Уурын машин зохион бүтээсэн нь хүн төрөлхтний түүхэн дэх эргэлтийн цэг байв. 17-18-р зууны төгсгөлд хаа нэгтээ үр ашиггүй гар ажиллагаа, усны дугуй, салхин тээрэм зэргийг цоо шинэ, өвөрмөц механизмууд болох уурын хөдөлгүүрээр сольж эхлэв. Тэдний ачаар техникийн болон аж үйлдвэрийн хувьсгал, хүн төрөлхтний бүхий л дэвшил боломжтой болсон.
Гэхдээ уурын машиныг хэн зохион бүтээсэн бэ? Хүн төрөлхтөн хэнд ийм өртэй вэ? Тэгээд хэзээ болсон бэ? Бид эдгээр бүх асуултын хариултыг олохыг хичээх болно.
Манай эринээс ч өмнө
Уурын машин үүссэн түүх МЭӨ эхний зуунаас эхэлдэг. Александрын баатар зөвхөн ууранд өртөх үед л ажиллаж эхэлдэг механизмыг тодорхойлсон. Төхөөрөмж нь цорго бэхэлсэн бөмбөг байв. Цоргоноос уур гарч, улмаар хөдөлгүүрийг эргүүлэхэд хүргэв. Энэ нь хосоор ажилладаг анхны төхөөрөмж байлаа.
Уурын хөдөлгүүрийг (илүү нарийн яривал турбин) бүтээгч нь Таги-ал-Дином (Арабын гүн ухаантан, инженер, одон орон судлаач) юм. Түүний шинэ бүтээл олонд танигдсан16-р зуунд Египет. Механизмыг дараах байдлаар зохион байгуулав: уурын урсгалыг иртэй механизм руу шууд чиглүүлж, утаа унах үед ир нь эргэлддэг. Үүнтэй төстэй зүйлийг 1629 онд Италийн инженер Жованни Бранка санал болгосон. Эдгээр бүх шинэ бүтээлийн гол сул тал нь уурын хэт их хэрэглээ байсан бөгөөд энэ нь эргээд асар их хэмжээний эрчим хүч шаарддаг бөгөөд үүнийг зөвлөдөггүй байв. Тухайн үеийн хүн төрөлхтний шинжлэх ухаан, техникийн мэдлэг хангалтгүй байсан тул хөгжлийг түр зогсоов. Үүнээс гадна ийм шинэ бүтээл хийх шаардлагагүй байсан.
Бүтээлүүд
17-р зуун хүртэл уурын машин бүтээх боломжгүй байсан. Гэвч хүний хөгжлийн түвшин дээшилсэн даруйд анхны хуулбар, шинэ бүтээлүүд гарч ирэв. Хэдийгээр тэр үед хэн ч тэднийг нухацтай авч байгаагүй. Жишээлбэл, 1663 онд Английн нэгэн эрдэмтэн Раглан шилтгээнд суурилуулсан бүтээлийнхээ төслийг хэвлэлд нийтэлжээ. Түүний төхөөрөмж цамхгийн ханан дээр ус өргөхөд үйлчилдэг байв. Гэсэн хэдий ч шинэ, үл мэдэгдэх бүх зүйлийн нэгэн адил энэ төслийг эргэлзээтэй хүлээж авсан бөгөөд цаашид хөгжүүлэх ивээн тэтгэгч олдсонгүй.
Уурын хөдөлгүүр үүссэн түүх нь уур амьсгалын хөдөлгүүр зохион бүтээснээс эхэлдэг. 1681 онд Францын эрдэмтэн Денис Папин уурхайгаас ус шахдаг төхөөрөмжийг зохион бүтээжээ. Эхлээд дарь нь хөдөлгөгч хүч болж, дараа нь усны уураар солигдсон. Уурын машин ийм байдлаар үүссэн. Үүнийг сайжруулахад Английн эрдэмтэд, Томас Ньюкомен, Томас Северен нар асар их хувь нэмэр оруулсан. Оросын өөрийгөө заадаг зохион бүтээгч Иван Ползунов мөн үнэлж баршгүй тусламж үзүүлсэн.
Папины бүтэлгүй оролдлого
Уурын агаар мандлын машин тэр үед төгс биш байсан ч хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлийн салбарт онцгой анхаарал татдаг байв. Д. Папин хамгийн сүүлд хуримтлуулсан мөнгөө жижиг хөлөг онгоц худалдаж авахад зарцуулж, өөрийн үйлдвэрлэсэн ус өргөх уур-атмосферийн машин суурилуулж эхлэв. Үйлдлийн механизм нь өндрөөс унах үед ус дугуйгаа эргүүлж эхэлсэн.
Зохион бүтээгч 1707 онд Фулда гол дээр туршилтаа хийжээ. Олон хүмүүс гайхамшгийг үзэхээр цугларав: далбаа, сэлүүргүй голын дагуу хөдөлж буй хөлөг онгоц. Гэсэн хэдий ч туршилтын үеэр гамшиг тохиолдсон: хөдөлгүүр дэлбэрч, хэд хэдэн хүн нас баржээ. Эрх баригчид азгүй зохион бүтээгчийг уурлаж, аливаа ажил, төсөл хэрэгжүүлэхийг хориглов. Усан онгоцыг хураан авч устгасан бөгөөд хэдэн жилийн дараа Папин өөрөө нас баржээ.
Алдаа
Papen-ийн уурын усан онгоц нь дараах үйл ажиллагааны зарчимтай байв. Цилиндрийн ёроолд бага хэмжээний ус асгах шаардлагатай байв. Цилиндрийн доор шарсан мах байсан бөгөөд энэ нь шингэнийг халаах зориулалттай байв. Ус буцалгаж эхлэхэд үүссэн уур нь өргөжиж, бүлүүрийг өргөв. Поршений дээрх орон зайнаас агаарыг тусгайлан тоноглогдсон хавхлагаар гадагшлуулсан. Ус буцалгаж, уур унаж эхэлсний дараа шарсан махыг авч, агаарыг зайлуулах хавхлагыг хааж, цилиндрийн ханыг хүйтэн усаар хөргөх шаардлагатай байв. Ийм үйлдлүүдийн ачаар цилиндрт байсан уур нь өтгөрч, поршений доор үүссэн.ховордож, атмосферийн даралтын хүчнээс болж бүлүүр дахин анхны байрандаа буцаж ирэв. Доош явах үед ашигтай ажил хийгдсэн. Гэсэн хэдий ч Papen-ийн уурын хөдөлгүүрийн үр ашиг сөрөг байсан. Уурын усан онгоцны хөдөлгүүр нь маш хэмнэлтгүй байсан. Хамгийн гол нь энэ нь хэтэрхий төвөгтэй, ашиглахад тохиромжгүй байсан. Тиймээс Папенийн шинэ бүтээл анхнаасаа ирээдүйгүй байсан.
Дагагчид
Гэсэн хэдий ч уурын хөдөлгүүр үүссэн түүх үүгээр дууссангүй. Дараагийнх нь Папенээс хамаагүй илүү амжилтанд хүрсэн нь Английн эрдэмтэн Томас Ньюкомен байв. Тэрээр өмнөх үеийнхээ ажлыг удаан хугацаанд судалж, сул тал дээр анхаарлаа хандуулсан. Тэдний ажлын хамгийн сайн сайхныг авч 1712 онд тэрээр өөрийн аппаратыг бүтээжээ. Шинэ уурын хөдөлгүүрийг (зураг дээр үзүүлэв) дараах байдлаар бүтээгдсэн: босоо байрлалтай цилиндр, түүнчлэн поршен ашигласан. Энэ Ньюкомен Папины бүтээлүүдээс авсан. Гэсэн хэдий ч өөр уурын зууханд уур аль хэдийн үүссэн. Поршений эргэн тойронд бүхэлд нь арьсыг бэхэлсэн бөгөөд энэ нь уурын цилиндрийн доторх битүүмжлэлийг ихээхэн нэмэгдүүлсэн. Энэ машин нь бас уур амьсгалтай байсан (уурхайгаас ус агаар мандлын даралтыг ашиглан өссөн). Шинэ бүтээлийн гол сул тал нь том хэмжээтэй, үр ашиггүй байсан: машин асар их хэмжээний нүүрс "идсэн". Гэсэн хэдий ч энэ нь Папены зохион бүтээсэнээс хамаагүй илүү ашиг тусыг авчирсан. Тиймээс бараг тавин жил шорон, уурхайд ашиглагдаж байна. Энэ нь гүний усыг шахах, түүнчлэн хөлөг онгоцыг хатаахад ашигладаг байв. Томас Ньюкомен машинаа хувиргах гэж оролдсонИнгэснээр замын хөдөлгөөнд ашиглаж болно. Гэсэн хэдий ч түүний бүх оролдлого бүтэлгүйтэв.
Өөрийгөө зарласан дараагийн эрдэмтэн бол Английн Д. Халл юм. 1736 онд тэрээр сэлүүр дугуйтай уурын агаар мандлын машин болох шинэ бүтээлээ дэлхийд танилцуулав. Түүний хөгжил Папинаас илүү амжилттай болсон. Тэр даруй хэд хэдэн ийм хөлөг онгоцыг суллав. Тэдгээрийг голчлон усан онгоц, усан онгоц болон бусад хөлөг онгоцыг чирэхэд ашигладаг байв. Гэсэн хэдий ч уурын уур амьсгалын машины найдвартай байдал нь итгэлийг төрүүлээгүй бөгөөд хөлөг онгоцнууд гол хөдөлгөгчөөр дарвуулт онгоцоор тоноглогдсон байв.
Хэдийгээр Халл Папинаас илүү азтай байсан ч түүний шинэ бүтээлүүд аажмаар ач холбогдлоо алдаж, орхигджээ. Гэсэн хэдий ч тэр үеийн уур амьсгалын машинууд олон дутагдалтай байсан.
Орос дахь уурын хөдөлгүүрийн түүх
Дараагийн нээлт Оросын эзэнт гүрэнд болсон. 1766 онд Барнаул дахь төмөрлөгийн үйлдвэрт анхны уурын хөдөлгүүр бүтээгдсэн бөгөөд энэ нь тусгай үлээгч хөөрөг ашиглан хайлуулах зууханд агаарыг нийлүүлдэг байв. Үүнийг бүтээгч нь Иван Иванович Ползунов байсан бөгөөд эх орондоо үйлчилсэнийхээ төлөө офицерын зэрэг хүртжээ. Зохион бүтээгч нь хөөрөг асаах чадвартай "галын машин"-ын зураг төсөл, төлөвлөгөөг удирдлагууддаа танилцуулсан.
Гэсэн хэдий ч хувь тавилан Ползуновтой харгис хэрцгий хошигнол хийсэн: түүний төслийг хүлээн авч, машинаа угсарснаас хойш долоон жилийн дараа тэрээр өвдөж, хэрэглээний улмаас нас барсан - туршилт эхлэхээс ердөө долоо хоногийн өмнөхөдөлгүүр. Гэсэн хэдий ч түүний заавар нь хөдөлгүүрийг асаахад хангалттай байсан.
Тиймээс 1766 оны 8-р сарын 7-нд Ползуновын уурын машиныг ажиллуулж, ачаалалд оруулав. Гэтэл тэр оны арваннэгдүгээр сард эвдэрсэн. Үүний шалтгаан нь уурын зуухны хэт нимгэн хана, ачихад зориулагдаагүй байв. Түүнээс гадна зохион бүтээгч энэ бойлерыг зөвхөн туршилтын явцад ашиглах боломжтой гэж зааварчилгаадаа бичжээ. Ползуновын уурын хөдөлгүүрийн үр ашиг эерэг байсан тул шинэ бойлер үйлдвэрлэх нь амархан үр дүнгээ өгөх болно. Түүний тусламжтайгаар 1023 цаг ажиллахад 14 фунт гаруй мөнгө хайлуулсан!
Гэхдээ үүнийг үл харгалзан хэн ч механизмыг засаж эхлээгүй. Ползуновын уурын хөдөлгүүр 15 гаруй жилийн турш агуулахад тоос цуглуулж байхад аж үйлдвэрийн ертөнц зогсолтгүй хөгжиж байв. Тэгээд дараа нь эд ангиудыг нь бүрэн буулгасан. Тэр үед Орос улс уурын хөдөлгүүртэй болж төлөвшөөгүй байсан бололтой.
Цагийн шаардлага
Энэ хооронд амьдрал зогссонгүй. Мөн хүн төрөлхтөн зан авираас хамаарахгүй, харин хувь заяаг өөрөө удирдах боломжийг олгодог механизмыг бий болгох талаар байнга бодож байв. Хүн бүр далбаагаа аль болох хурдан орхихыг хүссэн. Тиймээс уурын механизмыг бий болгох асуудал агаарт байнга өлгөөтэй байсан. 1753 онд Парист гар урчууд, эрдэмтэд, зохион бүтээгчдийн дунд уралдаан зарлав. Салхины хүчийг орлох механизмыг бий болгож чадсан хүмүүст Шинжлэх ухааны академиас шагнал гардууллаа. Гэвч Л. Эйлер, Д. Бернулли, Кантон де Лакруа болон бусад оюун ухаантнууд тэмцээнд оролцсон ч хэн ч ухаалаг санал гаргасангүй.
Олон жил өнгөрөв. Мөн аж үйлдвэрийн хувьсгалулам олон улсыг хамарсан. Бусад гүрнүүдийн дундах давуу байдал, манлайлал байнга Англид очдог байв. XVIII зууны эцэс гэхэд Их Британи томоохон аж үйлдвэрийг бүтээгч болсон бөгөөд үүний ачаар энэ салбарт дэлхийн монополь цолыг хүртсэн. Механик хөдөлгүүрийн тухай асуулт өдөр бүр улам бүр хамааралтай болсон. Ийм хөдөлгүүр бий болсон.
Дэлхийн анхны уурын хөдөлгүүр
1784 нь Англи болон дэлхийн аж үйлдвэрийн хувьсгалын эргэлтийн цэг болсон юм. Үүнийг хариуцах хүн нь англи механик Жэймс Ватт байв. Түүний бүтээсэн уурын машин нь энэ зууны хамгийн том нээлт байв.
Жеймс Ватт хэдэн жилийн турш уурын-атмосферийн машинуудын зураг, бүтэц, ажиллах зарчмуудыг судалж байна. Энэ бүхний үндсэн дээр тэрээр хөдөлгүүрийн үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд цилиндр дэх усны температур, механизмд орж буй уурын температурыг тэнцүүлэх шаардлагатай гэж тэр дүгнэв. Уурын-атмосферийн машинуудын гол сул тал нь цилиндрийг усаар хөргөх байнгын хэрэгцээ байв. Энэ нь үнэтэй бөгөөд тохиромжгүй байсан.
Шинэ уурын хөдөлгүүр нь өөрөөр хийгдсэн. Тиймээс цилиндрийг тусгай уурын хүрэмтэй болгосон. Ийнхүү Ватт тогтмол халсан төлөвтөө хүрсэн. Зохион бүтээгч нь хүйтэн усанд (конденсатор) дүрсэн тусгай савыг бүтээжээ. Түүнд цилиндрийг хоолойгоор бэхэлсэн. Цилиндр дэх уур нь дуусахад хоолойгоор дамжин конденсатор руу орж, тэндээ ус болон хувирав. Машинаа сайжруулахаар ажиллаж байхдаа Ваттконденсаторт вакуум үүсгэсэн. Ийнхүү цилиндрээс гарч буй бүх уур нь дотор нь өтгөрдөг. Энэхүү шинэчлэлийн ачаар уурын тэлэлтийн процесс ихээхэн нэмэгдсэн бөгөөд энэ нь эргээд ижил хэмжээний уураас илүү их энерги гаргаж авах боломжтой болсон. Энэ бол хамгийн том амжилт байлаа.
Уурын хөдөлгүүрийг бүтээгч мөн агаарын хангамжийн зарчмыг өөрчилсөн. Одоо уур эхлээд поршений доор унаж, улмаар түүнийг дээшлүүлж, дараа нь поршений дээгүүр цуглуулж, доошлуулав. Ийнхүү механизм дахь поршений цохилт хоёулаа ажиллаж эхэлсэн бөгөөд энэ нь урьд өмнө боломжгүй байсан. Нэг морины хүчтэй нүүрсний хэрэглээ нь уур амьсгалын машинуудынхаас дөрөв дахин бага байсан нь Жеймс Ваттын хүрэхийг хичээж байсан юм. Уурын машин эхлээд Их Британи, дараа нь дэлхийг маш хурдан байлдан дагуулсан.
Шарлотт Дундас
Дэлхий нийтээрээ Жеймс Ваттын шинэ бүтээлийг гайхшруулсны дараа уурын машиныг өргөнөөр ашиглаж эхэлжээ. Тиймээс 1802 онд Англид хосуудад зориулсан анхны хөлөг онгоц гарч ирэв - Шарлотт Дундас завь. Үүнийг бүтээгч нь Уильям Симингтон юм. Уг завийг сувгийн дагуу чирэх хөлөг онгоц болгон ашиглаж байжээ. Усан онгоцонд хөдөлгөгчийн үүргийг хойд хэсэгт суурилуулсан сэлүүртэй дугуй гүйцэтгэж байв. Завь анх удаа туршилтыг амжилттай давсан: зургаан цагийн дотор хоёр том баржыг 18 миль чирсэн. Үүний зэрэгцээ урд талын салхи түүнд ихээхэн саад болжээ. Гэхдээ тэр үүнийг хийсэн.
Гэхдээ сэлүүр дор үүссэн хүчтэй давалгаанаас болж сувгийн эрэг угааж байх вий гэж эмээж байсан тул түр зогсоосон. Дашрамд хэлэхэд, дээрШарлоттыг дэлхий нийтээр анхны усан онгоцыг бүтээгч гэж үздэг хүн туршиж үзсэн.
Дэлхийн анхны уурын хөлөг
Английн усан онгоц үйлдвэрлэгч Роберт Фултон залуу наснаасаа уурын хөдөлгүүртэй хөлөг онгоц хийхийг мөрөөддөг байжээ. Одоо түүний мөрөөдөл биеллээ. Эцсийн эцэст уурын хөдөлгүүрийг зохион бүтээсэн нь хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлд шинэ түлхэц болсон юм. Асуудлын материаллаг талыг хариуцаж авсан Америкаас ирсэн элч Р. Ливингстонтой хамт Фултон уурын хөдөлгүүртэй хөлөг онгоцны төслийг эхлүүлжээ. Энэ нь сэлүүр зөөгч санаан дээр үндэслэсэн нарийн төвөгтэй бүтээл байв. Усан онгоцны хажуугийн дагуу олон сэлүүрийг дуурайлган дараалсан хавтангууд сунажээ. Үүний зэрэгцээ ялтсууд заримдаа бие биендээ саад болж, эвдэрч байв. Өнөөдөр бид гурав, дөрвөн хавтангаар ижил үр дүнд хүрч чадна гэж амархан хэлж чадна. Гэвч тухайн үеийн шинжлэх ухаан, технологийн үүднээс үүнийг харах нь бодитой бус байсан. Тиймээс хөлөг онгоц үйлдвэрлэгчдэд илүү хэцүү байсан.
1803 онд Фултоны шинэ бүтээлийг дэлхийд танилцуулсан. Уурын усан онгоц Сена мөрний дагуу аажмаар жигд хөдөлж, Парисын олон эрдэмтэн, зүтгэлтнүүдийн оюун ухаан, төсөөллийг гайхшруулжээ. Гэвч Наполеоны засгийн газар уг төслөөс татгалзаж, дургүйцсэн хөлөг онгоц үйлдвэрлэгчид Америкт баялгаа хайхаас өөр аргагүй болжээ.
1807 оны 8-р сард хамгийн хүчирхэг уурын хөдөлгүүртэй Кларемонт хэмээх дэлхийн анхны уурын завь (зураг толилуулж байна) Хадсон булангийн дагуу явжээ. Тэр үед олон хүн амжилтанд итгэдэггүй байсан.
Клермонт анхны аялалдаа ачаагүй, зорчигчгүй гарлаа. Хэн ч очихыг хүсээгүйгалаар амьсгалах хөлөг онгоцоор аялах. Гэхдээ буцах замдаа анхны зорчигч гарч ирэв - тасалбарын төлөө зургаан доллар төлсөн нутгийн фермер. Тэрээр тээврийн компанийн түүхэн дэх анхны зорчигч болжээ. Фултон маш их сэтгэл хөдөлсөн тул тэрээр зоригт шидтэнг бүх шинэ бүтээлээрээ насан туршдаа үнэгүй жолоодох эрхийг өгсөн.
