Джемс Уатт
Шрифт:
Чертеж одной из первых, построенных Болтоном и Уаттом, машин (1776 года). Репродукция с собственноручного чертежа Уатта (буквы поставлены для пояснения чертежа автором книги).
А — внутренний цилиндр (диаметр 44 дюйма); В — наружный цилиндр; С — поршень; D — парораспределительная камера; Е — конденсаторная пароотводная труба; F — воздушный насос для выкачивания воздуха и конденсационной воды; Н — брус, регулирующий движение парораспределительных клапанов; I — инжекционная трубка; J — кожух на конденсаторе (пространство между Е и J наполнено холодной водой);
Широта взглядов, проявленная владельцами блюмфильдских шахт, выразившаяся в том, что они заказали первую большую машину этого типа и отвергли обыкновенную машину, уже начатую постройкой, заслуживает благодарности общества, так как благодаря этому примеру устраняются сомнения неопытных людей и окончательно решается вопрос о важности и полезности изобретения. Принципы действия этой машины совершенно отличны от других машин. Они изобретены мистером Уаттом (из Глазгоу) после многих лет изучения и множества разнообразных дорогих и трудных опытов. Машины эти строятся теперь под его и мистера Болтона руководством на мануфактуре Болтона и Фодзергиля около этого города. Они почти уже достроили четыре штуки и установили производство их по очень широкому плану так, чтобы сделать их применимыми почти для всех целей, где нужна механическая сила, большая или малая, и где нужно получить движение вращательное или качательное» (т. е. прямолинейно-возвратное. — М. Л.).
Заметка, как и полагается, заканчивалась рекламой Ради нее репортер несколько неточно изложил факты. Конечно, никакого крупного производства машин на мануфактуре Болтона и Фодзергиля пока еще не было налажено, точно так же, как не имело места еще всевозможное применение машины для вращательного движения. Для того, чтобы это было осуществлено должно было пройти еще около десяти лет, а пока машина могла только при помощи балансира приводить в действие насос. Конечно, все эти подробности рассказал репортеру Болтон, не без умысла, вероятно, смешавший собственные пожелания, надежды и перспективы с действительными фактами.
Но эти маленькие неточности газетного репортажа были, конечно, пустяками по сравнению с тем фактом огромной важности — первого применения уаттовской машины в промышленности. Это была уже не какая-то экспериментальная установка, хотя бы в большом натуральном масштабе, но тут уаттовская машина становилась орудием производства, неразрывной частью предприятия и должна была дать определенный не только технический, но и экономический эффект. С этого момента и начинается история практического применения этой так называемой «первой паровой машины», или «машины простого действия» (так как пар в ней действует на поршень только с одной стороны).
Надо иметь в виду, что функции ее очень ограничены: «В этой форме, — говорит Маркс, — (она) оставалась простой подъемной машиной для воды и соляного раствора» ( Маркс, «Капитал», I, гл. XIII).
Уатт
Но на другой водокачке Уатту удалось измерить температуру и количество инжекционной воды, и отсюда он приблизительно мог вычислить объем пара, расходуемый на один ход поршня. Оказалось, что потери пара в цилиндре составляют сорок процентов. Расчет был очень приблизительный, Уатт пользовался при этом законом скрытой теплоты парообразования, считая скрытую теплоту пара в 800 единиц.
Уатт несколько раз перечитал заметку в «Бирмингамской газете». Дебют удачен, и удача была вполне им заслужена. Вот уже почти два года, как он вырвался из Глазгоу, перебрался в Бирмингам и смог, наконец, всецело заняться своей машиной. Кончилась погоня за заработком. Уатт был теперь обеспечен, так как по соглашению с Болтоном он получал по 330 фунтов стерлингов в год за разработку и техническое осуществление своего изобретения.
Этот первый успех, о котором в газете было написано несколько строк, стоил ему много труда. Когда он приехал в мае 1774 года в Бирмингам, то его уже ожидали здесь присланные еще за год до того части машины Киннэля. При ликвидации дел обанкротившегося Рэбэка они достались Уатту и Болтону без всякого труда, так как прочие кредиторы Рэбэка с удовольствием сбыли их с рук как ненужный хлам, но для Уатта оловянный цилиндр киннэльской машины был, пожалуй, дороже, чем все пошедшее с молотка имущество Рэбэка.
Все лето и осень Уатт собирал машину в Сохо. Ей уже была предназначена работа: накачивать в верхний резервуар отработавшую воду, приводящую в движение водяное колесо шлифовальных станков. В таком применении машины не было ничего странного или необычного. Только при такой своеобразной водяной трансмиссии силу атмосферного давления и свойство пара возможно было использовать для получения вращательного движения. Это было почти аксиомой для до-уаттовских энергетиков, и именно в такой только комбинации и можно было встретить на металлургическом заводе ньюкомэновскую машину, раздувающую, особенно во время засухи, когда воды было мало, мехи печей.
Но перевезенная из Киннэля машина предназначалась главным образом все же для опытов. На ней Уатт в течение долгого времени проверял почти все свои усовершенствования и изобретения. В конце-концов в ней не осталось почти ни одной части, которые были привезены из Киннэля. Постепенно в ней сменили цилиндр, поставили другой конденсатор, новые клапаны, насосы новой системы, ее приспосабливали к паровому молоту, один раз чуть не продали, затем хотели приспособить ее к прокатному стану для прокатки олова, наконец, на ней испытывался один из механизмов, придуманный Уаттом для передачи прямолинейного движения во вращательное. Машина честно прослужила Уатту много лет…
Когда по прибытии ее из Шотландии ее стали собирать в Сохо (летом 1774 г.), то началась снова обычная возня с цилиндром и с поршнем. На страницах уаттовского дневника снова замелькали заметки о разных набивках поршня: шерсть, конский волос, войлок, навоз, бумага… После нескольких месяцев работы машину, повидимому, удалось наладить, и в ноябре 1774 года Уатт писал отцу: «Дело, которым я сейчас здесь занят, повидимому, будет успешным, т. е. огненная машина, которую я изобрел, находится в ходу сейчас и гораздо лучше отвечает всем требованиям, нежели какая-нибудь другая из сделанных до сих пор. Я надеюсь, что изобретение будет очень выгодно для меня». Но радость была преждевременна: вскоре цилиндр снова закапризничал. «Прирабатывать» его, повидимому, выпало на долю Болтона.