История техники. Определение понятий «техника» и «наука». Машина и её подсистемы. Техника доцивилизованного периода (до 4000 г. до н.э.). Техника Античности. Техника времён первой научно-технической революции (14 – 19 века н.э.), страница 9

Упрощенная схема парового двигателя с кривошипно-шатунной  передачей вращения колеса:                                        

1 - регулятор подачи пара;                               2–распределитель; 3 – цилиндр;                        4 – поршень; 5 – шток; 6 – скользун;                7 – шатун; 8 – кривошип; 9 – колесо (рабочий орган); 10 – вал; 11 – выхлоп;                                   12 – переключатель распределителя.

Первые паровые машины работали плохо:

- не было качественной стали;

- не было станков для обработки цилиндров и поршней.

Допуск на зазор между поршнем и цилиндром был « в половину толщины мизинца», что вело к большим утечкам пара.

Во времена Уатта введена единица мощности «лошадиная сила» (л.с.).

1 л.с. – это мощность лошади, которая бегая по кругу и этим приводя во вращение колесо водяного насоса, поднимает 75 кг воды на высоту 1 м за 1 с. 

1 л.с. = 75 кгс· м/с.

кгс – килограмм-сила (единица силы, ныне отменена).

Сегодня единица силы - ньютон (Н), единица мощности - ватт (Вт).

1 Вт = 1 Дж/с = 1Н·м/с;

1000 Вт = 1 кВт;    1 кВт = 1,36 л.с.

Паровая машина Уатта – одно из первых технических достижений, которое было получено не эмпирическим путем, а с использованием научных положений и расчётов. Был эмпирический опыт Т.Севери и Т.Ньюкомена, но главной стала теория пневматики и теплоёмкости, созданная Дж.Бэконом – наставником Уатта по университету в Глазго.

С этого времени во многих отраслях наука догнала и обогнала технику.

Б) Паровой дилижанс – прообраз автомобиля – изобрёл в 1786 г.  Мердок – ученик Уатта. Уже в 1804 г с первым автомобилем во Франции произошло ДТП – на скорости 4 км/час водитель не справился с управлением и врезался в стену.

Уатт не одобрял идею с паровым дилижансом. Дорог и пневматических шин не было. Ездить на таком автомобиле из-за сильной тряски могли только экстремалы.

В) Суппорт токарного станка, обеспечивающий независимое перемещение резца в двух направлениях. 1794 г. Механик Модсли, Англия.

Г) Пароход. Первый пароход построил Фитч (США) в 1785 г. Паровой двигатель приводил в движение гребные вёсла.

При строительстве второго парохода в 1787 г. Фитч в качестве движителя использовал гребной винт, чем намного опередил своё время.

Этот пароход совершал регулярные рейсы между Филадельфией и Бурлингтоном, перевозя по 30 пассажиров. Всего прошел около 1000 км. Несмотря на очевидный успех пароходы Фитча не получили применения.

Идея парового привода на судах овладела некоторыми американцами. Один из них – судья Ливингстон. Он встретился в Париже с американцем  Фултоном, который безуспешно искал спонсоров во Франции и Англии.  К большой взаимной пользе встретились ум и деньги. Фултон возвращается в США и на деньги Ливингстона в 1806 г. строит пароход с гребными колёсами.

Пароход Фултона (1806 г.):

1- паровой двигатель, 20 л.с.;                                 2 – передача; 3 – вал; 4 – гребные колёса.

К 1840 г. в США только по реке Миссисипи и её притокам ходили более 1000 пароходов.

В 1819 г. пароход «Саванна» впервые пересёк Атлантический океан и прибыл из Америки в Англию.  Изобретатель парохода и спонсор стали богатыми.

Д) Паровоз

В 1803 г. Ричард Тривитик – ученик Мердока поставил дилижанс на рельсы. Получился паровоз.

Тривитик построил несколько моделей. Последняя развивала скорость до 30 км/час.

Шла война с Наполеоном. Никто работу не поддержал. Тривитик в 1811 г. разорился. Работы прекращены.