Ньюкомен что изобрел и значение
Томас Ньюкомен
Недалеко от города Модбери, где проводил свои первые опыты с паровым насосом Севери, в то время жил в маленьком портовом городке Дартмуте хороший кузнец и слесарь Томас Ньюкомен. Он выполнял заказы местных жителей в маленькой кузнице, стоявшей на краю города. Ныокомен не состоял членом Лондонского Королевского общества, не издавал ученых книг. Он так мало привлекал к себе внимания, что нигде не сохранились сведения о его жизни. Когда же выяснилось, что это был замечательный мастер, сделавший крупное изобретение, не удалось не только восстановить факты его биографии, не было найдено даже место, где он захоронен.
Паровая машина Томаса Ньюкомена
Вблизи Дартмута находилось немало рудников. Почти наверняка Ньюкомену, занимавшемуся ремонтом разных устройств, приходилось иметь дело с машинами Севери, установленными в шахтах. Еще чаще он возился с рудничными насосами. В движение они приводились за счет рабочих рук. Тяжелый ручной труд не мог не производить угнетающего впечатления. Поэтому, когда Ньюкомен познакомился с паровым цилиндром Папена, производившего те же самые однообразные движения вверх-вниз, ему пришла в голову мысль заменить мускульную силу рабочего машиной Папена.
Ньюкомен взял к себе в помощники водопроводчика Коули, и вместе принялись за дело. В новой машине Ньюкомен использовал те разумные наработки и идеи, которые были сделаны до него. За основу он взял цилиндр с поршнем Папена, но пар в его машине для подъема поршня получался в отдельном котле, как у Севери.
Работала паровая машина Томаса Ньюкомена следующим образом. В паровом котле все время образовывался пар. В определенный момент открывался кран, пар под давлением впускался в цилиндры и поднимал поршень вверх. Поршень через цепь и балансир (качающийся рычаг) был связан со штангой водяного насоса, которая при ходе поршня вверх опускалась вниз. Пар заполнял всю полость цилиндра. Затем вручную открывался другой кран, через который в цилиндр впрыскивалась холодная вода. Пар конденсировался, и в цилиндре создавалось разряжение. Под действием атмосферного давления поршень опускался и тянул за собой цепь балансира. Штанга водяного насоса шла при этом вверх, и насос откачивал очередную порцию воды. Далее все повторялось сначала.
Машина Ньюкомена работала с перерывами, а потому не могла приводить в действие промышленные машины и механизмы, которые требовали для своей работы непрерывного движения. Но это и не было целью Ньюкомена Он хотел сделать насос, которым можно было откачивать воду из глубоких шахт. И это ему удалось.
Машина Томаса Ньюкомена была высотой с четырех-пятиэтажный дом. От своих предшественниц она унаследовала огромную «прожорливость»: 50 лошадей едва успевали подвозить ей топливо. Обслуживало ее не менее двух человек. Один — кочегар — непрерывно подбрасывал уголь в «ненасытную пасть» котла, а второй управлял кранами, впускающими пар и холодную воду в цилиндр. Это была тяжелая, изнурительная работа.
Вторую функцию — открывать краны — нередко выполняли дети Один такой мальчик по имени Гемфри Поттер работал на машине Ньюкомена в Корнуэлле. Видимо, однообразная работа подтолкнула его к неожиданной мысли: «А нельзя ли заставить саму машину, когда ей надо, открывать и закрывать краны? Тогда можно было бы побегать по улицам или почитать книжку». Гемфри взял два куска проволоки и соединил ими рукоятки кранов с балансиром. Сделал он это с таким расчетом, что балансир, поворачиваясь вслед за ходом поршня, в нужное время стал открывать и закрывать краны. Это устройство автоматического распределения пара и воды стали называть «механизмом Поттера» — по имени мальчика-изобретателя.
Томас Ньюкомен биография и изобретения
Томас Ньюкомен (1664-1729) был изобретателем и кузнецом английского происхождения, которого считали одним из его отцов-основателей промышленной революции, исторического процесса трансформации, охватившего социальную, культурную и экономическую сферы, и все это было обусловлено многочисленными технологическими достижениями, которые стали известны во второй половине восемнадцатого века.
Группа привилегированных умов, среди которых Томас Ньюкомен, имеет честь представить, разработать и испытать на успех множество машин, которые поддерживали человеческую деятельность с разных сторон. Использование тяги к животным стало прекращаться, и началась замена рабочих на опасные или повторяющиеся задачи..
Одной из тех сфер экономики, которые нуждались в срочном прогрессе, была добыча полезных ископаемых. Высокие производственные затраты из-за медлительности процессов добычи полезных ископаемых, неизбежной опасности с каждым метром, который спускался в шахту с низким освещением, со спертым воздухом и затопленным грунтовыми водами, ставили задачи, которые необходимо преодолеть.
биография
Большинство историков сходятся во мнении, что он родился в Англии 12 февраля 1663 года в Дартмуте, районе, принадлежащем графству Девон, в семье торговцев.
Хотя это правда, что нет никаких подробных записей о родителях Томаса Ньюкомена, известно, что их звали Илия и Сара Ньюкомен.
Илия был выдающимся и умелым торговцем, владельцем магазинов и лодок. От его матери Сары, которая покинула земной самолет, когда Томас был еще маленьким мальчиком, мало что известно.
В благоразумный момент после смерти его матери его отец женился на Алисе Тренхале, которая в конце концов была ответственна за воспитание будущего изобретателя.
Молодой Ньюкомен
Будучи молодым человеком (они управляли первыми годами десятилетия 1680 года), он был нанят как ученик инженерного дела, чтобы вскоре посвятить себя коммерциализации железа..
Он обратился за поддержкой к близкому другу детства по имени Джон Колли, и он связался с ним, чтобы открыть свой первый магазин бытовой техники, с помощью которого он смог познакомиться со многими владельцами шахт в этом районе..
Под влиянием этой интересной и прибыльной среды он изучил ремесло кузнечного дела, не пренебрегая своими инженерными исследованиями, исследованиями, которые дали ему необходимые инструменты для разработки машины, которая дала ему вклад в историю..
Пастор ньюкомен
Ньюкомен был проповедником-мирянином и ориентиром для всех тех, кто искал его в местной баптистской церкви; в 1710 году он стал пастором местной группы этого потока.
Его связи в этой церкви позволили ему получить доступ к людям разных социально-экономических уровней; среди этих людей был Джонатан Хорнблауэр (отец и сын), который стал экономически связанным с Томасом, позволив ему расширить сферу его будущей машины..
Параллельно с его религиозной жизнью, его коммерческой деятельностью и его исследованиями он развил любопытство к работе некоторых машин своего времени, особенно с помощью парового двигателя английского инженера и изобретателя Томаса Савери.
Savery, также родившийся в Девоне, построил и запатентовал в 1698 году машину, которая, согласно критериям Newcomen, не использовала весь свой потенциал. Позже этот изобретатель разработал атмосферный паровой двигатель, который включал трансформацию многих процессов, проведенных в то время..
Последние годы
После появления машины Newcomen история ее изобретателя со временем имеет тенденцию к размыванию. Нет точных записей о причинах его смерти, но это произошло 5 августа 1729 года в доме баптистского пастора и друга Эдварда Уоллина, когда Ньюкомену было 66 лет..
Inventos
Паровая машина атмосферный
Изобретение, благодаря которому Томас Ньюкомен получил высочайшее признание, было атмосферным паровым двигателем..
Эта машина возникла из анализа и сочетания идей, возникших при конструировании его предшественников: англичан Томаса Савери в 1698 году и французов Дени Папина в 1690 году. Хотя это правда, что это сработало, Ньюкомену было предложено оптимизировать прочность работы в результате использования пара.
В сотрудничестве со своим партнером Джоном Колли (по профессии механик) и советом Роберта Гука (английский физик) Ньюкомен попытался найти решение проблемы, которую он определил: высокая стоимость использования лошадей для откачки воды со дна оловянные рудники.
Однако, чтобы найти практичное и функциональное решение для вашей версии парового двигателя, потребовалось не менее 10 лет..
операция
Машины Savery, представленные в 1698 году, и Newcomen, увидевшие свет в 1712 году, представили аналогичные элементы, такие как бойлер, резервуар для воды и даже рабочие основания (создавая вакуум внутри герметичного пространства путем охлаждения водяного пара).
Однако основное отличие заключалось в окончательном виде, в котором обе команды добывали воду со дна шахты..
Savery паровой двигатель
Котел постепенно нагревался, и клапан, соединенный с насосным резервуаром, открывался, наполняя последний паром. Этот осадок вытеснил воздух, который он содержал к трубе, снаружи, проходя через элементарный обратный клапан или обратный клапан..
Откачка была эффективна, когда насосный резервуар был охлажден снаружи; для этой воды оставалось бежать по ней. Это было в тот момент, когда водяной пар месторождения конденсировался и создал ожидаемое состояние пустоты..
Вакуум отсасывал и отводил воду к обратному клапану трубы наружу, клапан котла открывали второй раз и пар под давлением вытеснял воду.
Newcomen машина
В атмосферном паровом двигателе Томаса Ньюкомена вакуумный бак имел поршень, который был соединен с кулисой, а это с противовесом.
Как и в предыдущей машине, бак был заполнен паром, когда котел был включен и клапан был открыт. Разница была отмечена путем, которому поршень подвергался действию водяного пара и давления воздуха снаружи машины..
Когда пар заполнил резервуар, поршень был вынужден подняться, и качалка наклонила часть, соединенную с поршнем, и опустила противовес..
Когда бак был охлажден и в результате конденсации пара образовался вакуум, ход поршня был изменен на обратный: деталь двигалась вниз, всасывалась из-за недостатка воздуха и под давлением атмосферного давления, а качалка наклонялась к противоположному: она понижала часть соединена с поршнем и поднялся противовес.
Вся эта схема движения сделала работу вторичным насосом, который был подключен к линии, активированной противовесом. Вторичный насос приводился в действие паровым двигателем, так что он, наконец, вытянул воду со дна шахты..
Машины этого типа использовали минеральный уголь в качестве обычного топлива, поэтому его непрерывно добывали, чтобы впервые удовлетворить спрос на его использование в промышленности..
патент
Newcomen не имел возможности запатентовать свое изобретение, потому что Savery при регистрации своей машины получил широкий патент (GB 356 нашей эры), который включал все «цилиндры или двигатели, чтобы поднять воду или вызвать движения к любому типу». мельница движущей силой огня «.
Это не было ограничением, и оба изобретателя, тогда в партнерстве, работали и установили большое количество насосного оборудования для шахт..
Превосходство машины Ньюкомена
Со времени, когда была установлена первая машина Newcomen, и до 1733 года в шахтах по всей Англии работало более 100 единиц оборудования, и использование этой машины было в силе около тридцати лет после ее первой установки, так как не было другого изобретателя, который предложил другой инструмент.
Лишь в 1765 году другой изобретатель, Джеймс Уотт, представил усовершенствования оригинального дизайна. Это значительно увеличило мощность в результате использования пара.
Однако стоит отметить, что оригинальные машины прослужили долгое время после внесенных Уоттом изменений, что говорит об эффективности, которую они предлагали тем, кто их использовал. Только когда стоимость угля стала значительной переменной, начался переход на новую технологию.
Паровой насос
Пороховая машина
В 1661 году Отто фон Герике придумал первый насос обратного всасывания, который поднимал поршнем груз за счёт того, что из-под него откачивали воздух. Это была прекрасная демонстрация наличия у воздуха веса, но полезным такое устройство назвать было сложно – оно просто превращало одну механическую работу (откачку воздуха) в другую, терпя при этом потери.
В ту эпоху для изобретателей было естественно для решения задачи по опустошению цилиндра обращаться к пороху, самому мощному источнику энергии из известных. Несколько килограммов пороха могут швырнуть пушечное ядро с такой силой, что оно пробьёт каменную стену, вонзится в дубовые борта корабля или разбросает колонну солдат. Если бы эту энергию получилось укротить и пустить на более плавную работу, она дала бы новую альтернативу водяным и ветряным мельницам. И Христиан Гюйгенс, как самый ярый поборник пороховой машины, считал, что с помощью пороха можно достичь куда большего.
Большую часть своей жизни Гюйгенс провёл в Гааге, и стал членом Королевского общества, расположенного на другом берегу Ла-Манша, в Англии. Однако в 1666 году его переманили в Париж, предложив ему должность во Французской академии наук. В отличие от английского заведения, бывшего просто частным сообществом джентльменов, нанятых монархом, Французская академия была государственным образованием, которое организовал и финансировал премьер-министр Людовика XIV Жан-Батист Кольбер. Гюйгенс предложил свою масштабную исследовательскую программу, в которой предполагалось изучать вакуум, энергию пара и ветра, и «энергию пороха, малая порция которого заключена в весьма толстом железном или медном футляре» [2].
В своём манускрипте от 1673 года он утверждал, что его новая машина (на тот момент существовавшая в виде прототипа) произведёт революцию в использовании смеси, на тот момент применявшейся лишь для насилия:
Она не только может служить для всех дел, в которых участвуют веса, но и использоваться в большинстве случаев, в которых требуется сила мускулов человека или животного, к примеру, для подъёма больших камней при строительстве здания, возведения обелисков, подъёма воды для фонтанов, вращения мельниц для помола зерна, когда нет достаточного места или возможностей использовать лошадей. Преимущества этого мотора заключены в том, что он не требует никаких расходов и обслуживания во время простоя. Он позволяет открыть новые типы средств передвижения по земле и воде. И хотя это прозвучит противоречиво, не кажется невозможным изготовление некоего устройства, способного передвигаться и по воздуху [3].
Гюйгенс был одним из величайших умов семнадцатого столетия. Он писал труды по математике, оптике, механике и астрономии, и изобрёл самый точный для своего времени хронометр – часы с маятником. Однако пороховую машину, несмотря на все его горячие заверения, никак нельзя причислить к списку его величайших успехов. В ней использовался поршень, находящийся внутри металлического цилиндра, с двумя круглыми отверстиями вверху, оборудованными чем-то вроде односторонних клапанов. Внизу было ещё одно отверстие, для подсоединения пластинки с пороховым зарядом. При поджигании заряда поршень поднимался вверх под воздействием расширяющихся газов, выходивших затем через клапаны, открывавшиеся в верхнем положении поршня (в качестве клапанов Гюйгенс использовал рукава из мокрой кожи). Поскольку из цилиндра выходила большая часть воздуха, давление внутри сильно падало, и атмосфера двигала цилиндр обратно вниз.
Пороховая машина Гюйгенса. Взорвавшийся в точке H заряд толкал воздух, находившийся в камере А, наружу через кожаные клапаны CD. Частичный вакуум вынуждал цилиндр В двигаться вниз, поднимая вес.
Паровой двигатель
То, что пар может двигать вещи, было известно со времён античности. Философ, математик и преподаватель Герон Александрийский, последний великий интеллектуал, появившийся в птолемеевском Египте до его упадка под гнётом Римской империи – тот самый, что описал пожарный насос – также описал двигатель, работающий под воздействием пара. Он состоял из закрытого котла с двумя трубками, идущими из крышки в противоположные точки полой металлической сферы, сделанной так, чтобы она могла вращаться на оси из этих труб. Сверху и снизу у неё выходили ещё две трубки, согнутые под прямым углом. Когда заполненный водой котёл начинали греть снизу, пар переходил в шар и вырывался из согнутых трубок, что заставляло сферу вращаться.
Двигатель Герона. Вода в котле превращалась в пар, переходила в сферу по двум трубкам, и, вырываясь из двух согнутых трубок, заставляла её вращаться.
Некоторые называют это первым паровым двигателем, однако эта машина работала на том же принципе, что и многие современные газонные разбрызгиватели. Попробуйте заставить мельницу работать при помощи разбрызгивателя, и вы поймёте, было ли практическое значение у машины Герона в качестве парового двигателя. Герон не особенно распространялся на тему работы этого изобретения, но, судя по всему, оно служило лишь развлечением для гостей или иллюстрацией для философской лекции.
Более практичным был эолипил, «Эолов шар», посвящённый богу ветра и описанный другим величайшим механиком классического мира Витрувием (иногда эти термины путают, и называют двигатель Герона эолипилом [5]). Он был также известен как «суфлятор», и его схема была проще, чем у Геронова шара. Он состоял из металлического контейнера с небольшим отверстием. Когда его заполняли водой и нагревали, он выдавал струю пара. Эту струю можно было использовать для раздувания пламени вместо мехов, и после того, как гуманисты Возрождения распространили работы Витрувия, эолипилы приобрели в Европе популярность. Их делали всяческих красивых форм (часто в виде человеческой головы, выдувавшей пар изо рта), и они явно использовались в качестве как предметов для украшения, так и устройств для алхимиков и стеклодувов.
Эолипил в виде человеческой головы, из Италии XVI века
Двигатель Герона и эолипил относились к пару как к ветру, но новая наука XVII века о давлении привлекла новое внимание к потенциалу пара, как к субстанции, способной сжимать и расширять объём. В 1683 году английский баронет Сэмюэль Морленд написал трактат, в котором заметил, что пар занимает объём в 2000 раз больший, чем такая же масса жидкой воды, и что такой пар, «будучи управляем согласно законам статики, и посредством науки сведённый к мере веса и баланса, мирно выполняет свою работу, как хорошие лошади, и, следовательно, может принести великую пользу человечеству, особенно в вопросах подъёма воды» [6]. Именно в свете этих заявлений бывший ассистент Гюйгенса в Королевской академии, Дени Папен, много лет спустя начал переосмысливать пороховой двигатель своего бывшего наставника.
Папен, будучи на 18 лет младше Гюйгенса, сначала учился на доктора, а потом в 1673 году стал ассистентом Гюйгенса. Однако он считал, что у него, как у гугенота, не будет шансов развернуться в обстановке католической тирании монархии при Людовике XIV. Поэтому он в 1675 году эмигрировал в Лондон, начал активную деятельность в Королевском обществе, некоторое время работал помощником виднейшего исследователя воздуха и вакуума в Англии, Роберта Бойля. В 1687 году он устроился на научную должность в немецком Марбурге в ландграфстве Гессен-Кассель, где существовала диаспора гугенотов-беженцев.
Схема простого парового двигателя Дени Папена. Вода на дне цилиндра периодически вскипает и конденсируется, заставляя поршень двигаться.
Однако этот двигатель, как и несколько других изобретений Папена, сделанных для ландграфа – дующая машина, паровая лодка, паровая пушка – так и не вышли из стадии прототипов. Папен ощущал всё возрастающее давление со стороны своих врагов в Марбурге. После того, как во время несчастного случая в 1707 году с его паровой пушкой пострадало несколько важных персон, он решил уехать оттуда. После неприятного путешествия, во время которого прототип его паровой лодки изъяли и уничтожили лодочники, не желавшие расставаться с привилегиями своей гильдии, он вновь объявился в Лондоне. Поскольку его бывший покровитель, Бойль, был уже давно мёртв, Папен опустился до нищеты и умер вскоре после января 1712 года – последняя запись о его деятельности была оставлена в этом месяце [10].
В исторических записях того времени встречаются и другие следы размышлений о паровых двигателях, однако Папен был первым достоверно известным человеком, реально построившим такой двигатель (пусть только и в виде прототипа), и имевшим серьёзного спонсора (ландграфа). Почему же Папен не снискал славы и богатства, и умер в нищете? Зациклившись на примере своей пароварки, Папен не мог отказаться от пара высокого давления, толкавшего поршень – а это выходило за пределы возможностей металлургии XVII столетия. Вероятно, из-за этого ему и не удалось масштабировать свой двигатель. Кроме того, его машина была слишком простой. Нагревая воду на месте, внутри цилиндра, он был завязан на постоянный цикл охлаждения и нагревания, отнимавший много времени и горючего. Однако уже к моменту его смерти два англичанина, занимаясь совершенно разными задачами, превзошли его работу, и выдали первые применимые на практике паровые двигатели.
Ньюкомен
В 1698 году английский военный инженер из девонширской семьи предпринимателей по имени Томас Севери запатентовал своего «друга шахтёра» – первую из известных нам серьёзных попыток использовать текучесть пара в коммерческих целях. Однако его творение, строго говоря, вообще не было двигателем – это был насос, работавший при помощи пара. Он наполнял камеру паром из отдельного бойлера, а потом поливал её снаружи водой, чтобы сконденсировать пар. Образовывавшийся вакуум вытягивал воду вверх по трубе. Как любой насос, такой тяги хватало лишь на подъём воды на высоту порядка 10 м, поэтому для прокачки воды дальше на поверхность он полагался на импульс следующей порции пара высокого давления. В итоге он страдал от тех же проблем, что и нагнетательный насос – для наибольшей эффективности его нужно было устанавливать в глубине шахты, а высота подъёма воды была ограничена возможностями металлургии тех времён. Нужно было изготавливать сосуды и трубы, способные выдерживать необходимое давление. Известно, что несколько его машин разрывало по швам, иногда с фатальными последствиями.
Гравюра с изображением машины Севери, где показано, как её можно было использовать в шахте. Обратите внимание на высокую вертикальную трубу, необходимую для доставки воды на поверхность. Яйцеобразные резервуары использовались для непрерывной прокачки – один заполнялся паром высокого давления, выдавливавшим воду вверх, а в другом конденсировался пар, высасывавший воду снизу.
Схема Севери применялась в различных случаях в качестве источника давления воды – для садов аристократов, например – и другие изобретатели несколько десятилетий продолжали совершенствовать насос. Но, несмотря прозвище, которое Севери дал своему детищу, неспособность «друга шахтёра» поднимать воду на значительную высоту без риска взрыва не дала ему стать популярным оборудованием для шахт.
Тем временем над иной схемой парового двигателя работал другой Томас. Томас Ньюкомен, как и Севери, был из Девоншира, торговал скобяными и кузнечными изделиями и инструментами для горной промышленности. Неизвестно, знал ли он о существовании парового насоса Севери – у них определённо были возможности пересечься в Девоншире. В любом случае, у его машины оказалась совсем другая схема, и в ней не было ничего от Севери, кроме идеи использовать пар в качестве рабочего тела, производящего механическую силу. К сожалению для Ньюкомена, Севери зарегистрировал очень общий патент, дающий ему эксклюзивные права на «производить, имитировать, использовать и применять любые резервуары или двигатели для подъёма воды или возможного вращения мельниц при помощи силы огня». Ньюкомену пришлось стать партнёром Севери и его наследников, вне зависимости от происхождения его идей [11].
Гравюра с изображением машины Ньюкомена в музее Грифф Колльери близ Ковентри. Конденсируясь в цилиндре слева, пар притягивал вниз левую часть коромысла, заставляя работать насос справа. При добавлении порции пара вес коромысла опускал его правую сторону. Над поршнем видно резервуар для поднятой воды, а под ним – бойлер, обложенный кирпичом.
В полностью реализованном проекте Ньюкомена (построенном с помощью Джона Кэлли, которого в разных источниках называют то стеклодувом, то лудильщиком), было два ключевых плюса.
Во-первых, он использовал только конденсацию пара для движения поршня, поэтому у него не было проблем с ёмкостями для пара высокого давления. Он вернулся к оригинальной концепции фон Герике, вывернув её наизнанку. Поршень крепился к одному концу тяжёлого деревянного коромысла, к другому концу которого крепился насос. При конденсации пара в цилиндре воздух давил на поршень, и поднимал другой конец коромысла, приводя в действие насос. Впрыскивание свежего пара низкого давления не поднимало поршень, а уравнивало давление сверху и снизу, благодаря чему коромысло под собственным весом поднималось в изначальное положение.
Во-вторых, конденсация пара происходила благодаря впрыскиванию холодной воды в цилиндр, благодаря чему ход поршня был более быстрым и мощным по сравнению с внешним охлаждением ёмкости у Севери. Судя по всему, Ньюкомен случайно наткнулся на такую схему, когда вода, которая должна была охлаждать цилиндр снаружи, случайно просочилась внутрь.
Но кроме этих улучшений изобретение Ньюкомена было демонстрацией механического гения, сильно опережавшего всех его предшественников. После многих лет экспериментов он сумел-таки сделать свой двигатель полностью автоматическим – все клапана, управлявшие входом и выходом пара, контролировались колышками на вращающемся стержне, который вращал сам двигатель.
Иногда пишут, что оборудование, позволявшее машине работать автономно, изобрёл мальчик, которого наняли для этой работы. Он якобы устал и решил её усовершенствовать. Более вероятно, что он просто внёс какое-то небольшое улучшение в и так уже почти автономный агрегат. К сожалению, никакой документации времён разработки этой машины найдено не было, поэтому этот вопрос разрешить в ту или иную сторону вряд ли получится.
Учитывалась и необходимость в источнике холодной воды, охлаждавшей пар. Небольшой вспомогательный насос откачивал воду из отстойника, откуда она стекала после выхода из цилиндра в бак над двигателем. Далее она могла опускаться под действием силы тяжести, и использоваться повторно.
Похрипывая и потрескивая и хрипя, вновь и вновь качаясь туда и сюда, пока не иссякал источник его паровой диеты, двигатель Ньюкомена был самым близким к искусственной форме жизни устройством, изобретенной человеком на тот момент. Один поэт сравнил бойлер с дышащей «железной утробой» [13]. Другой, Эразм Дарвин (дед Чарльза) сравнил машину с кивающим гигантом:
Потоки воды холодной расширение прекращают,
А облако пара огромное в капельку превращают.
Поршень под воздуха весом вниз до конца опускается
Быстро, за стенки железные он ведь нигде не цепляется.
Балкой гигант рукотворный быстро и ловко качает,
Пол сотрясая, он машет своими руками, и будто кивает.
Bade with cold streams the quick expansion stop,
And sunk the immense of vapor to a drop.
Press’d by the ponderous air the Piston falls
Resistless, sliding through it’s iron walls;
Quick moves the balanced beam, of giant-birth,
Wields his large limbs, and nodding shakes the earth.[14]
Точное устройство самого насоса, приводимого в движение машинами Ньюкомена, неизвестно. Все найденные описания концентрировались на самой машине, а не на её полезной нагрузке. Можно предположить, что это была последовательность насосов, все поршни которых машина могла поднимать одновременно, или какое-то ковшовое подъёмное устройство, которое балка цепляла во время движения вверх, а во время обратного движения отцеплялась.
Первым надёжно документированным использованием машины Ньюкомена считается её установка на угольной шахте близ Бирмингема в 1712 году, хотя Ньюкомен наверняка потратил на её разработку много лет. Возможно, он возводил ранние её модели на оловянных шахтах Корнуолла, к западу от родного Девоншира [15]. Когда патент Севери, наконец, закончил действие в 1733 году, только в одной Англии было возведено 100 машин Ньюкомена. Несколько экземпляров построили в Бельгии, Франции, Германии и в других частях Европы. Сам Ньюкомен умер в 1729 году [16]. В 1753 году первая паровая машина прибыла в Америку – её собрали на медной шахте Шюльера в Нью-Джерси из частей, произведённых в Корнуолле.
Хоть Ньюкомен и не умер в нищете, как его предшественник Папен, он так и не снискал славу великого изобретателя. В его время концепцию великого изобретателя ещё только предстояло изобрести. Человека с механическим складом ума и новой идеей скорее сочли бы чудиком, нежели гением. Но нужно помнить, что машина Ньюкомена использовалась почти всегда только в качестве оборудования для горного дела. Однонаправленное движение машины почти не позволяло приспособить её для чего-либо ещё. Она, конечно, стала очень полезной для шахтёров в их борьбе за освобождение от воды всё более глубоких шахт, но никаким очевидным образом не изменила общество, как можно было бы ожидать от «парового двигателя». Только потому, что ему повезло родиться позже, и приобрести знания, необходимые для изобретения более общего варианта двигателя, Джеймс Уатт прославился гораздо сильнее Томаса Ньюкомена.
Некоторые изобретатели пытались использовать машину Ньюкомена в качестве замены для мельниц, движущей силой которых в основном была вода. Однако попытки прикрепить машину к маховому колесу, которое потом должно было непрерывно крутить что-либо, успехом не увенчались. Целесообразнее оказалось использовать паровую машину для того, чтобы закачивать воду на определённую высоту, с тем, чтобы она на спуске вращала водяное колесо. Самым известным примером такого использования машины считается мельница для производства медных булавок, стоявшая в Уормли близ Бристоля, где Артур Янг писал в 1771 году: «все машины и колёса приводятся в действие водой, для поднятия которой используется поразительная огненная машина, поднимающая, как говорят, по 3000 хогсхедов ежеминутно». Подобный процесс имел экономический смысл только там, где было мало воды и много дешёвого горючего, что и приводит нас к углю. Но перед тем, как продолжить историю непосредственно паровой машины, мы должны рассказать историю топлива, которое в следующие столетия будет её питать.
Ссылки
[2] Friedrich Klemm, A History of Western Technology (Cambridge, Mass: MIT Press, 1964), 212.
20 pennies/day 1683-1692)
[5] W. L. Hildburgh, “Aeolipiles as Fire-blowers,” Archaeologia 94 (1951), 27-55.
[6] Samuel Morland, “The Principles of the New Force of Fire” (1683).
[7] David C. A. Agnew, Protestant Exiles from France, Chiefly in the Reign of Louis XIV, Volume 1 (1886), 151-153.
[8] [Reference to 2004 article on Papin and Hero]
[9] Alfred Auguste Ernouf, Denis Papin, Sa Vie et Son Oeuvre (1874), 76-68.
[11] James Greener, “Newcomen and his Great Work,” The Journal of the Trevithick Society (2015), 67.
[13] John Dalton, “A Descriptive Poem: Addressed to Two Ladies,Aat Their Return From Viewing the Mines Near Whitehaven.”
[14] Erasmus Darwin, Economy of Vegetation, Canto I: lines 254 – 263.
[15] Работа Гринера “Newcomen and his Great Work” посвящена доказательству того, что в Корнуолле существовали предшественники машины Ньюкомена
[16] Richard L. Hills, Power from Steam: A History of the Stationary Steam Engine (Cambridge: Cambridge University Press, 1989), 30.
[17] Arthur Young, A Six Weeks Tour through the South Counties of England and Wales (1771), 184-185.