Shpikja e motorëve me avull ishte një pikë kthese në historinë njerëzore. Diku në fund të shekujve 17-18, puna joefikase manuale, rrotat e ujit dhe mullinjtë e erës filluan të zëvendësohen me mekanizma krejtësisht të rinj dhe unikë - motorë me avull. Falë tyre u bënë të mundura revolucionet teknike dhe industriale dhe i gjithë përparimi i njerëzimit.
Por kush e shpiku motorin me avull? Kujt ia detyron njerëzimi këtë? Dhe kur ishte? Ne do të përpiqemi të gjejmë përgjigje për të gjitha këto pyetje.
Edhe para erës sonë
Historia e krijimit të një motori me avull fillon në shekujt e parë para Krishtit. Heroi i Aleksandrisë përshkroi një mekanizëm që filloi të funksiononte vetëm kur u ekspozua ndaj avullit. Pajisja ishte një top mbi të cilin ishin fiksuar hundët. Avulli doli në mënyrë tangjenciale nga hundët, duke bërë që motori të rrotullohej. Ishte pajisja e parë që mundësohej nga një çift.
Krijuesi i motorit me avull (më saktë, turbinës) është Tagi-al-Dinome (filozof, inxhinier dhe astronom arab). Shpikja e tij u bë e njohur gjerësisht nëEgjipti në shekullin e 16-të. Mekanizmi ishte rregulluar si më poshtë: rrymat e avullit drejtoheshin drejtpërdrejt në mekanizëm me tehe, dhe kur binte tymi, tehet rrotulloheshin. Diçka e ngjashme u propozua në vitin 1629 nga inxhinieri italian Giovanni Branca. Disavantazhi kryesor i të gjitha këtyre shpikjeve ishte konsumi i tepërt i avullit, i cili nga ana tjetër kërkonte një sasi të madhe energjie dhe nuk ishte e këshillueshme. Zhvillimi u pezullua, pasi njohuritë e atëhershme shkencore dhe teknike të njerëzimit nuk mjaftonin. Përveç kësaj, nuk kishte fare nevojë për shpikje të tilla.
Zhvillime
Deri në shekullin e 17-të, krijimi i një motori me avull ishte i pamundur. Por, sapo shiriti për nivelin e zhvillimit njerëzor u ngrit, u shfaqën menjëherë kopjet dhe shpikjet e para. Edhe pse askush nuk i merrte seriozisht në atë kohë. Kështu, për shembull, në 1663, një shkencëtar anglez botoi në shtyp një draft të shpikjes së tij, të cilën e instaloi në Kalanë Raglan. Pajisja e tij shërbente për ngritjen e ujit në muret e kullave. Megjithatë, si çdo gjë e re dhe e panjohur, edhe ky projekt u pranua me dyshim dhe nuk pati sponsorë për zhvillimin e tij të mëtejshëm.
Historia e krijimit të një motori me avull fillon me shpikjen e një motori avulli-atmosferik. Në vitin 1681, shkencëtari francez Denis Papin shpiku një pajisje që pomponte ujin nga minierat. Në fillim baruti u përdor si forcë lëvizëse dhe më pas u zëvendësua me avujt e ujit. Kështu lindi motori me avull. Një kontribut të madh në përmirësimin e tij dhanë shkencëtarët nga Anglia, Thomas Newcomen dhe Thomas Severen. Shpikësi autodidakt rus Ivan Polzunov dha gjithashtu ndihmë të çmuar.
Përpjekja e dështuar e Papin
Makina me avull-atmosferë, jo perfekte në atë kohë, tërhoqi vëmendje të veçantë në industrinë e ndërtimit të anijeve. Kursimet e fundit D. Papin i shpenzoi për blerjen e një anijeje të vogël, mbi të cilën filloi të instalonte një makinë avull-atmosferike ngritëse uji të prodhimit të tij. Mekanizmi i veprimit ishte që, duke rënë nga një lartësi, uji filloi të rrotullonte rrotat.
Shpikësi kreu testet e tij në 1707 në lumin Fulda. Shumë njerëz u mblodhën për të parë një mrekulli: një anije që lëvizte përgjatë lumit pa vela dhe rrema. Sidoqoftë, gjatë provave, ndodhi një fatkeqësi: motori shpërtheu dhe disa njerëz vdiqën. Autoritetet u zemëruan me shpikësin fatkeq dhe e ndaluan atë nga çdo punë dhe projekt. Anija u konfiskua dhe u shkatërrua, dhe disa vjet më vonë vetë Papini vdiq.
Gabim
Avulli i Papen kishte parimin e mëposhtëm të funksionimit. Në fund të cilindrit ishte e nevojshme të derdhni një sasi të vogël uji. Nën cilindrin ishte vendosur një mangall, i cili shërbente për të ngrohur lëngun. Kur uji filloi të vlonte, avulli që rezulton, duke u zgjeruar, ngriti pistonin. Ajri u dëbua nga hapësira mbi piston përmes një valvule të pajisur posaçërisht. Pasi uji vloi dhe avulli filloi të bjerë, ishte e nevojshme të hiqni brazierin, të mbyllni valvulën për të hequr ajrin dhe të ftohni muret e cilindrit me ujë të ftohtë. Falë veprimeve të tilla, avulli që ishte në cilindër u kondensua, u formua nën piston.rrallimi, dhe për shkak të forcës së presionit atmosferik, pistoni u kthye përsëri në vendin e tij origjinal. Gjatë lëvizjes së tij në rënie u bë punë e dobishme. Sidoqoftë, efikasiteti i motorit me avull të Papen ishte negativ. Motori i avullores ishte jashtëzakonisht joekonomik. Dhe më e rëndësishmja, ishte shumë e ndërlikuar dhe e papërshtatshme për t'u përdorur. Prandaj, shpikja e Papen nuk kishte të ardhme që në fillim.
Ndjekësit
Megjithatë, historia e krijimit të motorit me avull nuk mbaroi këtu. Tjetri, tashmë shumë më i suksesshëm se Papen, ishte shkencëtari anglez Thomas Newcomen. Ai studioi punën e paraardhësve të tij për një kohë të gjatë, duke u fokusuar në dobësitë. Dhe duke marrë më të mirën e punës së tyre, ai krijoi aparatin e tij në 1712. Motori i ri me avull (foto e treguar) u projektua si më poshtë: u përdor një cilindër, i cili ishte në pozicion vertikal, si dhe një pistoni. Ky i sapoardhur është marrë nga veprat e Papinit. Sidoqoftë, avulli ishte formuar tashmë në një kazan tjetër. E gjithë lëkura u fiksua rreth pistonit, gjë që rriti ndjeshëm ngushtësinë brenda cilindrit të avullit. Kjo makinë ishte gjithashtu avull-atmosferike (uji dilte nga miniera duke përdorur presionin atmosferik). Disavantazhet kryesore të shpikjes ishin vëllimi dhe joefikasiteti i saj: makina "hëngri" një sasi të madhe qymyrguri. Megjithatë, ajo solli shumë më tepër përfitime sesa shpikja e Papen. Prandaj, është përdorur në biruca dhe miniera për gati pesëdhjetë vjet. Përdorej për të pompuar ujërat nëntokësore, si dhe për të tharë anijet. Thomas Newcomen u përpoq të konvertonte makinën e tijnë mënyrë që të mund të përdoret për trafik. Megjithatë, të gjitha përpjekjet e tij dështuan.
Shkencëtari tjetër që u deklarua ishte D. Hull nga Anglia. Në 1736, ai prezantoi shpikjen e tij para botës: një makinë me avull-atmosferë, e cila kishte rrota vozitës si lëvizëse. Zhvillimi i tij ishte më i suksesshëm se ai i Papin. Menjëherë, disa anije të tilla u lëshuan. Ato përdoreshin kryesisht për të tërhequr maune, anije dhe anije të tjera. Megjithatë, besueshmëria e makinës me avull-atmosferë nuk ngjallte besim dhe anijet ishin të pajisura me vela si lëvizësi kryesor.
Dhe megjithëse Hull ishte më me fat se Papin, shpikjet e tij gradualisht humbën rëndësinë dhe u braktisën. Megjithatë, makinat me avull-atmosferë të asaj kohe kishin shumë mangësi specifike.
Historia e motorit me avull në Rusi
Përparimi tjetër ndodhi në Perandorinë Ruse. Në vitin 1766, motori i parë me avull u krijua në një fabrikë metalurgjike në Barnaul, i cili furnizonte ajrin në furrat e shkrirjes duke përdorur shakull të veçantë fryrës. Krijuesi i saj ishte Ivan Ivanovich Polzunov, të cilit madje iu dha një gradë oficeri për shërbime ndaj atdheut të tij. Shpikësi i prezantoi eprorëve të tij projekte dhe plane për një "makinë zjarri" të aftë për të fuqizuar shakullin.
Megjithatë, fati bëri një shaka mizore me Polzunovin: shtatë vjet pasi projekti i tij u pranua dhe makina u montua, ai u sëmur dhe vdiq nga konsumimi - vetëm një javë para fillimit të testeve të tijmotorri. Megjithatë, udhëzimet e tij ishin të mjaftueshme për të ndezur motorin.
Pra, më 7 gusht 1766, motori me avull i Polzunovit u lançua dhe u vu nën ngarkesë. Megjithatë, në nëntor të të njëjtit vit, ajo u prish. Arsyeja doli të ishin muret shumë të hollë të bojlerit, jo të destinuara për ngarkim. Për më tepër, shpikësi shkroi në udhëzimet e tij se ky bojler mund të përdoret vetëm gjatë testimit. Prodhimi i një kazani të ri do të shpërblehej lehtësisht, sepse efikasiteti i motorit me avull të Polzunov ishte pozitiv. Për 1023 orë punë, me ndihmën e tij janë shkrirë më shumë se 14 kilogramë argjend!
Por pavarësisht kësaj, askush nuk filloi të riparonte mekanizmin. Motori me avull i Polzunov po mblidhte pluhur për më shumë se 15 vjet në një magazinë, ndërsa bota e industrisë nuk qëndroi ende dhe u zhvillua. Dhe më pas u çmontua plotësisht për pjesë. Me sa duket, në atë moment, Rusia nuk ishte rritur ende në motorët me avull.
Kërkesat e kohës
Ndërkohë, jeta nuk qëndronte ende. Dhe njerëzimi vazhdimisht mendonte të krijonte një mekanizëm që do të lejonte të mos varej nga natyra kapriçioze, por të kontrollonte vetë fatin. Të gjithë donin të braktisnin vela sa më shpejt të ishte e mundur. Prandaj, çështja e krijimit të një mekanizmi me avull varej vazhdimisht në ajër. Në 1753, një konkurs midis zejtarëve, shkencëtarëve dhe shpikësve u paraqit në Paris. Akademia e Shkencave shpalli një çmim për ata që mund të krijojnë një mekanizëm që mund të zëvendësojë fuqinë e erës. Por pavarësisht nga fakti se mendje të tilla si L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix dhe të tjerë morën pjesë në konkurs, askush nuk bëri një propozim të arsyeshëm.
Vitet kaluan. Dhe revolucioni industrialmbulonte gjithnjë e më shumë vende. Superioriteti dhe lidershipi midis fuqive të tjera shkuan pa ndryshim në Angli. Nga fundi i shekullit të tetëmbëdhjetë, ishte Britania e Madhe ajo që u bë krijuesi i industrisë në shkallë të gjerë, falë së cilës fitoi titullin e monopolit botëror në këtë industri. Çështja e një motori mekanik çdo ditë bëhej gjithnjë e më e rëndësishme. Dhe u krijua një motor i tillë.
Motori i parë me avull në botë
1784 shënoi një pikë kthese në Revolucionin Industrial për Anglinë dhe botën. Dhe personi përgjegjës për këtë ishte mekaniku anglez James Watt. Makina me avull që ai krijoi ishte zbulimi më i madh i shekullit.
James Watt ka disa vite që studion vizatimet, strukturën dhe parimet e funksionimit të makinave me avull-atmosferë. Dhe në bazë të gjithë kësaj, ai arriti në përfundimin se për efikasitetin e motorit, është e nevojshme të barazohen temperaturat e ujit në cilindër dhe avullit që hyn në mekanizëm. Disavantazhi kryesor i makinave me avull-atmosferë ishte nevoja e vazhdueshme për të ftohur cilindrin me ujë. Ishte i kushtueshëm dhe i papërshtatshëm.
Motori i ri me avull u projektua ndryshe. Pra, cilindri ishte i mbyllur në një xhaketë të veçantë me avull. Kështu Watt arriti gjendjen e tij të nxehtë të vazhdueshme. Shpikësi krijoi një enë speciale të zhytur në ujë të ftohtë (kondensator). Një cilindër ishte ngjitur në të me një tub. Kur avulli u shter në cilindër, ai hyri në kondensator përmes një tubi dhe u kthye përsëri në ujë atje. Ndërsa punonte për përmirësimin e makinës së tij, Wattkrijoi një vakum në kondensator. Kështu, i gjithë avulli që vinte nga cilindri kondensohej në të. Falë kësaj risi, procesi i zgjerimit të avullit u rrit shumë, gjë që bëri të mundur nxjerrjen e shumë më tepër energji nga e njëjta sasi avulli. Ishte arritja kurorëzuese.
Krijuesi i motorit me avull ndryshoi gjithashtu parimin e furnizimit me ajër. Tani avulli së pari ra nën piston, duke e ngritur atë, dhe më pas u mblodh mbi piston, duke e ulur atë. Kështu, të dy goditjet e pistonit në mekanizëm funksionuan, gjë që as më parë nuk ishte e mundur. Dhe konsumi i qymyrit për kuaj fuqi ishte katër herë më pak se, përkatësisht, për makinat me avull-atmosferë, gjë që ishte ajo që po përpiqej të arrinte James Watt. Makina me avull pushtoi shumë shpejt në fillim Britaninë e Madhe dhe më pas gjithë botën.
Charlotte Dundas
Pasi e gjithë bota u mahnit nga shpikja e James Watt, filloi përdorimi i gjerë i motorëve me avull. Pra, në 1802, anija e parë për një çift u shfaq në Angli - varka Charlotte Dundas. Krijuesi i saj është William Symington. Varka përdorej si maune tërheqëse përgjatë kanalit. Roli i lëvizësit në anije luhej nga një rrotë me vozitje e montuar në skaj. Varka i kaloi me sukses testet herën e parë: tërhoqi dy maune të mëdha 18 milje në gjashtë orë. Në të njëjtën kohë, era e kundërt ndërhyri shumë tek ai. Por ai e bëri atë.
E megjithatë u vu në pritje, sepse kishin frikë se nga dallgët e forta që krijoheshin nën rrotën e vozitjes, brigjet e kanalit do të laheshin. Nga rruga, nëCharlotte u testua nga një njeri të cilin e gjithë bota sot e konsideron krijuesin e anijes së parë me avull.
Anija me avull e parë në botë
Ndërtuesi anglez i anijeve Robert Fulton ëndërroi për një anije me avull që në rini. Dhe tani ëndrra e tij është realizuar. Në fund të fundit, shpikja e motorëve me avull ishte një shtysë e re në ndërtimin e anijeve. Së bashku me të dërguarin nga Amerika, R. Livingston, i cili mori përsipër anën materiale të çështjes, Fulton mori projektin e një anijeje me një motor me avull. Ishte një shpikje komplekse e bazuar në idenë e një lëvizësi rremash. Përgjatë anëve të anijes shtriheshin në një rresht pllaka që imitonin shumë rrema. Në të njëjtën kohë, pllakat herë pas here ndërhynin me njëra-tjetrën dhe thyheshin. Sot mund të themi lehtësisht se i njëjti efekt mund të arrihet vetëm me tre ose katër pllaka. Por nga pikëpamja e shkencës dhe teknologjisë së asaj kohe, ishte joreale të shihej kjo. Prandaj, ndërtuesit e anijeve e kishin shumë më të vështirë.
Në 1803, shpikja e Fulton u prezantua në botë. Anija me avull lëvizte ngadalë dhe në mënyrë të barabartë përgjatë Senës, duke goditur mendjen dhe imagjinatën e shumë shkencëtarëve dhe figurave në Paris. Megjithatë, qeveria Napoleonike e hodhi poshtë projektin dhe ndërtuesit e anijeve të pakënaqur u detyruan të kërkonin pasurinë e tyre në Amerikë.
Dhe në gusht 1807, anija e parë me avull në botë e quajtur Claremont, në të cilën ishte përfshirë motori më i fuqishëm me avull (foto është paraqitur), shkoi përgjatë Gjirit Hudson. Shumë atëherë thjesht nuk besuan në sukses.
Clermont u nis në udhëtimin e tij të parë pa ngarkesë dhe pa pasagjerë. Askush nuk donte të shkonte nëudhëtoni në një anije që merr frymë nga zjarri. Por tashmë në rrugën e kthimit, u shfaq pasagjeri i parë - një fermer vendas që pagoi gjashtë dollarë për një biletë. Ai u bë pasagjeri i parë në historinë e kompanisë së transportit detar. Fulton u prek aq shumë sa i dha guximtarit një udhëtim pa pagesë në të gjitha shpikjet e tij.
