожную инфраструктуру на границах соперников Франции и Австрии.

В Палате депутатов Франции, нижней палате парламента страны, депутат от Дьеппа резюмировал, что сделало железную дорогу такой привлекательной для европейских держав в течение следующих 80 лет.

«Если бы страна могла таким образом быстро перебросить значительные массы войск в любой данный пункт на своих границах, не стала бы она непобедимой и не была бы она также в состоянии добиться значительной экономии своих военных расходов?»

Скорость, вместимость и экономическая эффективность были тремя многообещающими понятиями в постнаполеоновской Европе. Железная дорога казалась решением военной проблемы, которая преследовала европейские державы со времен Французской революции.

Призыв значительно изменил масштаб ведения войны.Там, где армии когда-то выставляли силы в десятки тысяч человек, Grande Armée Наполеона состояло из сотен тысяч человек.

Большая армия создала большие проблемы с логистикой. Для дополнительной рабочей силы требовалось больше лошадей для обозов снабжения и верховых животных.

Лошади даже не были особенно эффективным инструментом логистики. Каждому животному требовалось 20 фунтов корма в день, но оно могло нести только 200 фунтов — лошадь могла путешествовать менее 10 дней, прежде чем нуждалась в пополнении запасов.Каждый дополнительный фунт боеприпасов, пороха и пайков еще больше истощал этот боевой диапазон.

Лошади и повозки также двигались медленнее, чем средний солдат. Во время кампании Наполеона в России Grande Armée проходили от 15 до 20 миль в день… но их припасы проходили всего от 10 до 12 миль. В то время как люди и домашний скот пытались жить за счет земли, размер армии и убежища русских в засоленной земле делали добычу пищи далеко не устойчивой.

«Железнодорожный транспорт», придуманный британским писателем начала 20-го века Эдвином А.Пратт предложил экономию за счет масштаба этих огромных военных усилий, с которыми лошадь просто не могла сравниться. Поезда могли перевозить персонал и припасы 24 часа в сутки со скоростью, в шесть раз превышающей скорость традиционного конного конвоя. Они могли даже перевезти лошадей вперед к линиям, чтобы ускорить существующие логистические возможности.

Во время готовящейся военной революции весь европейский континент вступил в железнодорожную гонку вооружений, а Великобритания с большим интересом наблюдала за ней.

Вверху — британские военно-морские силы строят Большую Крымскую центральную железную дорогу в 1851 году. Изображение из общественного достояния. Вверху — британские солдаты у железнодорожного монитора в Египте в 1882 году. Искусство, являющееся общественным достоянием.

Европа движется вперед

Первой демонстрацией военной эффективности железных дорог стало польское восстание 1846 года. Пруссия бросила 12 000 солдат Шестого армейского корпуса с орудиями и лошадьми в Вольный город Краков, чтобы помочь подавить польское восстание. В этот период националистических восстаний Россия и Австрия также использовали свои железные дороги против подобных восстаний с 1848 по 1850 год.

Отсутствие инфраструктуры и опыта помешало успеху этих ранних начинаний. Из-за отсутствия подвижного состава, подходящих платформ и двухпутных перегонов поезда иногда шли гораздо медленнее, чем человек мог идти пешком.

Австрия первой сделала это правильно. В 1851 году Австрийская империя перевезла 145 000 человек, почти 2 000 лошадей, 48 артиллерийских орудий и 464 транспортных средства на расстояние 187 миль.

Путешествие заняло бы 15 дней пешком — австрийские поезда преодолели его всего за два.

Боевые действия на континенте еще больше отточили европейское владение железной дорогой, особенно в Германии. В 1871 году Северо-Германская Конфедерация под руководством Пруссии вторглась во Францию. Пруссия разместила 462 000 человек с их оборудованием, артиллерией и лошадьми на железнодорожной сети, состоящей из 40 поездов в день по шести различным маршрутам.

Железная дорога была настолько важна для Конфедерации, что она направила 100 000 солдат только для защиты этих жизненно важных линий снабжения.

Оказавшись на территории Франции, Пруссия обратила французскую железнодорожную сеть в свою пользу, перевозя персонал, продовольствие и технику в Париж.После вынужденной осады французской столицы Северогерманская Конфедерация официально стала Германской империей. Победа Германии над Францией сделала ее доминирующей державой на континенте — во многом благодаря поезду.

Британия не полностью отсутствовала в европейских конфликтах ранней Эпохи пара. В отличие от континентальных держав, Британия не интересовалась железной дорогой как средством национальной обороны — это была работа Королевского флота. Но Британия не могла консолидировать свою растущую империю только с моря.

Поскольку доступу в Индию угрожало вторжение России в Дунайские княжества, в 1854 году Великобритания начала войну, чтобы помочь Османско-Турецкой империи.

Чтобы сломить источник российской силы в Черном море, Великобритания решила уничтожить военно-морскую базу в Севастополе. Великобритания ожидала, что совместное англо-французское нападение на порт будет короткой кампанией, но сопротивление России и плохая погода затянули осаду в суровую крымскую зиму.

Зимние бури отрезали небольшую грунтовую дорогу, которая снабжала британские войска высоко на Херсонесском плато.Отрезанная от источника снабжения в Балаклаве, британская экспедиция начала терять солдат и лошадей из-за холода, болезней и голода.

Узнав о трагическом повороте событий в Крыму, британские железнодорожники вызвались помочь. Трое заинтересованных железнодорожников предложили построить железную дорогу — по себестоимости — для доставки припасов из Балаклавы в войска.

Инженеры-строители покинули Англию в декабре 1854 года и прибыли в Балаклаву в феврале. Их люди — «морские пехотинцы» из навигационных каналов, которые они построили по всей Британии, — построили пристань в гавани и через неделю уже прокладывали путь из города.

За две недели рабочие проложили милю пути. Неделю спустя они достигли плато, где окопались союзные войска. Через семь недель военно-морские силы проложили семь миль двухпутных рельсов, обслуживаемых комбинацией паровых двигателей и конных вагонов. Эти поезда доставляли припасы войскам, в том числе 500 полевых орудий, а затем доставляли раненых британцев в Балаклаву для лечения.

Сытые и снабженные боеприпасами англичане и французы в начале апреля возобновили бомбардировку русских укреплений.Без припасов, доставленных военно-морскими силами, той весной осада рухнула бы.

Крым преподал Британии важный урок о необходимости железнодорожного транспорта в постнаполеоновской войне. Великобритания построит железные дороги через свою империю, как в Крыму. Однако поезда будут перевозить не только военные и гражданские грузы — Британия также извлечет уроки из роли поездов в Гражданской войне в США.

Железнодорожное орудие во время осады Петербурга во время Гражданской войны в США.Библиотека Конгресса, фото

Американский опыт

Гражданская война в США охватила огромные расстояния, не похожие ни на какие современные войны в Европе. Во время войны поезд созрел не только как транспортное средство, но и как мобильная артиллерийская платформа. Уроки, которые извлекли и Север, и Юг, в конечном итоге повлияли на военную железнодорожную стратегию во всем мире.

Гражданская война стала свидетелем самого амбициозного военного переброски в истории. В 1863 году силы Конфедерации под командованием ген.Брэкстон Брэгг осадил союзную армию Камберленда в Чаттануге. Как и британцы в Севастополе, войска Союза начали голодать — и ответом стали поезда.

По приказу Прес. Авраам Линкольн, XI и XII корпуса Потомакской армии совершили переход длиной 1168 миль из Вирджинии в Бриджпорт, штат Теннесси. Путешествие пешком заняло бы больше месяца, но Военная железная дорога США преодолела его всего за 12 дней . Фактически, большая часть пехоты прибыла туда несколькими днями ранее.

Из-за различий в стандартах между железнодорожными компаниями и преимуществ более узкой колеи по сравнению с гористой местностью к 1860 году в Америке использовалось семь колеек.

Даже изменение ширины колеи не замедлило работу.

В Европе российские военные планировщики железных дорог выбрали более широкую колею, чем германская и австрийская, чтобы предотвратить вторжение по железной дороге — гораздо проще сузить колею поезда, чем сделать ее шире. Юг также выиграл от своей более широкой 5-футовой колеи благодаря тому факту, что регион отделился от до . Конгресс стандартизировал 4-футовую 8½-дюймовую колею в 1862 году.

Удобно для Потомакской армии, однако, многие изменения ширины колеи происходили при переходах через реки без железнодорожных мостов, где войска и техника все равно должны были высаживаться .

Решающая победа в кампании Чаттануги не могла бы состояться без этих подкреплений. Без дополнительных 22 000 человек, 3 000 вьючных животных и 25 артиллерийских батарей генерал-майор Улисс С. Грант не смог бы снова открыть линии снабжения для осажденных войск.Прорыв осады и отступление южан в Джорджию стало началом конца для армии Конфедерации.

Однако поезда не просто доставляли оружие на фронт. Во время Гражданской войны поезда стали самостоятельным оружием с появлением броневиков и железнодорожных орудий.

Бронеавтомобили представляли собой железнодорожные доты — бронированные вагоны, оснащенные морской пушкой, горными орудиями, многозарядными винтовками и бойницами для снайперов. Они получили название «мониторы» в честь легендарного парохода USS Monitor .

Наблюдатели проводят антирейдерское патрулирование и охраняют мосты — наиболее уязвимые стратегические узкие места в железнодорожной сети.

Первые такие лафеты имели стационарные орудия на плавучих установках, что позволяло вести огонь только вперед. Более поздние версии позволяли поворачивать пушку — «переворачивать» — для стрельбы в сторону. Это позволило конвою разместить мониторы в середине поезда, где его пушки могли защитить фланги конвоя.

В то время как мониторы служили ранними бронетранспортерами, Гражданская война также представила еще одно пророческое оружие.Железнодорожное орудие — механизированная артиллерия 19 века.

Способная перевозить тяжелые грузы на большие расстояния с большой скоростью, «железнодорожная батарея» имела большой смысл. Огромный вес пушек большего диаметра ограничивал их использование военно-морскими кораблями и фортами. Поезд позволил Северу и Югу перевезти это разрушительное оружие вглубь страны.

Первое зарегистрированное использование железнодорожного орудия было во время атаки на станцию ​​Сэвиджа 29 июня 1862 года. Столкнувшись с превосходящим количеством пушек, генерал.Роберт Э. Ли поручил ВМС Конфедерации построить железнодорожную мобильную артиллерийскую платформу. Результатом стал «Dry Land Merrimack» — отсылка к другому известному броненосному пароходу .

Land Merrimack был платформой, перевозившей обращенную вперед 32-фунтовую пушку Brooke с 200 патронами. Обшитый железом каземат защищал как пушку, так и ее экипаж от лобового огня.

Во время войны Союз также производил железнодорожные орудия, в том числе 13-дюймовый морской миномет, известный как «Диктатор».

Диктатор представлял собой толстую, похожую на котел смертоносную луковицу из чугуна. Во время осады Петербурга в 1864 и 1865 годах 218-фунтовые снаряды обрушились на 4200 ярдов. Отдача миномета была настолько сильной, что всего за пять выстрелов она сломала усиленную платформу орудия. Это остановило обстрел, пока артиллерийский расчет ремонтировал и укреплял лафет.

Железнодорожной артиллерии потребовалось гораздо больше времени, чтобы превратиться в полезное оружие, чем броневикам. Во время Гражданской войны эти пушки могли стрелять только вдоль рельсов.Это был серьезно ограничивающий фактор, который не был решен до тех пор, пока европейские державы не разработали сложные механизмы пересечения в 20-м веке.

Технологические разработки времен Гражданской войны казались самодельными. Отчаянные бои охватили новые виды оружия, подходящие для очень специфических задач, но эти задачи перекликались с европейским опытом. Европейские державы освоили бы и бронепоезд, и железнодорожную пушку в ХХ веке, но Британия не могла так долго ждать.

Британская пехота садится в бронепоезд во время англо-бурской войны. Horace W. Nicholls photo

Британские колониальные железнодорожные войны

С усилением британских колониальных и имперских интересов Британия в последние десятилетия 19-го века снова обнаружила, что ей приходится развертывать свои экспедиционные возможности по развитию железных дорог.

Объединив уроки Крыма с распространением железнодорожных боевых действий во время Гражданской войны в США, Британия впервые тактически реализовала железную дорогу в Египте после националистического восстания Ахмеда Ураби в 1882 году.

После яростной бомбардировки Александрии десант Королевского флота взял город под свой контроль. Несколькими неделями позже в Александрию прибыли подкрепления британской армии и начали патрулирование окрестностей, чтобы определить местонахождение и оценить численность египетских войск.

Первое крупное сражение произошло при Кафр-эль-Дауваре. Бронепоезд ad hoc с 40-фунтовой пушкой, многоствольным органным орудием Nordenfelt, двумя пушками Гатлинга и двумя девятифунтовыми морскими орудиями поддерживал 2400 британских солдат, моряков и морских пехотинцев, когда они столкнулись с 2100 египтянами.Эта разведывательная операция закончилась отступлением англичан, потерявших троих убитыми и 27 ранеными.

Несмотря на общее поражение, поезд показал себя превосходно. Он защищал подход другого поезда с Королевской морской пехотой. Затем морские пехотинцы высадились и атаковали египетские позиции, в то время как морские орудия в броневике заставили замолчать египетские пушки.

Британцы в значительной степени вышли из Александрии после Кафр-эль-Даувар и отплыли в Порт-Саид, чтобы атаковать Каир из зоны канала.

Битва при Кафр-эль-Даваре завела англо-египетскую войну в тупик, но она стала основополагающим моментом для британской железнодорожной войны. Эти методы были дополнительно отточены в 1885 году в Судане, где Великобритания снова построила железную дорогу для поддержки продолжающейся военной операции, и в Индии в 1886 году.

путь войны.

Железная дорога имела решающее значение не только для британской способности вести войну в Южной Африке, но и для ведения самой войны.Буры явно купились на это — первоначальные цели бурского ополчения располагались вдоль трех железных дорог региона.

Британцы построили железные дороги, чтобы добывать природные богатства Южной Африки в виде алмазов и других ресурсов. Они также переправляли жизненно важные военные грузы с британских военно-морских баз на военные аванпосты по всей стране. В результате железнодорожная сеть стала главной целью бурской милиции.

Британия уже знала, что ответом на угрозу железнодорожной сети был… бронепоезд.

Королевские инженеры Британской армии руководили государственными железнодорожными станциями в Южной Африке и Родезии, построив 13 бронепоездов. В состав поездов входили вагоны-мониторы с бойницами, чтобы пехота могла сражаться из-за безопасности броневика. Другие машины несли пушки Максима с помпонами и корабельные орудия для дополнительной огневой мощи.

В ходе войны Великобритания использовала свои бронепоезда в различных целях — для поддержки пехоты, укрепления и защиты железнодорожной инфраструктуры, сопровождения поездов, разведки и круглосуточного патрулирования.Все эти миссии были изучены в его предыдущих колониальных приключениях.

Помимо броневиков, британцы установили 4,7-дюймовые орудия на платформы и использовали их против буров при осаде и освобождении Ледисмита.

Великобритания полностью внедрила и внедрила железнодорожную энергетику в своей колониальной доктрине. Но железо, камень и древесина железнодорожной инфраструктуры оказались гораздо более уязвимыми, чем казалось.

Бронепоезда всегда подвергались опасности из-за перерезания линий, мин и засад.Здесь Британия снова обратилась к Гражданской войне в США и задействовала «толкачи».

Вагон-толкач представлял собой безмоторную платформу, загруженную деталями и инструментами для ремонта железной дороги и сопутствующей телеграфной сети. Локомотив толкал вагон впереди поезда, чтобы привести в действие взрывчатку, защититься от тарана или пожертвовать собой от таких методов схода с рельсов, как ослабление или изгиб рельсов. Низкий профиль машины-толкача позволял вооруженным вагонам сзади вести огонь по целям впереди.

Засады были обычным явлением, но самой известной из них была засада на бронепоезде с Уинстоном Черчиллем, который работал журналистом в Morning Post .

Бурское ополчение заблокировало железную дорогу перед британским поездом в точке возле Фрера. Засада в тылу использовала валун, чтобы пустить под откос один из бронированных пехотных вагонов поезда.

Все еще соединенный с сошедшим с рельсов вагоном, бронированный локомотив в передней части поезда попал под обстрел тяжелых орудий Vickers-Maxim и полевых орудий. Как только они освободили сошедший с рельсов вагон, поезду удалось избежать засады, оставив 50 солдат в руках буров.

Война закончилась, когда британские военные установили контроль над всей железнодорожной сетью в сердце буров.Бурское ополчение продолжало курсировать через внешнее железнодорожное сообщение с Португальской Восточной Африкой — современный Мозамбик — которое оно использовало для снабжения своих сил в ходе войны.

Без этой логистической помощи британская политика концентрации населения и выжженной земли лишила буров поддержки и припасов. К маю 1902 года сдались последние буры.

Вторая англо-бурская война определила понимание Британией того, как проводить кампанию против повстанцев и как сохранить контроль над своими колониальными интересами.Это были уроки, которые британцы использовали по всему миру в течение следующих 60 лет.

Британская империя построила железные дороги через Африку и Азию не только для извлечения природных богатств для получения имперской прибыли, но и для ведения ограниченной войны, чтобы сохранить контроль над местной инфраструктурой и населением.

Колониальный контекст отличал британский опыт от американских и континентальных европейских уроков железнодорожного транспорта. Новообретенный британский способ ведения войны оставался с ним до распада империи, но Первая мировая война была не за горами, а вместе с ней и переломным моментом в современной войне.

Эволюция локомотива

21 февраля 1804 года британский горный инженер, изобретатель и исследователь Ричард Тревитик представил первый полноценный работающий железнодорожный паровоз в валлийском шахтерском городке Мертир-Тидвил. После этого дебюта локомотивы работали на множестве видов топлива, включая древесину, уголь и нефть. Затем, в 1913 году, дизельные локомотивы вышли на сцену в Швеции, а затем в США в 1939 году и продолжают доминировать в мире сегодня.

Локомотивы претерпели значительные изменения с момента их создания, со временем становясь все более эффективными и экологичными. Давайте обратимся к истории использования локомотивов Union Pacific, чтобы увидеть, как они превратились в современные экологически чистые электростанции, которые могут перемещать одну тонну груза на 480 миль на одном галлоне топлива.

1868 — СР №60 и УП №119 — Американский Тип

Самая популярная колесная формула в Америке 19 века, локомотивы американского типа подходили для всех типов железнодорожных перевозок, включая как пассажирские, так и грузовые.Эти два локомотива — «Юпитер» компании Central Pacific (на фото вверху) и № 119 компании Union Pacific (на фото вверху страницы) — имеют решающее значение для истории железных дорог. Когда они встретились в Промонтори-Саммит, штат Юта, 10 мая 1869 года, мечта о трансконтинентальной железной дороге стала реальностью.

up No. 119 — Американский тип
— Американский тип
Длина : 41 ’10 «
Вес: 68 400 фунтов
Топливо: уголь

CP № 60 — американский тип
Длина : 41 ‘ 02”
Вес: 65 400 фунтов
Топливо: Древесина

1905 — СП №4151 — Кабина вперед — AC-7

Обладая уникальной колесной формулой, характерной для южной части Тихого океана, эти массивные шарнирно-сочлененные локомотивы были разработаны для большей мощности и эффективности на крутых горных перевалах в Сьерра-Неваде. Эти локомотивы, также уникальные для южной части Тихого океана, продолжили инновационную конфигурацию «кабина вперед», благодаря которой машинная бригада опережала выхлоп пара через мили туннелей и снежных навесов.

Длина: 106 футов
Вес: 639 800 фунтов
Топливо: Топливо бункера C

1941 — УП №4014 — Большой мальчик

Самые большие и тяжелые паровозы из когда-либо разработанных, эти локомотивы должны были быть названы локомотивами класса «Уосатч» из-за предполагаемой области их эксплуатации на линиях Union Pacific через Вайоминг. Вместо этого культовые «Большие мальчики» были названы сотрудником Американской локомотивной компании (ALCO), который написал мелом «Большой мальчик» на передней части котла, и это имя прижилось. После длительного процесса восстановления Union Pacific Big Boy № 4014 вернулся в строй в мае 2019 года, чтобы отпраздновать 150-летие завершения строительства Трансконтинентальной железной дороги.

Длина: 132 фута 9 7/8 дюйма
Вес: 1 189 500 фунтов
Топливо: Уголь и более поздние версии, масло

1944 — УП 844 — Северный

Прозванный «Живой легендой» Union Pacific, паровоз № 844 стал последним паровозом, построенным для Union Pacific. Высокоскоростной пассажирский паровоз тянул такие широко известные поезда, как Overland Limited, Los Angeles Limited, Portland Rose и Challenger.

Длина: 114 футов
Вес: 907 980 фунтов
Топливо: Уголь и более поздние версии, масло

1955 — УП №951 — Стримлайнер Е-9

Локомотивы, такие как UP No. 951, являющиеся представителем легендарной службы роскошных обтекаемых поездов Union Pacific, тянули красивые поезда «City», предлагаемые Union Pacific во времена расцвета пассажирских перевозок. Максимальная скорость этих скорых поездов составляла 117 миль в час.

Длина: 70 футов 03 дюйма
Вес: 315 000 фунтов
Топливо: Дизель

1958 -UP X-1 — Супертурбина/»Большой удар»

Считающийся «Самым мощным локомотивом в мире», Super Turbines имел общую мощность 8500 лошадиных сил и максимальную скорость 65 миль в час.

Длина: 178 футов 11 дюймов
Вес: 849 248
Топливо: Газ/Электричество

2016 — UP 3012 — SD70-AH-16

Tier 4 — это дорожные локомотивы грузоподъемностью более 200 тонн, оснащенные системой Positive Train Control и способные обрабатывать миллиард точек данных в секунду, обеспечивая максимальную эффективность эксплуатации и расход топлива. Блоки могут похвастаться 15 миллионами строк компьютерного кода, что в пять раз больше, чем аналогичный локомотив был бы установлен пятью годами ранее.Эти локомотивы соответствуют самым последним стандартам выбросов и снижают выбросы на 90 процентов по сравнению с локомотивами, выпущенными до 2000 года.

Экологичный способ доставки

Локомотивы прошли долгий путь с тех пор, как впервые вышли на рельсы. Отчасти благодаря эффективной и экологически чистой работе сегодня железные дороги являются самым безопасным, экономичным и экологически безопасным видом наземных грузовых перевозок.

Сравните, например, поезда с грузовиками. В среднем поезда в три-четыре раза экономичнее. Что это значит? В среднем грузовые железные дороги США могут перевозить одну тонну груза на расстояние более 480 миль на одном галлоне топлива, производя углеродный след на 75 процентов меньше, чем грузовики.

И вот забавный факт: по данным Ассоциации американских железных дорог, если бы хотя бы 10 процентов грузов, которые в настоящее время перевозятся на грузовиках, перемещались по железной дороге, наша страна сэкономила бы около 1.5 миллиардов галлонов топлива в год и ежегодные выбросы парниковых газов сократятся на 17 миллионов тонн. Это эквивалентно посадке около 400 миллионов деревьев или снятию с автомагистралей 3,2 миллиона автомобилей в год.

Поздравляем клиентов Union Pacific, которые в прошлом году сократили выбросы парниковых газов примерно на 31 миллион метрических тонн, выбрав для своих нужд железнодорожный транспорт, а не автомобильный. Хотите узнать, какое влияние вы могли бы оказать, если бы ваш груз перевозился по железной дороге? Проверьте этот Калькулятор выбросов углерода.Или обращайтесь.

Связанные статьи

 

Проверка фактов: пользователи сети ошиблись из-за этого паровоза 19 века

Набор из двух изображений архаичного паровоза за последние несколько дней вызвал много шума в Интернете.

Если верить некоторым из социальных сетей , в последнее время в Атланте, США, была обнаружена «удивительная» археологическая находка. Размещая фотографии классического локомотива, пользователи сети утверждают: «Они обнаружили останки паровоза времен Гражданской войны в первозданном состоянии на территории Циклорамы в Атланте.»

Этой записью уже поделились более 39 000 раз с тех пор, как она была опубликована в группе Facebook. Архивные версии подобных сообщений можно увидеть здесь и здесь .

Тем не менее, India Today Anti Fake News War Room ( AFWA) обнаружил, что это заявление вводит в заблуждение. Хотя паровая машина действительно относится к эпохе Гражданской войны, но это не археологическая находка. нес одно из изображений в наборе.

Отчет, опубликованный в декабре 2015 года, привел нас к совершенно другой истории. В нем говорилось, что локомотив времен Гражданской войны называется «Техас», и он годами хранился в Музее Гражданской войны в Атланте «Здание Циклорама», пока в 2015 году не был перемещен в Исторический центр Атланты. Поиск и наткнулся на статью CNN от 21 декабря 2015 года. В этом отчете говорилось, что «Техас», легендарный локомотив времен Гражданской войны, будет тянуться грузовиком и увозиться для восстановления.

Дальнейший поиск по ключевым словам привел нас к другому отчету , из которого мы узнали, что в 2014 году мэр Атланты Касим Рид объявил, что коллекции Музея гражданской войны будут перемещены в Исторический центр Атланты в Бакхеде.

Мы также нашли изображения «Техаса» после его ремонта в другом отчете , опубликованном в апреле 2019 года. Сейчас локомотив хранится в выставочной зоне Исторического центра Атланты.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что вирусные изображения не являются археологической находкой, а были сделаны во время перемещения локомотива времен Гражданской войны в США.

(По материалам Riddhish Dutta в Калькутте)

ЗаявкаВ результате удивительной археологической находки паровоз времен Гражданской войны был обнаружен в первозданном виде в Атланте, США. Заключение Имя локомотива 19 века — «Техас». Он много лет хранился в Музее Гражданской войны в Атланте. В 2015 году он был перемещен в Исторический центр Атланты, где были сделаны вышеупомянутые фотографии. Это не археологическая находка.

JHOOTH BOLE KAUVA KAATE

Количество ворон определяет интенсивность лжи.

  • 1 Ворона: Наполовину правда
  • 2 Ворона: В основном ложь
  • 3 Ворона: Абсолютная ложь

Как паровая машина пришпорила современные города

Совместные поездки и беспилотные автомобили могут изменить города, но, согласно новому исследованию, ключом к пониманию современных мегаполисов является паровоз.

Паровозы и железные дороги резко изменили облик городов, отделив деловые и производственные районы от жилых районов, утверждают Стефан Хеблих из Бристольского университета, Стивен Дж.Реддинг и Дэниел М. Штурм из Лондонской школы экономики.

Исследователи проанализировали демографию Лондона за более чем столетие, а также его коммерческую и жилую застройку. Они использовали Лондон как прототип разросшихся современных мегаполисов, в которых огромное количество людей живет на значительном расстоянии от места работы.

Они обнаружили, что развитие парового двигателя и железнодорожной сети — в большей степени, чем хлопкоочистительной машины, электрической лампочки, телеграфа, автомобиля или самолета — могло быть самым большим фактором в развитии современного Лондона.

Когда в начале 19 века был изобретен паровоз, его средняя скорость движения увеличилась более чем в три раза, с 6 миль в час до 21 мили в час. Рост Большого Лондона начался со строительства городской сети пригородных железных дорог и лондонского метро. Многие города по всему миру с тех пор столкнулись с тем же явлением, и сегодня быстрорастущие городские районы Китая спешат построить сети метро и системы легкорельсового транспорта для пассажиров. К 2020 году система скоростного транспорта Китая может охватывать 4000 миль и стоить в общей сложности 300 миллиардов долларов.

В 1801 году, сообщают исследователи, население Лондона составляло 1 миллион человек, а его площадь простиралась на 5 миль с востока на запад. Столетие спустя Лондон стал крупнейшим городом мира с населением 6,5 миллионов человек. Его ширина составляла 17 миль — растянутость, заключают исследователи, является еще одним наследием разветвленной железнодорожной сети британской столицы.

Они обнаруживают, что после появления железной дороги произошло снижение относительного прироста населения в гражданских приходах, близких к центру Большого Лондона, и увеличение относительного прироста населения в округах дальше.

Паровая энергия и двигатели | Encyclopedia.com

ПАРОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ДВИГАТЕЛИ. Первая полезная паровая машина была разработана в Англии Томасом Ньюкоменом и введена в эксплуатацию к 1712 году. К 1730 году машина не была редкостью в Западной Европе, а в 1755 году первая паровая машина начала работать в американских колониях, на медном руднике. в Бельвилле, Нью-Джерси. За этим двигателем, построенным британской фирмой Джозефа Хорнблауэра, последовал другой в Филадельфии, построенный в 1773 году Кристофером Коллесом.Три года спустя заработала третья машина, которая поднимала воду для водопроводных сооружений Нью-Йорка. Двигатели Ньюкомена были большими, дорогими и громоздкими. Если не считать осушения ценных рудников или обеспечения водой больших городов, они не были экономически привлекательными в Америке, где на восточном побережье было достаточно воды, подходящей для промышленности.

Обеспечение электроэнергией транспорта было более серьезной проблемой. Двигатель Ньюкомена был слишком громоздким для таких целей, но после усовершенствований, сделанных Джеймсом Уаттом в 1764 году, многим пришло в голову, что паровой двигатель можно использовать для приведения в движение лодок.Начиная с 1785 года более дюжины американских изобретателей пытались построить пароходы, в том числе Иосафат Старр, Аполлос Кинсли, Исаак Бриггс, Уильям Лонгстрит, Элайджа Ормсби, Джон Стивенс, Дэниел Френч, Сэмюэл Мори, Джеймс Рамси и Натан Рид. Все они были замедлены необходимостью создания собственных двигателей (экспорт которых был запрещен Англией) при неадекватных условиях механического цеха и ограниченных знаниях паровой технологии. Самым успешным изобретателем был Джон Фитч, наладивший регулярное пароходное сообщение между Филадельфией и Нью-Джерси в 1790 году.

Сложность применения энергии пара в судоходстве побудила некоторых из этих изобретателей обратиться к более простым задачам обеспечения стационарной энергией. Завод Сохо в Нью-Джерси, который помогал Стивенсу на его пароходе, в 1799 году начал строить два больших двигателя для новой водопроводной станции в Филадельфии. Глава магазинов Николас Дж. Рузвельт позже стал партнером Роберта Фултона в управлении первым коммерчески успешным пароходом (1807 г.). Роберт Ливингстон, партнер Фултона и зять Стивенса, знал Бенджамина Генри Латроба, британского врача-архитектора, разбиравшегося в паровых двигателях, и нескольких рабочих, которые строили и эксплуатировали двигатели в Англии.Выдающиеся британские инженеры-эмигранты, такие как Джеймс Смоллман, Джон Нанкарроу и Чарльз Стоудингер, стали важным источником новой технологической информации для американских изобретателей и производителей двигателей.

В 1802 году Оливер Эванс из Филадельфии стал первым американцем, изготовившим паровые двигатели для массового рынка. Смоллман последовал за ним в 1804 году, и с добавлением Дэниела Ларджа и других этот город вскоре стал центром двигателестроения. Нью-Йорк, где Фултон покровительствовал Роберту МакКуину и Джеймсу Аллеру, стал еще одним центром производства двигателей.Во время войны 1812 года производство и использование двигателей распространилось на западные штаты. Первый двигатель, построенный в Питтсбурге (для парохода), был построен в 1811 году. В следующем году Эванс открыл в Питтсбурге филиал своего Philadelphia Mars Iron Works. С добавлением таких пионеров-строителей, как Томас Коупленд, Джеймс Артурс, Махлон Роджерс и Марк Стакхаус, Питтсбург также стал центром паровой техники. Томас Бейкуэлл и Дэвид Прентис открыли первый в Кентукки магазин двигателей в Луисвилле в 1816 году.Вскоре после этого начались работы в Цинциннати, штат Огайо, и к 1826 году в этом городе было пять заводов по производству паровых машин. Широкое использование пароходов на западных речных путях стимулировало эту западную деятельность; спрос на двигатели на южных сахарных плантациях, легкая доступность железа и угля вокруг Питтсбурга и, первоначально, нарушения восточной торговли, вызванные войной 1812 года, также способствовали жизнеспособности западного производства пароходов.

К 1838 году паровая энергия была широко распространена во всех Соединенных Штатах.Федеральная перепись того года насчитала 3010 паровых машин. Из них 350 использовались на локомотивах, 800 на пароходах и 1860 стационарных. В эту последнюю категорию входили те, кто управлял мельницами всех видов, работал на фермах и плантациях и занимался водоснабжением городов. На Пенсильванию приходилось наибольшее количество (383) стационарных двигателей, Луизиана была второй с 274, а Массачусетс — 165. За исключением Луизианы, где двигатели обычно использовались на больших сахарных плантациях для измельчения тростника, большинство из них были расположены в городах.Из 383 двигателей в Пенсильвании 133 работали в Питтсбурге и 174 в Филадельфии; из 165 двигателей в Массачусетсе 114 находились в Бостоне или его окрестностях. Паровая машина оказала глубокое влияние на экономику, культуру и эстетику городов. Раньше они были центрами только торговли, культуры и правительства, теперь они стали центрами производства и, следовательно, домом для большого класса фабричных рабочих. Пока фабрики и фабрики зависели от воды, такое развитие городов было невозможно.Неквалифицированные и полуквалифицированные рабочие места множились на фабриках, приводимых в действие паровыми двигателями, что вызывало спрос на дешевую рабочую силу и способствовало демографическому сдвигу в сторону все более крупных городов, который продолжался на протяжении всего девятнадцатого века. Действительно, технология парового двигателя внесла огромный вклад в урбанизацию и индустриализацию американского ландшафта.

К середине девятнадцатого века практически в каждом американском городе были мастерские по производству паровых двигателей и большое количество работающих машин.Импортные двигатели не имели большого значения в торговле, хотя американские двигатели регулярно экспортировались. Двигатели северного производства на Юге использовались не только на плантациях, но и в других добывающих процессах, осуществляемых на рисовых мельницах, заводах по производству хлопкового масла, хлопкоочистительных машинах и прессах, а также в соляных скважинах Западной Вирджинии. Самое главное, эти двигатели находили все более широкое применение на хлопчатобумажных текстильных фабриках, разбросанных по всему региону. Южные города, особенно Чарльстон, Южная Каролина, и Ричмонд, Вирджиния, стали самостоятельными производственными центрами, в значительной степени основывая свою деятельность на паре.

Как первая машина, обязательно сделанная из железа, паровая машина оказала решающее влияние на развитие черной металлургии. Раньше большая часть железа использовалась в кованой форме. Однако большинство деталей двигателя были литыми, и улучшения в технике литья, вызванные развитием двигателя, были доступны для использования и при создании других машин. Кроме того, прокатные станы стали размножаться только тогда, когда котельный лист стал востребован у моторостроителей. Эти производители котлов, в свою очередь, стали первыми, кто построил железные лодки.Использование паровых двигателей для движения по железной дороге, конечно же, увеличило спрос на рельсы, а также на двигатели. В кругу усовершенствований паровые двигатели использовались для привода прокатных станов, подачи дутья в печи и запуска сверлильных станков, токарных станков и других машин для обработки железа, что облегчило производство и обработку железа и привело к улучшению пара. двигатели. Спрос на уголь, как для железных печей, так и для паровых котлов, также сильно стимулировался.

До появления турбины в конце девятнадцатого века в стране использовались по существу три типа паровых двигателей.Первые двигатели были типа Ньюкомена. После внесения усовершенствований Ватта в этот двигатель больше не строились машины старого типа. Атмосферный двигатель Уатта был широко популярен как для стационарного использования, так и для восточных пароходов, таких как Clermont Фултона. Он был в значительной степени заменен двигателем высокого давления Эванса. Поршень двигателя типа Ньюкомена приводился в действие путем подачи под него пара, конденсации пара с холодной водой, а затем позволяя весу атмосферы (около пятнадцати фунтов на квадратный дюйм) толкать поршень вниз.Ключевое усовершенствование Уатта заключалось в создании отдельного конденсатора, который сохранял бы тепло и делал поршень «двойного действия», вводя пар попеременно с обеих сторон поршня. Дальнейшее усовершенствование Эванса заключалось в использовании силы самого пара (100–200 фунтов на квадратный дюйм) для прямого привода поршня, что позволяло ему выходить в атмосферу без конденсации. Мощность двигателя Уатта обычно можно было увеличить только за счет увеличения цилиндра. В колумбийском двигателе Эванса необходимо увеличить только давление пара.Поскольку он обеспечивал большую мощность при меньшем пространстве, его двигатель быстро стал стандартным для западных пароходов и, в конечном итоге, для локомотивов.

Последующие усилия по совершенствованию шли в двух направлениях: во-первых, в направлении дальнейшего усовершенствования поршневого двигателя, особенно за счет таких улучшенных действий клапана, как у Джорджа Корлисса из Род-Айленда, и во-вторых, в направлении роторного двигателя. На такие устройства были получены сотни патентов, прежде чем такие изобретатели конца девятнадцатого века, как Чарльз Гордон Кертис, достигли успеха в разработке паровой турбины.В ХХ веке паровая энергия сохраняла первостепенное значение только для производства электроэнергии на электростанциях, хотя периодически обращалось внимание на ее потенциальное использование в автомобилях.

БИБЛИОГРАФИЯ

Hamlin, Talbot. Бенджамин Генри Латроб. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета, 1955.

Хиллз, Ричард Л. Сила пара: история стационарной паровой машины. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета, 1989.

Филип, Синтия Оуэн. Роберт Фултон, Биография. Нью-Йорк: Ф. Уоттс, 1985.

Перселл, Кэрролл В. Ранние стационарные паровые двигатели в Америке. Вашингтон, округ Колумбия: Smithsonian Institution Press, 1969.

Ролт, Лайонел. Паровой двигатель Томаса Ньюкомена. Нью-Йорк: Публикации истории науки, 1977.

Кэрролл Перселл / a. р.

См. также Сельскохозяйственная техника ; Безумие Фултона ; Промышленная революция ; Локомотивы ; Производство ; Железные дороги ; Транспорт и путешествия ; Водоснабжение и сохранение .

Когда изобрели поезда? Ваш путеводитель по рождению Британских железных дорог


Когда был изобретен паровоз?

В отличие, например, от атомной бомбы, не было ни одного изобретения паровой машины. Сначала у вас была стационарная паровая машина, где самым важным человеком был Томас Ньюкомен. Затем Джеймс Уатт улучшил его эффективность и способность генерировать энергию. Позже стационарная паровая машина была преобразована в локомотив Джорджем Стефенсоном.

Паровой двигатель позволил людям трансформироваться за пределы существующих ограничений использования энергии, а это означает, что человеческое общество могло развиваться самыми разными способами. Теперь мы знаем, что долгосрочные последствия индустриализации для окружающей среды были пагубными, но, с другой стороны, жизнь была бы совершенно другой, если бы мы оставались связанными производственными, энергетическими и коммуникационными системами до появления паровой машины.

Литография Великой Западной железной дороги, 19 век.Железные дороги позволили нам «ускорить существование». (Фото SSPL/Getty Images)

Долгосрочные последствия использования энергии пара — это все, что мы понимаем под современностью. Это дало нам возможность ускорить существование и преодолеть ограничения, в которых жили все другие виды животных. На протяжении большей части человеческой истории мы не отличались радикальным образом в организационном плане от других животных, у которых есть язык, способность действовать как группа и системы иерархии. На протяжении большей части человеческой истории мы были именно такими, но мы перешли на совсем другую мелодию, когда у нас было все, что понимается современностью.Это был паровой двигатель, который привел это в движение.

Ответ историка Джереми Блэка в журнале BBC History Magazine


Развитие британских железных дорог

Мчась с невообразимой ранее скоростью, первые паровозы были пугающей перспективой для их викторианских пассажиров. До открытия первой крупной железнодорожной линии Ливерпуль и Манчестер в 1830 году существовали опасения, что при движении с такой скоростью будет невозможно дышать или что глаза пассажиров будут повреждены, если им придется приспосабливаться к движению.

Немногим более 20 лет спустя, когда их страхи рассеялись, люди устремились к этому захватывающему новому виду транспорта, и к середине века миллионы людей мчались по стране по дорогам, протянувшимся на тысячи миль. От профессионального футбола и Penny Post до жизни в пригороде и морских экскурсий железные дороги изменили лицо викторианской Британии.

«Железные дороги сыграли решающую роль в распространении промышленной революции», — настаивает историк железных дорог Кристиан Вольмар.«Великобритания не смогла бы на какое-то время стать доминирующей мировой экономической державой без них. Но также невозможно преувеличить социальное воздействие. Почти все, что вы можете себе представить, было преобразовано или впервые стало возможным благодаря железным дорогам».

Акварель Джона Доббина, изображающая толпу, собравшуюся на открытии железной дороги Стоктон и Дарлингтон. (Фото SSPL/Getty Images)

Технология, которая сделала это возможным, — двигатели, приводимые в движение паром, — уже набирала обороты к концу 18 века, когда Джеймс Уатт изобрел паровой ткацкий станок.Но именно Ричард Тревитик открыл возможность создания паровой машины, использующей пар высокого давления для увеличения отношения мощности к массе. К 1804 году один из паровозов Тревитика катил по грубым ранним рельсам металлургического завода в Уэльсе.

Однако только в 1825 году, с открытием линии Стоктон и Дарлингтон, мир впервые увидел настоящий паровоз, перевозящий вагоны. Этим локомотивом был «Локомотив» Джорджа Стефенсона, который в день открытия развил скорость до 15 миль в час.К сожалению, паровозы Стефенсона оказались настолько ненадежными, что в первые несколько лет главной опорой были лошади, а век железных дорог по-настоящему набрал обороты только после завершения строительства линии Ливерпуль-Манчестер.

После монументальных усилий тысяч трудолюбивых, сильно пьющих землекопов по строительству линии и публичного конкурса на лучший локомотив первая в мире двухпутная железная дорога с паровой тягой была открыта с большой помпой 15 мая. Сентябрь 1830 г., впереди — «Ракета» Стивенсона.Первоначально задуманная как грузовая железная дорога для сокращения стоимости и времени перевозки товаров, линия оказалась не менее популярной среди бесстрашных путешественников.

Несмотря на аварию со смертельным исходом в первый день, в течение нескольких недель этой линией пользовались тысячи людей. Фанни Кембл, известная актриса, была поражена: «Вы не можете себе представить, как странно было путешествовать таким образом без какой-либо видимой причины прогресса, кроме волшебной машины, с ее летящим белым дыханием и ритмичным, неизменным шагом». В то время как большинство не могло сравниться с ее красноречием, Кембл заключала в себе энтузиазм.Лучше, чем все, что было раньше, «Ливерпуль и Манчестер» доказали, что разработка Стефенсона была надежной, и продемонстрировали, насколько прибыльными могут быть железнодорожные компании.

Вдохновленные успехом, предприниматели начали подавать в парламент заявки на всевозможные схемы железных дорог. О последующем ажиотаже, известном как «железнодорожная мания», лучше всего свидетельствует тот факт, что в 1845 году было принято 240 законов (что составляет 2820 миль новых путей) по сравнению с 48 годом ранее.Была некоторая оппозиция, но в течение следующих десяти лет, когда железнодорожные компании стали привлекательными для инвестиций, беспрецедентный уровень капитала профинансировал строительство 4600 миль пути. «Это был невероятный инженерный и организационный подвиг, не говоря уже о совершенно тяжелой работе», — объясняет Вольмар. «Это достижение остается совершенно недооцененным, особенно если учесть, что железные дороги были вырыты лопатой и киркой».

Поначалу проезд на поезде был слишком дорогим для среднего рабочего человека, но плата за проезд постепенно снизилась благодаря конкуренции и Закону о железных дорогах Уильяма Гладстона 1844 года, который обязывал каждую компанию поставлять по крайней мере один поезд в день по цене не более 1 пенса за милю. .Между тем рост экскурсионных поездов и Великая выставка 1851 года побудили огромное количество людей впервые воспользоваться железными дорогами.

К концу 1850-х количество пассажиров превысило все ожидания. Только в 1854 году только в Англии и Уэльсе было совершено 92 миллиона поездок по сети, протянувшейся на 6000 миль. Магия путешествий на поезде захватила общественное воображение, и быстрое расширение железной дороги оставило нетронутыми некоторые аспекты жизни в викторианской Британии.


8 мест, связанных с рождением железных дорог

1

Железнодорожный музей Дарлингтона, графство Дарем

Где ходили первые пассажирские паровозы

27 сентября 1825 года в связи с открытием Стоктон-энд-Дарлингтонской железной дороги был объявлен местный праздник.Сознавая важность дня, толпы толпились вокруг недавно построенной линии в ожидании. Они не должны были разочароваться. Когда-либо шоумен, Джордж Стефенсон развивал скорость до 15 миль в час на своем паровозе Locomotion, опережая при этом местных лошадей. Как вспоминал один впечатленный зритель: «Велкин [небо] громко звенело от хохота, а счастливые лица одних, отсутствующие взгляды других и тревога, изображенная на лицах многих, придавали картине разнообразие».

Задуманный в первую очередь для транспортировки угля из шахт к реке Тис в Стоктоне, это было первое в мире предприятие, в котором для перевозки грузов использовались паровые двигатели.Но железная дорога также сдавала в аренду права на пассажирские перевозки различным операторам, в том числе двум женщинам-содержательницам гостиницы.

Несмотря на то, что лошади по-прежнему использовались гораздо чаще, чем ненадежные локомотивы, «Стоктон и Дарлингтон» заслужили свое место в истории как первые вагоны, перевозившие пассажиров на паровой тяге. Век железных дорог должен был начаться всерьез только через несколько лет, но это было новаторским достижением.

Расположенный на первоначальном маршруте железной дороги, музей Head of Steam включает в себя три оригинальных здания 19-го века — пассажирскую станцию ​​North Road, товарный склад и вагоностроительный завод в Хоуптауне.На такой священной земле посетители могут увидеть новаторскую «Локомоцию» Джорджа Стефенсона. www.head-of-steam.co.uk

2

Станция Рейнхилл , недалеко от Сент-Хеленс, Мерсисайд

Где ракета прославилась

Ранние промоутеры железных дорог понимали привлекательность зрелища. Исключив использование лошадей для своего амбициозного проекта, в апреле 1829 года директора Ливерпульско-Манчестерской железной дороги (L&MR) объявили конкурс паровозов, который должен был состояться шестью месяцами позже в Рейнхилле, в девяти милях от Ливерпуля.Были установлены правила, и инженеров пригласили представить свои двигатели с 500 фунтами стерлингов и контрактом на поставку восьми локомотивов в качестве приза.

Как и ожидалось, испытания Рейнхилла захватили воображение публики, и около 15 000 зрителей заняли свои места на специально возведенных трибунах в первый день недельного мероприятия. После того, как были устранены другие безумные изобретения, в том числе Циклоп, который состоял из лошади, бегущей по беговой дорожке, которая тянула повозки, появились четыре реалистичных претендента.С претендентами, перечисленными как бегуны и всадники на скачках, последний день обещал многое. В итоге ни один из них не бросил серьезного вызова ракете Джорджа Стефенсона, единственному двигателю, прошедшему курс.

Долго и упорно трудясь над улучшением ненадежных двигателей, используемых в Дарлингтоне, новая машина Стефенсона показала себя блестяще, когда она разгонялась вперед и назад по 1,5-мильной трассе, в среднем разгоняясь до внушительных 14 миль в час и достигая 30 миль в час, когда ее отпускали. Приз и лесть были его.Достаточно скоро должны были появиться более крупные и лучшие локомотивы, но впечатляющий успех «Ракеты» стал решающим моментом, потому что он показал миру огромный потенциал паровозов.

Именно со станции Рейнхилл локомотивы отправились в сторону Леа Грин в октябре 1829 года. Рейнхилл является памятником архитектуры I степени и до сих пор действующей железнодорожной станцией. Близлежащий Косой мост, памятник архитектуры II степени, по которому сейчас проходит автомагистраль A57, также стоит посетить. Самый острый из 15 таких мостов на Л&МР, он был построен в 1828 году под углом 34 градуса к железной дороге.

 

3

Музей науки и промышленности , Манчестер

Где зародилась железнодорожная эра

Утром в среду, 15 сентября 1830 года, процессия из восьми поездов, запряженных одним из триумфальных локомотивов Джорджа Стефенсона, была встречена ликующими толпами на Эдж-Хилл, ливерпульском конце недавно построенной Ливерпульско-Манчестерской железной дороги. Присутствие высокопоставленного лица, крайне непопулярного герцога Веллингтона, почти вызвало неоднозначную реакцию на манчестерском конце, причем враждебные элементы явно выражали свою неприязнь к упорному сопротивлению правительства тори социальным реформам.

Такие неприятные сцены омрачили празднества, но организаторы железной дороги были приятно удивлены, когда в последующие недели пассажиры быстро прониклись поездом, привлеченные тем фактом, что поездка заняла всего пару часов, то есть вдвое меньше, чем в дилижанс. Предыдущие линии были открыты для платных пассажиров, но в течение короткого периода Ливерпульско-Манчестерская железная дорога стала в основном пассажирской и первой, которая полагалась исключительно на паровое движение.

Впервые двухпутная паровая железная дорога перевозила пассажиров и товары между двумя крупными городами. Когда мир пробудился, чтобы прочитать сообщения об этом новаторском достижении на северо-западе Англии, родилась эра железных дорог.

В Музее науки и промышленности, расположенном на станции Ливерпуль-роуд, первоначальной конечной станции Ливерпульско-Манчестерской железной дороги, находится постоянная выставка, посвященная строительству и первым годам существования железной дороги. Посетители могут войти в зал бронирования первого класса, чтобы увидеть, как это было в 1830-х годах, и узнать о людях, которые работали и путешествовали на первых локомотивах. www.mosi.org.uk

4

Мемориал Хаскиссона , Ливерпульский собор

Место памяти первого погибшего на железной дороге

Хотя в то время зрители не могли этого знать, чувство удивления, которым был охарактеризован первый день Ливерпуля и Манчестера, было смягчено трагедией. Выехав из Ливерпуля, праздничное шествие продвинулось вперед и менее чем за час достигло Парксайда, 17 миль вниз по трассе.Игнорируя предупреждения оставаться в вагоне, группа известных людей, включая герцога Веллингтона и члена парламента от Ливерпуля Уильяма Хаскиссона, воспользовалась остановкой, чтобы размять ноги. Хаскиссон подошел к герцогу, но когда они обменялись рукопожатием, их предупредил крик о приближающемся поезде «Ракета».

Пока все шаркали в безопасное место, Хаскиссон запаниковал и изо всех сил пытался забраться в карету. Пока он метался, чтобы зацепиться, дверь распахнулась, и он столкнулся с мчащимся локомотивом.По сообщению The Times, раздался громкий хруст, когда его нога сломалась под колесами, «сдавив ее почти до состояния желе». Стефенсон помчал его в Манчестер, достигнув рекордной скорости 35 миль в час по пути, но Хаскиссон умер в агонии позже тем же вечером.

На месте аварии, рядом с линией на месте бывшей станции Parklands, недалеко от Ньютон-ле-Уиллоус, установлена ​​мемориальная доска. Гораздо более удобной является довольно величественная гробница на кладбище Сент-Джеймс-Маунт, на территории ливерпульского англиканского собора.Памятник первой в мире широко известной железнодорожной аварии, это напоминание о человеке, буквально раздавленном быстрым движением паровоза. www.liverpoolcathedral.org.uk / www.stjamescemetery.co.uk

5

Статуя Стивенсона , Национальный железнодорожный музей, Йорк

Где помнят «отца железных дорог»

Джордж Стефенсон (1781–1848) прославлен как отец железных дорог, но грубоватый инженер — фигура, которая сегодня вызывает столько же споров среди историков, сколько и среди своих коллег в первой половине XIX века.

Возможно, он адаптировал идеи других, как с некоторым основанием утверждали скептики, но нет никаких сомнений в том, что его видение, энергия и амбиции сыграли жизненно важную роль в строительстве линий Стокпорт и Дарлингтон и Ливерпуль и Манчестер. Неудивительно, что, будучи самоучкой и заведомо бесцеремонным человеком, он вызывал гнев многих современников, не в последнюю очередь аристократических землевладельцев. Но именно эта мрачная решимость сделала Стефенсона таким культовым пионером эпохи железных дорог.

Внушительная статуя, которая сегодня возвышается над главным залом Национального железнодорожного музея (NRM) в Йорке, когда-то возвышалась над Большим залом на станции Юстон, первоначальной конечной остановкой Лондонско-Бирмингемской железной дороги, которая была основана в 1833 году и находилась под надзором великого человека. сын Роберт Стивенсон. Крупнейший в своем роде музей в мире, NRM рассказывает историю железных дорог с начала 19 века до наших дней, содержит огромное количество железнодорожных артефактов и полноразмерную копию самого известного паровоза Стефенсона, ракеты. www.nrm.org.uk

6

Коробчатый туннель , Уилтшир

Место, где Great Western проникла в скалу

Когда нацию охватила «железнодорожная мания», а парламент санкционировал строительство тысяч миль новых путей, британские пейзажи стали серьезной проблемой для развития железной дороги. Главным соперником Стефенсона за звание величайшего инженера-железнодорожника был Изамбард Кингдом Брюнель, движущая сила Великой западной железной дороги (GWR), амбициозного предприятия, связывающего Лондон и Бристоль, утвержденного в 1835 году.

Не жалея средств в своем стремлении к совершенству, Брюнель не только с большим щегольством украсил свои станции, такие как Bristol Temple Meads, но и преодолел значительные инженерные трудности. Мейденхедский мост, в то время самый широкий в мире, является хорошим примером его гениальности, но 1,75-мильный туннель в Боксе, недалеко от Коршема в Уилтшире, остается одним из его самых впечатляющих достижений.

Несмотря на протесты против невозможности проехать на поезде прямо через холм, работа над проектом началась в сентябре 1836 года.Это была монументальная задача: 4000 рабочих были задействованы для взрыва известняка с помощью взрывчатки и раскопок кирками и лопатами. К тому времени, когда он был завершен пять лет спустя, проект унес жизни 100 человек, многие получили ранения, работая при свечах глубоко под землей. Однако, к большому удовольствию Брюнеля, получившийся туннель был почти идеально прямым. Одна (вероятно, апокрифическая) история гласит, что Брюнель выровнял его так, что каждый год в день своего рождения, 19 апреля, через туннель видно восходящее солнце.

Когда он наконец открылся в 1841 году, Box Tunnel доказал, что сомневающиеся ошибались, и стал переломным моментом в истории GWR. Его поразительный западный портал хорошо виден с автомагистрали A4, но пешеходы, отправляющиеся из близлежащего Колерна, будут вознаграждены лучшими видами. www.visitwiltshire.co.uk

7

Королевский мост Альберта Солташ, Корнуолл

Где Брюнель открыл запад

Хотя конкурирующие схемы железной дороги до Фалмута, Корнуолл, были предложены еще в 1830-х годах, линия получила одобрение парламента только в 1846 году, когда Закон предусматривал замену парома через реку Тамар в Солташе железнодорожным мостом.Задача главного инженера Брюнеля состояла в том, чтобы создать конструкцию, которая простиралась бы на 1000 футов под водой, что является огромным препятствием.

1 сентября 1857 года на глазах у тысяч ожидающих зрителей первая ферма была спущена на середину реки при поддержке двух барж. Постепенно поднимаясь со скоростью шесть футов в неделю с помощью гидравлических домкратов, ферма достигла своей окончательной высоты на высоте 100 футов над водой в первый день июля 1858 года. Примерно через шесть лет после того, как был заложен фундамент для первого пирса, Девонский локомотив впервые пересек мост в апреле 1859 года.

Брюнель был слишком болен, чтобы присутствовать на официальном открытии, и великий инженер умер в сентябре того же года. Несколько месяцев спустя его имя было выведено большими металлическими буквами на обоих концах моста — достойный памятник его достижениям. Каким бы величественным сегодня он ни казался впервые в 1859 году, Королевский мост Альберта лучше всего оценить с одной из многочисленных смотровых площадок на берегу реки Тамар. www.royalalbertbridge.co.uk

8

Станция Сент-Панкрас, Лондон

Место, где безудержная конкуренция создала достопримечательность

Соперничество между крупнейшими железнодорожными компаниями — к настоящему времени крупнейшими компаниями мира — обострилось ко второй половине XIX века.Когда миллионы людей воспользовались дешевыми поездами в столицу, Великая выставка 1851 года стала для некоторых настоящим источником дохода. Но Мидлендская железная дорога не смогла получить прибыль, как ее конкуренты, потому что у нее не было прямого доступа в Лондон. Поскольку все варианты слияния были заблокированы, у Мидленда не было другого выбора, кроме как идти своим путем, быстро получив согласие на строительство линии от Лестера до Хитчина, соединяющей пути Грейт-Нортерн с Кингс-Кросс. Линия открылась в мае 1857 года, но движение уже было интенсивным, и поезда Мидленда постоянно задерживались.

Внутренний вид вокзала Сент-Панкрас, 1895 год. (Фото архива исторической Англии/Getty Images)

Если Мидленд должен был превратить процветающую региональную сеть в стратегическую систему дальней связи, доставляющую тонны йоркширского угля к ненасытным решеткам и печам Биг-Смоука, он должен был иметь достаточно смелости, чтобы построить еще одну линию в Лондон. Потребовалось еще одно десятилетие, но режиссеры сделали решительный шаг. Возникший в результате строительный проект по созданию конечной остановки на Сент-Панкрас вызвал хаос на обширных участках северного Лондона, в результате чего 20 000 человек потеряли свои дома.Даже мертвых, похороненных во дворе старой церкви Сент-Панкрас, пришлось убрать. После всех этих разрушений 1 октября 1868 года наконец открылась линия на Лондон и великий готический вокзал Сент-Панкрас.

Как и сама станция, гранд-отель Midland, построенный в 1873 году, был преднамеренной попыткой доминировать над своим соседом, Кингс-Кросс, принадлежащим Great Northern. Midland, возможно, была последней железнодорожной компанией, прибывшей в Лондон, но они были настроены не в последнюю очередь. Огромный масштаб и готическое величие вокзала Сент-Панкрас являются непреходящим свидетельством энергии и амбиций, порожденных конкуренцией, характеризовавшей этот невероятный период расширения железных дорог. www.stpancras.com

Слова Дэниела Коссинса. Исторический консультант: Кристиан Вольмар, автор книги «Кровь, железо и золото: как железные дороги изменили мир» (Atlantic, 2009 ).

Эта статья была впервые опубликована в выпуске журнала BBC History Magazine за январь 2010 г.


8 увлекательных фактов из истории железнодорожных путешествий

Питер Сакстон, автор книги «Создание путей: ознакомительный тур по истории железных дорог» , делится восемью малоизвестными фактами из истории железных дорог…

Раннее путешествие было тяжелым

Первым инженерам-железнодорожникам приходилось преодолевать невероятные трудности при строительстве своих линий.Паровые двигатели, как правило, плохо справляются с большими уклонами, поэтому были приложены все усилия, чтобы железные дороги оставались как можно более плоскими. В результате по всей стране стали появляться огромные инженерные сооружения: мосты, туннели, насыпи и выемки.

В некоторых районах даже равнина может быть проблемой. При обследовании маршрута своей Ливерпульско-Манчестерской железной дороги в 1820-х годах Джордж Стефенсон должен был найти способ пересечь большое торфяное болото, известное как Чат Мосс в Манчестере. Он придумал решение сплавить железную дорогу по болоту на подстилке из ветвей деревьев и вереска, связанных вместе смолой и щебнем.

Огромное количество материала было поглощено болотом, прежде чем было построено достаточно фундамента. Линия существует сегодня и недавно была электрифицирована в рамках модернизации железнодорожных путей на северо-западе Англии.

Первые железнодорожные туннели столкнулись с множеством проблем

Еще одна сырая проблема возникла у Марка Брюнеля и его сына Изамбарда Кингдома Брюнеля, когда они взялись рыть первый туннель под Темзой, между Уаппингом и Ротерхайтом.

Первоначально спроектированный как пешеходный туннель, строительство началось в 1825 году, но туннель не был открыт до 1843 года из-за утечек газа, наводнений и финансовых проблем.Брюнели использовали революционный метод строительства под названием «щит»: железный каркас, содержащий 36 камер, каждая из которых достаточно велика, чтобы вместить рабочего.

Деревянные ставни были установлены в передней части каждой камеры, и все оборудование было расположено напротив поверхности, подлежащей раскопкам. Рабочие сняли деревянные ставни и принялись копать землю перед ними. Как только они копали на необходимую глубину, они подпирали свою выкопанную камеру, ставили деревянную ставню на новую поверхность земли, и вся конструкция двигалась лебедкой, чтобы процесс начинался снова.

Должно быть, это была непосильная, невообразимо тяжелая работа с постоянным риском прорыва реки. После завершения туннель сразу же стал туристической достопримечательностью, и люди стекались, чтобы испытать острые ощущения от прогулки под рекой. В конце концов, однако, он стал частью железнодорожной сети, и сегодня он видит интенсивное железнодорожное сообщение как часть сети лондонского надземного метро.

Английский инженер и изобретатель Изамбард Кингдом Брюнель (1806–1859 гг.) стоит перед спусковыми цепями, привязывающими его пароход «Грейт Истерн» во время его постройки в Лондоне, ноябрь 1857 г.(Фото Роберта Хоулетта/Hulton Archive/Getty Images)

Путешествие на поезде помогло стандартизировать британское время

До того, как были построены железные дороги, общины по всей Великобритании устанавливали часы в соответствии со своим местным временем. Бристоль, например, отставал от среднего времени по Гринвичу на 10 минут. Это было нормально до тех пор, пока темп жизни определялся естественной скоростью людей и лошадей, но появление на железных дорогах быстрого структурированного вида транспорта означало, что стандартизированная система времени стала обязательной.

Риск для безопасности, связанный с работой в разных частях страны в несколько разное время, согласованное на местном уровне, очевиден, не говоря уже о сложности составления понятных графиков. Великая Западная железная дорога уже приняла стандартизированное время, но именно Железнодорожная клиринговая палата — орган, созданный для распределения финансовых поступлений между многочисленными частными железнодорожными компаниями — задавала темп в других местах. В 1847 году он постановил, что все железнодорожные компании должны работать с использованием GMT, и к 1855 году подавляющее большинство городов и поселков подчинились этому правилу.Часы были настроены на сигнал, установленный по Гринвичу, отправленный по недавно установленной телеграфной системе.

Чарльз Диккенс был плодовитым пользователем железной дороги

Чарльз Диккенс описал приход железной дороги к лондонской станции Юстон в мощном переходе в Dombey & Son (1848). Он описал опустошение и беспорядки, принесенные в Сад Стэгга (Камден), как всемогущий каньон, прорезанный существующими улицами.

Диккенс на самом деле был активным пользователем железных дорог как в Великобритании, так и во время своих визитов в Соединенные Штаты.Однако в 1865 году он стал участником трагедии, которая изменила его жизнь: 9 июня 1865 года Диккенс возвращался с континента со своей любовницей Эллен Тернан и ее матерью. ремонт пути — однако они неправильно прочитали расписание и подумали, что поезда не было. Они убрали участок пути, и поезд, задев этот недостающий участок, рухнул в долину реки Бельт.

Карета Диккенса была ненадежно близка к краю — ему и его товарищам удалось выбраться, а затем он спустился в долину, чтобы помочь пострадавшим.Позже Диккенс вспомнил, что оставил рукопись «Наш общий друг » в карете, и забрался обратно в обломки, чтобы забрать ее.

Это происшествие оставило на нем след — воспоминания остались у него на всю оставшуюся жизнь, и через год после аварии он опубликовал свой самый жуткий рассказ «Связист»: леденящая кровь история одинокого связиста, преследуемого призраком, который появляется незадолго до трагедии. .

На самые быстрые поезда шла жесткая конкуренция

Железнодорожные компании всего мира производили локомотивы, которые были великим заявлением новой эпохи.По мере совершенствования технологий поезда становились быстрее, и железнодорожные компании соперничали друг с другом в производстве самых быстрых локомотивов.

В 1920-х и 30-х годах две великие компании, управляющие поездами между Лондоном и Шотландией, вступили в битву за привлечение пассажиров на свои линии. Это были Лондонская, Мидлендская и Шотландская железная дорога (LMS), идущая вдоль линии Западного побережья, и Лондонская и Северо-Восточная железная дорога (LNER), идущая на восток.

Уильям Стэньер из LMS произвел локомотив класса Princess Coronation — самый мощный паровой двигатель, построенный для использования в Британии, — и какое-то время один из этих двигателей удерживал рекорд скорости пара, обойдя своего главного конкурента LNER.Последний, однако, имел козырную карту. Разработанный сэром Найджелом Гресли, локомотив класса А4 был гладким, обтекаемым чудом, и 3 июля 1938 года один из локомотивов этого класса по имени Кряква, как известно, вернул рекорд, разогнавшись до 202,8 км/ч (126 миль в час) и установив рекорд для пара. который стоит и сегодня.

Поезда занимали центральное место в первых кампаниях по повышению узнаваемости бренда

Городские транспортные системы также инвестировали в сильный дизайн, например, станции метро в стиле модерн, спроектированные Гектором Гимаром в Париже, или огромные декорированные станции Московского метрополитена.В Лондоне в первые десятилетия 20-го века транспортные компании осознали ценность сильного имиджа транспортной системы. Платформы станций метро были загромождены рекламой, из-за которой пассажирам было трудно разобрать настоящие таблички с названиями станций.

Реклама пива и портвейна на остановке метро Holborn, Лондон, 1931 год. (Фото лондонского Сити: London Metropolitan Archives/Heritage Images/Getty Images)

Следовательно, Альберт Стэнли и Фрэнк Пик, два гения ранней узнаваемости бренда, создали стандартизированную табличку с именами, состоящую из синей полосы, показывающей название станции на фоне сплошного красного круга.Позже он превратился в вездесущую круглую полосу лондонского транспорта, которую сегодня можно увидеть по всей столице.

Кроме того, Пик решил поручить дизайнеру Эдварду Джонстону придумать новый шрифт, жирный и четкий, который можно было бы использовать на вывесках по всей системе. Шрифт Johnston все еще можно увидеть в лондонской транспортной сети — в 1970-х годах он был немного изменен, чтобы создать New Johnston, но принцип ясности остается.

План, план, план

Железнодорожная сеть в Индии была спланирована в первые годы ее существования тогдашним генерал-губернатором лордом Далхаузи.Он оговорил, что должна быть общая «колея» (ширина между рельсами), и остановился на 1676 мм (5 футов 6 дюймов) — шире, чем общепринятый стандарт.

В такой огромной стране потребность в согласованной системе, связывающей города и регионы, была первостепенной — изначально, конечно, с имперской целью быстрого и эффективного перемещения войск и товаров. Сегодня в Индии есть хорошо используемая железнодорожная система, которая, за некоторыми исключениями, работает с одной шириной колеи.

Однако в Австралии некому было планировать железнодорожную систему для всей страны.Первые признаки были многообещающими, и цель заключалась в том, чтобы стандартная колея была принята по всей стране. К сожалению, последовало фарсовое стечение обстоятельств: один главный ирландский инженер в Новом Южном Уэльсе предпочитал ирландскую широкую колею, но его заменил шотландский инженер, предпочитавший стандартную колею.

Решение Квинсленда и Южной Австралии перейти на более узкую колею по-прежнему означало, что, как только различные сети встретились друг с другом, у Австралии возникла всемогущая головная боль, связанная с транспортом.Еще в 1911 году было достигнуто соглашение о переводе линий на стандартную колею, где это возможно, — этот процесс продолжается и сегодня, если позволяют финансы.

Высокоскоростная мечта

Скорость была ключевым преимуществом железных дорог на протяжении всей их истории. В 1957 году Япония открыла свою первую высокоскоростную линию и с тех пор прославилась своей (в глазах британцев) невероятно пунктуальной сетью.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.