Уатт та паровий двигун. Джеймс Уатт. Універсальна парова машина подвійної дії Винахід джеймса уатта парова машина

Приблизно в цей час в Англії над створенням парової машини працював шотландець Джеймс Уатт.

Починаючи з 1763 року, він займався удосконаленням малоефективної пароатмосферної машини Ньюкомена, яка, загалом, годилася тільки для перекачування води. Йому було ясно, що основний недолік машини Ньюкомена полягав у поперемінному нагріванні та охолодженні циліндра. Яким чином уникнути цього? Відповідь прийшла до Уатта недільного весняного дня 1765 року. Він зрозумів, що циліндр може залишатися гарячим, якщо до конденсації відводити пару в окремий резервуар через трубопровід з клапаном. Більш того, циліндр може залишатися гарячим, а конденсор холодним, якщо зовні покрити теплоізоляційним матеріалом.

Крім того Уатт зробив ще кілька удосконалень, що остаточно перетворили пароатмосферну машину на парову. В 1768 він подав прохання про патент на свій винахід. Патент він отримав, але збудувати парову машину йому довго не вдавалося. І лише в 1776 році парова машина Уатта була, нарешті, побудована та успішно пройшла випробування. Вона виявилася вдвічі ефективнішою за машину Ньюкомена.

У 1782 році Уатт створив нову чудову машину - першу універсальну парову машину подвійної дії. Кришку циліндра він оснастив винайденим незадовго до того сальником, який забезпечував вільний рух штока поршня, але запобігав витоку пари з циліндра. Пара надходила в циліндр поперемінно то з одного боку поршня, то з іншого. Тому поршень здійснював і робочий і зворотний хід за допомогою пари, чого не було в колишніх машинах. Оскільки в паровій машині подвійної дії шток поршня здійснював тягнучу і штовхаючу дію, колишню приводну систему з ланцюгів і коромисла, яка реагувала тільки на тягу, довелося переробити. Уатт розробив систему зв'язаних тяг та застосував планетарний механізм для перетворення зворотно-поступального руху штока поршня у обертальний рух, використовував важкий маховик, відцентровий регулятор швидкості, дисковий клапан та манометр для вимірювання тиску пари.

Запатентована Уаттом "ротативна парова машина" спочатку широко застосовувалася приведення у дію машин і верстатів прядильних і ткацьких фабрик, та й інших промислових підприємств. Таким чином, парова машина Уатта стала винаходом століття, який започаткував промислову революцію.

У 1785 році одна з перших машин Уатта була встановлена ​​в Лондоні на пивоварному заводі Семюела Вітбреда для розмелювання солоду. Машина виконувала роботу замість 24 коней. Діаметр її циліндра дорівнював 63 см, робочий хід поршня становив 1,83 м, а діаметр маховика досягав 4,27 м. Машина збереглася до наших днів, і сьогодні її можна побачити в дії в музеї Сіднея "Пауерхауз". Двигун Уатта годився для будь-якої машини, і цим негайно скористалися винахідники механізмів, що саморухаються.

19 січня народився Джеймс Уатт (1736-1819) - шотландський інженер, винахідник-механік.

Писав, що «парова машина була першим справді міжнародним винаходом…». У створенні її брали участь француз Папін, німець Лейбніц, англійці Северн, Ньюкомен та Уатт. У Росії парову машину винайшов І. І. Повзунов.

Машини Півночі та Ньюкомена, які працювали від початку XVIII ст., мали дві істотні недоліки: вони могли тільки відкачувати воду і були дуже неекономічні. Палива вони споживали у сотні разів більше, ніж сучасні двигуни. Істотних поліпшень у парову машину вніс Джемс Уатт.

У 1763 р. Д. Уатт, який працював механіком університету в Глазго (Шотландія), отримав завдання відремонтувати діючу навчальну модель парової насосної установки Ньюкомена. Виправлена ​​Уаттом модель працювала дуже погано, і Уатт більше п'яти років уперто бився над нею, поки нарешті не знайшов чудового рішення, яке дозволило більш ніж удвічі знизити витрати пального великих машин.

Уатт перший застосував конденсатор: установку, в якій відбувається конденсація - перетворення пари у воду за допомогою охолодження. Подібно до того, як у гідравлічних установках робота залежить від різниці рівнів води, у парових установках вона залежить від різниці температур. Чим вище температура пари на початку її роботи і що нижча наприкінці, тим економічніше працює паровий двигун. За часів Уатта котли не могли дати пари з тиском більше 1,1 атм. і температурою вище 100С, тому хороше охолодження пари наприкінці роботи мало велике значення. Пара тоді, як і зараз, охолоджували водою, але робили це, вбризкуючи воду в циліндр машини. Поперемінне нагрівання і подальше охолодження циліндра викликали велику витрату палива. «Циліндр має бути завжди гарячим!» - Правильно вирішив Уатт, а пар можна охолоджувати в окремій посудині - конденсаторі. Введення конденсатора більш ніж удвічі знизило витрати палива в парових машинах.

Приблизно в ті ж роки гостро постало нове завдання: надати валу парової машини обертальний рух. Над цією проблемою працювало багато винахідників, але найбільш вдалим був винахід Уатта.

У 1784 р. він отримав патент на паровий двигун з валом, що обертається, і з конденсатором. Економічність машини Уатта зовсім затьмарила успіхи його сучасників, що побудували машини з валом, що обертається, і навіть викликала невірне уявлення про те, що Уатт один винайшов парову машину.

Весь клопіт з будівництва та розповсюдження парових машин Уатта прийняв на себе його компаньйон Болтон, а Уатт всі свої сили віддавав удосконаленню парової машини. Він винайшов прилад - індикатор, що дозволяє стежити за роботою пари всередині циліндра, дослідив роботу пари і знайшов вигідним впускати пару в циліндр тільки на 14 ходу поршня, надаючи пару потім розширюватися. Розширення пари викликало значну економію, але дещо знизило потужність машини. Для збільшення потужності машини при тих же її розмірах УАТ використовував другу порожнину циліндра і таким чином вперше застосував машину подвійної дії. Ця машина сприяла отриманню більш рівномірного обертального руху. Вона була відзначена як "універсальний двигун великої промисловості".

Удосконалюючи свою машину, Уатт ввів ще низку серйозних покращень. Він вперше застосував так звану «парову сорочку» - простір, що оточує циліндр, через який пара надходила до машини, постійно тримаючи стінки циліндра гарячими. Він винайшов і ввів у практику відцентровий регулятор - чутливий прилад, що дозволяє автоматично, без участі людини, підтримувати кількість обертів валу машини постійним за будь-яких зменшення або збільшення її навантаження.

Машини Уатта швидко поширилися і протягом чверті сторіччя були єдиним двигуном у промисловості.

Основні його винаходи: конденсатор, циліндр подвійної дії, парова сорочка, індикатор і відцентровий регулятор застосовуються і понині, а ім'я Уатта назавжди увійшло історію як ім'я одного з творців нової техніки.

Для Англії та всього світу. Інженер та винахідник із Шотландії займався удосконаленням машини Ньюкомена, внаслідок чого винайшов свій двигун універсального призначення.

Ранні роки

Джеймс Уатт народився сім'ї будівельника кораблів і творця різних механізмів Джеймса. Його мати, Агнес, була представницею багатого роду, свого часу вона здобула відмінну освіту.

На світ майбутній винахідник народився 19.01.1736 р. Хлопчик народився дуже болючим, тому початкову освіту отримував удома від батьків. Дитина не могла грати з однолітками через слабке здоров'я, тому основну частину свого часу вона витрачала на самоосвіту.

У підлітковому віці його улюбленими предметами були астрономія та хімія. Також він любив виготовляти моделі механізмів, які створював його батько.

Після досягнення віку випускника початкової школи Джеймс вступив до гімназії. Він демонстрував великі успіхи у математиці. Юнак любив читати і багато чого з цього він прагнув перевірити на практиці.

У вісімнадцятирічному віці юнак втратив матір. Це відбилося на здоров'ї та справах батька, тому Джеймсу довелося піклуватися про себе самостійно. Молода людина на рік переїхала з Шотландії до Лондона, щоб навчитися ремеслу, яке мало відношення до вимірювальних приладів. Офіційне навчання мало проходити протягом семи років, але грошей у Джеймса вистачило лише на один рік. Почав він своє навчання з виготовлення лінійок та циркулів. Незабаром молодий учень міг виготовляти квадранти, геодолити та інші складні інструменти.

За цей рік хлопець практично не виходив надвір. Увесь час він працював: вранці – на господаря, а вечорами – на замовлення. Так він міг прогодувати себе. До того ж через те, що він не був офіційним учнем, на вулиці його могли насильно забрати у військовий флот.

Перша робота

Закінчивши навчання, Джеймс Уатт із ослабленим здоров'ям повернувся до Шотландії. Він вирішив організувати власну справу в Глазго, яка полягала у створенні та ремонті інструментів. Але йому довелося зіткнутися із спілкою ремісників, які заборонили йому займатися цією роботою. Причиною стало те, що Джеймс не пройшов офіційного навчання. Не допомогло навіть те, що він був єдиним представником своєї справи у Шотландії.

Але молодий чоловік рятує випадок. У цей час до університету Глазго прибула партія інструментів для занять астрономією. Вони вимагали постійної уваги, включаючи і встановлення. Через своїх знайомих Уат отримує можливість працювати. Його призначили майстром наукових інструментів навчального закладу. У нього з'явилася нагода створити свою майстерню.

У навчальному закладі Джеймс знайомиться із Джозефом Блеком, який займався хімією. Майстер допомагає вченому у розробці деяких хімічних приладів, що просунули подальші дослідження хіміка.

З 1759 року справи Уатта покращали. Цьому сприяло партнерство із бізнесменом Джоном Крейгом. Вони організували роботу з виробництва різних інструментів та іграшок. Дохід винахідника значно збільшився. Їхнє партнерство припинилося через шість років через смерть Крейга.

Період винахідництва

Парова машина Ньюкомена існувала вже кілька десятиліть. Найчастіше її застосовували для відкачування води. Ніхто навіть не намагався її вдосконалити. З 1759 ідеєю застосування пари зацікавився Уатт, але його спроби були невдалими.

У 1763 році до майстра звернувся представник університету в Глазго з проханням допомогти в ремонті макету творіння Ньюкомена. Уатт зміг провести з нею низку експериментів. Він зміг полагодити макет і переконатися в неефективності цієї машини. Уатт вніс у конструкцію певні удосконалення, проте цього було замало.

Через два роки Джеймс Уатт здогадався, як можна створити досконалу парову машину. Він почав запроваджувати в життя задумане. У 1769 він оформив патент на ізольовану камеру для конденсації. Він зміг побудувати діючу модель, яка працювала за цим принципом. Для створення повнорозмірної машини він не мав коштів. У цьому допомогли Джозеф Блек, Джон Робак. Проблеми не закінчилися, оскільки неможливо було досягти необхідної точності у виробництві циліндра та поршня. До того ж, Робак став банкрутом.

Уатт знайшов нового спонсора. Ним став Меттью Болтон, який володів ливарним заводом. Проблему у створенні циліндра вирішив Джон Вілкінсон. Комерційний успіх від свого винаходу Уатт отримав завдяки створенню спільної компанії з Меттью Болтоном, яка діяла двадцять п'ять років і принесла винахіднику велике майно.

Уатт прагнув не просто вдосконалити машину Ньюкомена, він хотів створити модель із універсальним двигуном. Усі його спроби призвели до нового методу роботи парової машини, який він запатентував під назвою планетний рух. Саме на цьому методі почала працювати перша парова машина Джеймса Уатта.

Після успіху нової машини почалися численні спроби її підробити. У боротьбі за репутацію своєї справи Уатт і Болтон змушені були витрачати чималі кошти на судові позови. В результаті вони змогли відстояти свої права.

Значення винаходу

Патент на двигун Джеймса Уатта був зареєстрований у 1769 році. У документі було визначено, що автор патенту нову машину, а Уатт до кінця не розумів, наскільки важливим у майбутньому стане його вдосконалення.

Значимість винаходу полягала в тому, що у двигуні поршень переміщався під дією пари. Завдяки цьому можна було багаторазово збільшувати потужність, утворюючи більший тиск. Більше не було потреби нарощувати габарити. Завдяки винаходу стало можливим створення паровоза, а трохи згодом і пароплава.

Визнання заслуг

Ще за життя винахідника машина Джеймса Уатта зробила революцію у промисловості. Не дивно, що його обирали представником багатьох товариств. Його навіть хотіли нагородити баронським титулом, але він відмовився.

Товариства, до яких було обрано Уатт:

• Королівське суспільство у Единбурзі.
• Філософське суспільство у Роттердамі.
• Член-кореспондент Французької академії.
• Місячне суспільство у Бірмінгемі – неофіційна організація для вчених британського Просвітництва.

Останні роки

Біографія Джеймса Уатта доводить, наскільки різнобічною особистістю він був. Різнорідності його знань щиро дивувався письменник Вальтер Скотт, який був особисто знайомий із винахідником.

В останні роки життя Уатт займався машиною власного виробництва, яка могла копіювати скульптурні твори, такі як барельєфи, статуї, судини та інше.

Помер майстер 19.08.1819 р., на вісімдесят третьому році життя. Поховали його у Хендсворті.

Сім'я та діти

Джеймс Уатт, винаходи якого зробили прорив у промисловості, був одружений двічі. Його перша дружина, Маргарет Міллер, померла 1772 року, народивши йому їхню п'яту дитину. Але до зрілого життя дожили лише двоє дітей, яких звали, як і батьків, Джеймс та Маргарет.

Другою дружиною стала Енн МакГрегор у 1777 році. Їх спільних дітей звали Грегорі та Дженет.

Уатт пропонував використовувати як назву «кінські сили». Однак у 1882 році з ініціативи Британської асоціації інженерів було ухвалено рішення присвоїти одиницю потужності ім'ям винахідника. З цього часу в техніці прийнято користуватись Ваттами. Подібне сталося вперше в історії техніки.

"Батько парової машини" її насправді винаходив не її, а двигун

Всупереч поширеній думці, Джеймс Уатт, «батько парової машини», жодної інженерної освіти не мав, жодної парової машини не винаходив, у молодості лише чув про існування якихось «вогняних машин», пором серйозно не цікавився і до 28 років до цього. справі у відсутності рішуче жодного відношення. І в наші дні в одній із перших дитячих книжок англійські хлопчаки знаходять зворушливо-рожеву розповідь про маленького Джеймса, який задумливо стежив за струмком пари, що виходить з носика чайника. Такі легенди є обов'язковими для великих людей.

Трирічний Декарт, який побачив бюст Евкліда, сказав: «А!», а Сергій Корольов особливо любив казку про «килим-самолет». Хто його знає, можливо, Джемс дійсно дивився на чайник, але пара, що виходить з його носика, не могла наштовхнути юний мозок на ідею використовувати цю пару в якійсь машині хоча б тому, що вона давно була приручена в різних таких машинах.

Ще в 120 році до нашої ери олександрійський вчений Герон описав свою «кулю Еола», що обертається під дією двох струменів пари, що виходять з нього. В 1663 маркіз Ворчестер зробив іграшку з «чудовим водяним двигуном», що дозволяє англійцям сперечатися про пріоритет у цьому відкритті. Суперечка дуже комічна, оскільки самі англійці видали патент на паровий двигун лише через 35 років і не маркізу зовсім, а капітану Томасу Севері, який зробив машину майже одночасно зі своїм співвітчизником і тезкою — ковалем Ньюкоменом. Машина коваля, як не погана вона була, все-таки вважалася досконалішою за машину капітана і працювала на шахтах і в рудниках.

Отже, Уатт парової машини не винаходив. І назвати винахідника її непросто. Сама ідея цього двигуна носилася у повітрі, народжуючи у різних країнах різні моделі. Світ чекав її появи з години на годину. Промисловість, що народжувалась, тупцювала на місці, позбавлена ​​простого, дешевого, а головне — потужного двигуна, гостро і терміново їй необхідного. Винахід Уатта було не просто великим винаходом, воно було, можливо, найбажанішим винаходом в історії людства. Великий геній Уатта виявляється в тому, що патент, взятий ним у квітні 1784, даючи опис парової машини, зображує її не як винахід лише для особливих цілей, але як універсальний двигун великої промисловості».

Пам'ятник Уатту у Бірмінгемі

Джеймс Уатт народився в крихітному шотландському містечку Грінок, який нічим більше не прославився ні до цієї події, ні після нього. Його дід викладав математику та морехідне мистецтво та користувався повагою земляків, які постійно обирали його то головним окружним суддею, то головою церковної ради. Батько успадкував частково освіченість свого батька, але мав ще й жилку підприємця. Він і кораблі будував, і сам був судновласником, і торгував, і тримав склад якорів, канатів та іншої корабельної снасті, і підйомний кран збудував, збирав морехідні інструменти, відкрив майстерню. У цій майстерні маленький Джеймс сидів годинником. Після риболовлі, якою він віддавався із пристрастю, робота в майстерні була його найулюбленішим заняттям.

Як згадувалося вище, Уатт не отримав інженерної освіти. Строго кажучи, він взагалі ніякої освіти не здобув. Квола дитина, що постійно страждає головними болями, вона займалася в початковій і в середній школі з великими перебоями і мала славу серед однокашників досить тупуватою. Тільки коли йому було вже 13 років, його безумовні математичні здібності вивели його до перших школярів, до великого конфузу насмішників.

Живучи в гостях у свого дядька - професора стародавніх мов університету в Глазго, він почав сам проводити різні досліди з хімії та фізики. Він взагалі любив працювати один, тихо, не поспішаючи, обмірковувати зроблене і знову перевіряти свої думки в досвіді і навіть дозвілля віддавав своїй допитливій спостережливості, яка дозволяла йому, за свідченням його друга і біографа професора Робінсона, «вміти з усього зробити предмет нового серйозного вивчення ». Джеймс уникав гучних ігор та усіляких спортивних турнірів. "Він рідко вставав рано, - згадує у своїх мемуарах його тітка, - але протягом декількох годин занять встигав зробити більше, ніж звичайні люди роблять за кілька днів".

Ось він, винахід…

Ось таким він ріс у крихітному шотландському містечку і таким виріс: тихою, болісною, начитаною, допитливою, дуже спостережливою, акуратною людиною, яка любила розмірковувати і майструвати. Він умів користуватись багатьма інструментами, освоїв навіть ливарну справу, дуже багато читав та знав, але визначити своє майбутнє не міг.

Походження та освіта не дозволяли йому стати простим майстром, відсутність навичок підприємця заважала зайнятися торгівлею та організацією ремесла, вельми обмежені доходи – увійти в промисловість, скромність та болючість – шукати щастя у заморських землях. Він був універсал, якому важко знайти роботу. Він був винахідником. Винахідник і за характером, і за типом мислення, і за способом життя; дивно, він був винахідником, ще нічого не винайшовши.

Але ж такої професії не існувало. І в наші дні скільки копій поламано в суперечках, чи взагалі є в природі така професія, чи не слід вважати винахідництво якоюсь схильністю натури. (Зауважу в дужках, що щодо людей, які складають не машини, а музику, наприклад, подібні суперечки залишили ще до народження Моцарта.)

І пішло-поїхало…

Джеймс довго обмірковував майбутнє своє життя і вирішив шукати себе в покликанні оптика чи інструментальника, десь поряд із «розумною» та делікатною технікою. Навчити його такому ремеслу не тільки у Гріноку, а й у всій Шотландії не було кому, і 19-річний Джеймс вирушив до Лондона. Дванадцять днів верхи добирався він до столиці і вступив потім учнем до майстерні, яка виготовляла різні навігаційні інструменти. Він працював дуже багато і, за словами біографів, навряд чи більше двох разів ходив гуляти лондонськими вулицями за рік свого учнівства.

Через рік він повертається до Глазго, де важко засновує механічну майстерню, а потім призначається майстром-інструментальником при університеті. «Усі молоді люди в університеті,— пише Робінсон,— які цікавилися наукою, були знайомі з Уаттом; його кімната скоро стала постійним місцем зборів, куди кожен йшов з усілякими питаннями і здивуваннями далеко не механічного лише характеру: мовознавство, давнину, всі природничі науки, навіть поезія, література і критика — все обговорювалося тут з однаковим інтересом і палкістю». Уатт ніби був заряджений у роки якимось гігантським розумовим зарядом, котрій необхідно було знайти гідну його мета.

І ціль відшукалася. Все почалося з того, що в 1764 один з професорів Глазговського університету доручив Уатту відремонтувати модель парової машини Ньюкомена. Джеймс розпочав справу без особливого натхнення. Але, пораючись з моделлю і зустрівши ряд труднощів, він зазвичай задумався над їх природою і незабаром зрозумів, що провиною всьому зовсім не ця конкретна злощасна модель, а самі принципи, на яких вона була побудована. Це вже цікаво! Він почав працювати. І ось одного разу...

До Уатта приходить успіх

«Субботний день (1765 рік) був чудовий, і я вирушив на прогулянку,— згадував потім Уатт.— Всі мої думки були зосереджені на вирішенні проблеми, що займала мене. Підійшов до будинку пастуха, і в цей момент у мене в голові майнула думка: оскільки пара є еластичним тілом, вона кинеться у вакуум. Якщо між циліндром і вихлопним пристроєм існуватиме з'єднання, то пара проникне туди. Саме там його можна буде конденсувати, не охолоджуючи при цьому циліндра... Коли я дійшов до Гольфхауза, у моїй голові склалося повне уявлення про те, що потрібно було зробити».

Уат побудував модель, яку і сьогодні можна побачити в Лондонському науковому музеї. 240 років тому (всього 240 років!), 9 січня 1769 року, він отримав патент на «спосіб зменшення споживання пари і внаслідок цього — палива в вогневих машинах».

А далі життя його можна уявити у вигляді двох нерівних половин. Велику становили періоди пошуку коштів на вдосконалення парової машини. Він шукав компаньйонів; а коли не знаходив їх, змушений був запрягатися — точніше не скажеш — у роботу, до якої його серце не лежало, яка була йому гидка.

Це теж починалося і тривало за Уаттом

«Нічого не може бути ганебнішим для людини, як братися не за свою справу,— у відчаї пише він, працюючи на будівництві спроектованого ним каналу. я маю нещастя бачити і розуміти це... Я краще б погодився зустріти віч-на-віч заряджену гармату, ніж укладати торгові договори і зводити рахунки. Коротше кажучи, щойно мені доводиться робити щось із людьми, то я не на своєму місці, для інженера цілком достатньо однієї природи, щоб боротися з нею і бачити, як вона на кожному кроці долає його».

Але мав і щасливі дні. Компаньйони беруть він всю ненависну йому документацію, звільняють від вічного страху безгрошів'я, і ​​він працює: накидає ескіз пароплавного гвинта, вигадує мікрометр, винаходить відцентровий регулятор і механізм, названий «паралелограмом Уатта», яким він дуже пишався. Але головне – всі ці роки він удосконалює свою машину. В 1782 Уатт отримує патент на паровий двигун з розширенням, а через два роки - на універсальний паровий двигун.

Спочатку повільно, потім дедалі швидше зростає визнання його дітища. Машину купують господарі шахт, власники копалень, директори заводів. І знову тут стикається він із виворотом своєї праці — машина-ідея обертається тепер машиною-чистоганом: жодні технічні тонкощі, оригінальні конструкторські рішення не цікавлять його покупців, лише прибутку. Вони підозрюють обман скрізь. Одному промисловцеві навіть здалося, що куплена ним машина шумить менше, ніж та, яку придбав його колега, і він розхвилювався. З цього приводу Уатт зауважує: «Невідам шум вселяє ідею сили, а скромність у машині їм так само мало зрозуміла, як і в людях...»

Метью Болтон (ліворуч) став вірним компаньйоном Уатта

Уатту активно допомагає Метью Болтон, великий промисловець, який першим розгадав геній Уатта, людина великої енергії та високих людських якостей. На заводах Болтона будуються нові «вогняні машини», нові ідеї винахідника перевіряються у чудово оснащених майстернях, де працюють першокласні майстри та робітники чи не найвищої у світі кваліфікації. Болтон був одним із тих, кому Англія зобов'язана багаторічним званням «майстерні світу». Компанію Болтона і Уатта успадковують потім їхні сини.

…Настають довгоочікувані дні, коли винахід починає винагороджувати свого винахідника. Його заслуги визнані, він член Королівського товариства та закордонних академій, він купує маєтки і може не думати тепер про завтрашній шматок хліба. Він заглядає в дзеркало: сивина. Молодість його пролетіла вихором. Ось уже виросли діти...

…Навряд чи він був щасливий у сімейному житті, хоча друзі його писали, що він був найніжнішим батьком. Він поховав дружину, яку дуже любив, коли йому було 37 років. Одружився вдруге і швидко опинився під підбором у нової господарки будинку. Навіть собаку привчила вона витирати лапи об незліченні половички і могла наказати слузі гасити свічки, коли у вітальні засиджувалися його друзі. Тільки у своїй майстерні був він господарем.

Сум і успіх супроводжували Уатта до останніх днів

Наприкінці життя він багато подорожує, часто наїжджає до рідних місць, до Шотландії, веде велике листування, допомагає порадам молодим винахідникам…

…Його старість була самотньою. З шести дітей пережив батька лише один - старший син, помирали друзі, немов листя опадало з раніше такого зеленого і шумного дерева його життя. Дивно, але до старості здоров'я його різко одужало, він забув про головні болі, голова була завжди свіжою і ясною, а тіло бадьорим. Тому, коли одного разу він відчув легке нездужання, він зрозумів, що настала його година. Він зустрів смерть спокійно, бо знав, що обов'язок його перед нащадками виконано.

За матеріалами сайту «Ахмад Ті» підготував Костянтин Хіценко

19 січня 1736 року народився видатний шотландський інженер, винахідник-механік Джеймс Уатт, праці якого започаткували промислову революцію спочатку в Англії, а потім і в усьому світі. Ми вирішили розповісти про п'ять винаходів Уатта.

Парова машина

У повному розумінні цього слова Джеймс Уатт не був першою людиною, яка винайшла парову машину. Подібний пристрій було описано Героном Олександрійським у І столітті н. Реальна парова турбіна була винайдена набагато пізніше, в середньовічному Єгипті, арабським інженером XVI століття, який запропонував метод обертання вертлюга силою потоку пари, що спрямовується на лопаті, закріплені по обіду колеса. Джеймс Уатт винайшов універсальну парову машину, удосконаливши парову машину Ньюкомена, яку за часів Уатта використовували для відкачування води з вугільних шахт. Першим таким значним нововведенням стала ізольована камера для конденсації: Джеймс Уатт зареєстрував патент на свій винахід у 1769 році. При цьому в документі значилося, що він винайшов не нову парову машину, а паровий двигун, температура якого дорівнювала температурі пари. Наступне удосконалення було спрямоване на те, щоб змусити поршень у циліндрі робити корисну роботу не за рахунок атмосферного тиску, а за допомогою тиску пари. Пізніше він також ізолював паровий циліндр, а в 1782 винайшов машину подвійної дії, яка дозволила збільшити продуктивність парової машини в чотири рази, що дало 75% економію в собівартості вугілля. На додаток до інших різних удосконалень парової машини Уатт також винайшов відцентровий регулятор, за допомогою якого здійснювався автоматичний контроль за швидкістю машини, манометр і дросельний клапан.

Відео

Паровий молот

Крім парової машини та удосконалень для неї, Уатт також винайшов паровий молот. Патент на нього винахідник отримав 1784 року, відразу після отримання патенту на парову машину. Цей пристрій оснащувався маховим колесом, для приводу поширеного на той час важільного молота. Перший з молотів Уатта важив 54,5 кілограма і піднімався на висоту 8 дюймів (203 міліметри). Потім Уатт побудував важільний паровий молот з вагою частин, що падають, близько 380 кілограм, що робив 300 ударів на хвилину. Паровий молот був однією з найважливіших машин свого часу і панував у машинобудуванні протягом 90 років.

Копіювальний прес

В 1780 Уатт винайшов і запатентував портативний копіювальний прес, який складався з коробки, в якій були відділення для олівців, ручки, лінійки і паперу, а також спеціальний відсік для копіювального паперу. У металізованій коробці був запас фарби та води на 24 аркуші копіювання. Для затиску аркуша оригіналу використовувалася металева кришка. До початку роботи копіювальні листи 12 годин витримувалися у спеціальному складі. Фактичне копіювання проводилося поворотом ручки апарату, що обертала два латунні валики, розташовані в нижній частині корпусу. Оригінал документа містився на копіювальну пластину між підйомними кришками. Його притискали до вологого копіювального паперу для отримання відбитка, і, таким чином, на копіювальних листах виходила дзеркальна копія документа, яка після 24 години сушіння була готова до використання. Компанія, заснована Уаттом, випускала подібні машини до кінця XIX століття, її використовували у своїй роботі такі відомі люди, як Бенджамін Франклін, Джордж Вашингтон та Томас Джефферсон.

У похилому віці винахідник також працював над машиною для копіювання скульптурних творів, ейдографом - механічним пристосуванням, що дозволяє з високою точністю копіювати барельєфи, медальйони, статуї та інші речі найскладнішої форми.

Відео

Паралелограм Уатта

Механізм, винайдений Уаттом в 1784 для надання поршню парової машини прямолінійного руху. Паралелограм складається із двох горизонтальних важелів, шарнірно прикріплених до кінців вертикального важеля, який закріплений у центрі балки мосту та має можливість обертання. За рахунок повороту вертикального важеля компенсується нерівномірність руху поворотах. В наші дні використовується на задній осі деяких автомобільних підвісках.

Вимірювання потужності

Як вимір потужності Уатт запропонував використовувати поняття «кінська сила». Ця одиниця виміру використовувалася з більшості розрахунків до 1882 року, поки Британська асоціація інженерів вирішила назвати одиницю потужності ім'ям Уатта — Ватт. Це був перший історії техніки випадок присвоєння власного імені одиниці виміру.