Михаил Лесников - Джемс Уатт

• Название: Джемс Уатт
• Автор: Михаил Лесников
• Издательство: Журнально-газетное объединение
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1935

В настоящем издании представлен биографический роман о Джемсе Уатте (1736–1819), английском изобретателе, создателе универсального теплового двигателя. Изобрел (1774–84) паровую машину с цилиндром двойного действия, в которой применил центробежный регулятор, передачу от штока цилиндра к балансиру с параллелограммом и др. Машина Уатта сыграла большую роль в переходе к машинному производству.

---

Этот прибор был построен около 1790 года. Первая сохранившаяся запись опытов в дневнике относится к 1793 году. Прибор, записывающий колебания давления в виде диаграммы, был сконструирован одним из помощников Уатта, Саутерном, в 1796 году, как это документально можно доказать на основании сохранившейся переписки. Бумагу для записи он помещал на движущуюся дощечку, а не на вращающийся барабан, который был применен лишь в тридцатых годах XIX века.

К концу штока прибора был прикреплен перпендикулярно к нему карандаш, который чертил от движений поршня прямую на листе бумаги. Если лист в это время передвигался в направлении, перпендикулярном этой прямой, и притом в одну сторону, то получалась волнистая кривая, если же движение листа было, как и движение поршня машины, возвратно-поступательное, то получалась замкнутая кривая.

Весной 1786 года к лондонским аттракционам и достопримечательностям прибавилась новая достопримечательность, на некоторое время овладевшая вниманием столицы: начала свою работу первая большая паровая мельница, носившая гордое название «Мельница Альбиона».

Правда, она не была первой паровой мельницей в Англии. Некоторое время до этого изобретательный Уозброу приспособил у себя в Бристоле паровую машину для вращения мельничных жерновов, да и на заводе Сохо была тоже экспериментальная мельничная установка, но кто из лондонцев мог об этом знать, а тут, чуть ли не в самом центре города, у моста «Черных братьев», поднялось изящное здание с высокой трубой, из которой день и ночь валил густой черный дым (приводивший, кстати сказать, в ужас Уатта, задумывавшегося над способами уничтожения дыма), и день и ночь слышалось шипение паровой машины, сначала одной, а потом двух (всего предполагалось поставить три машины, но третью так и не поставили) и шум целых сорока поставов (по двадцати на машину). Проектировал и устанавливал всю механическую часть мельницы молодой шотландский инженер Джорж Ренни, широко применивший впервые в машиностроении чугун и железо вместо дерева. Получал он за труды по одной гинее в неделю.

Паровую машину проектировал Уатт, а хозяином предприятия было товарищество, главными пайщиками которого были Болтон и Уатт.

Индикатор Уатта.

С паровой машиной пришлось повозиться довольно долго. Сгоряча устроили торжественный пуск ее в присутствии многочисленной публики. Через несколько дней, когда машину нагрузили полностью, на шестернях ее «планетарного движения» выломались зубья: Вилькинсон, как на зло, отлил шестерни из отвратительного материала. Еще немного времениспустя послышался подозрительный стук в цилиндре. Оказывается, шток еле держался в поршне, так как совершенно ослабло закрепление. Было еще множество других мелких неполадок. Все они были вызваны не конструкцией машины, а плохим выполнением ее частей.

Болтон целыми днями до поздней ночи находился на мельнице, вызывал Уатта приехать из Бирмингама, но тот не мог: слишком был занят в Сохо.

Когда мельницу пустили в ход, на нее началось настоящее паломничество.

О ней уже много говорили еще задолго до того, как был положен первый камень ее здания и прежде чем завертелся первый ее жернов. Шум подняли мукомолы: применение пара в мукомольном деле, там, где раньше действовали ветер и вода, создаст опасную монополию, утверждали они, общество пострадает от вздувшихся монопольных цен на муку, а они лишатся своих законных доходов.

Напрасно Болтон ратовал за законность технического прогресса и уверял, что если так рассуждать, то можно, пожалуй, дойти и до первобытного растирания зерен вручную между двумя камнями. Мукомолы все же оказались настолько влиятельными, что учредить акционерную компанию, как рассчитывал первоначально Болтон, не удалось, а пришлось организовать простое товарищество.

Зачем было строить мельницу посреди столицы?

На это Болтон мог прямо ответить — ради прибыльности дела. Но он мог бы еще добавить — ради рекламы.

Лондонцы живо интересовались техническими усовершенствованиями. На паровых водокачках Лондона все время толпились посетители. Но насколько же интереснее простой водокачки была паровая мельница! И действительно, на Альбионскую мельницу повалили толпы посетителей. Побывать там считал своим долгом каждый лондонский дэнди и каждая светская дама. Мельница стала одним из мимолетных капризов моды.

Уатта глубоко возмущало это нашествие светских зевак. Он самым настойчивым образом требовал прекращения доступа посторонним: ведь они только мешают работать, а толку от всех этих джентльменов и лэди все равно никакого не будет.

Об этом, впрочем, мог судить только Болтон.

Паровая машина, конечно, найдет широкий сбыт, но надо, чтобы об ней узнали, надо показать ее работу как-нибудь очень ярко и наглядно, надо, чтобы вокруг нее был бы поднят некоторый шум, чтобы об ней заговорили — реклама даст последний толчок колеблющемуся заказчику.

В машинах мельницы Альбиона был, можно сказать, подведен итог всей предыдущей изобретательской и конструктивной работы Уатта, но в них, кроме того, было впервые применено еще одно небольшое, но очень важное усовершенствование — это автоматическая регулировка впуска пара, а следовательно, и равномерности хода машины при помощи так называемого центробежного регулятора. Он давно уже был известен в мукомольной практике для регулирования расстояния между жерновами; Уатт, вероятно, тут же на мельнице подметил этот остроумный механизм и перенес его на свою машину.

Производительность мельницы, особенно после пуска второй машины, была очень велика. Но дело велось настолько безобразно, что, кроме убытков, она ничего не давала.

Центробежный регулятор.

От большей или меньшей быстроты вращения оси АА, получающей движение от вала машины, шары ВВ, подвешенные на шарнирах и вращающиеся вместе с ней вследствие центробежной силы, отходят дальше или ближе от оси АА и тем самым передвигают муфту С, а вместе с ней систему рычагов, действующих на заслонку D в паропроводной трубе. При слишком быстром ходе машины регулятор вращается быстрее, шары расходятся дальше установленного предела и заслонка D поворачивается так, что уменьшается доступ пapa в цилиндр, машина вследствие этого автоматически замедляет ход. При слишком медленном ходе машины шары сближаются и заслонка поворачивается так, что открывает широкий доступ пара в цилиндр, и машина начинает ускорять свой ход.

Не проработав и пяти лет, в 1791 году мельница сгорела. Говорили о поджоге: пожар окружала ликующая толпа, но Ренни считал причиной катастрофы нагрев одной из машин от плохой смазки.

Болтон потерял на этом предприятии 6 тыс. фунтов стерлингов, Уатт 3 тыс. фунтов стерлингов, но мельница Альбиона сделала свое дело, дело громкой рекламы паровой машины, для которой открывалась широкая дорога.

Едва была пущена в ход мельница, как в Сохо стали поступать заказы на машины от самых разнообразных промышленных предприятий.

За первое десятилетие с того момента, как была выпущена на рынок первая паровая машина Уатта — тогда еще только паровой насос, — с 1775 по 1785 гг. было построено 66 машин общей мощностью в 1238 лош. сил. Главным потребителем машин были, как мы видели, медные и оловянные рудники в Корнуэлсе. На их долю приходится двадцать две машины, т. е. одна треть от всего числа построенных машин. Почти такое же количество было поставлено на литейных заводах и кузницах, главным образом для подъема отработавшей воды снова в верхний резервуар: семнадцать машин общей мощностью в 428 лош. сил. Сравнительно мало было установлено машин на угольных шахтах, всего только пять штук, общей мощностью в 100 лош. сил, да это и понятно: экономия топлива — главное преимущество уаттовского парового насоса перед ньюкомэновским — тут не имела существенного значения.

Всего две машины, общей мощностью только в 9 лош. сил, были установлены на хлопчатобумажных «мельницах» в последнем (1785) году этого десятилетия.

После 1785 года картина резко меняется. На сцену выступает паровая машина с вращательным движением как универсальный двигатель промышленности, и она особенно быстро распространяется в тех отраслях промышленности, где наиболее назрела нужда в таком двигателе, где создана была и необходимая предпосылка его применения — система рабочих машин. Тут на первом месте стоит новая, только-что возникшая хлопчатобумажная промышленность. Из 144 машин, общей мощностью в 2009 лош. сил, построенных за десятилетие 1785–1795 гг., на долю хлопчатобумажных «мельниц» приходится одна треть—47 машин, общей мощностью в 736 лош. сил. Сравнительно много машин было установлено за этот период времени и на угольных копях — 22 машины, общей мощностью в 220 лош. сил. Они служили главным образом для подъема угля из шахт.