Головна » Наука та освіта » Паровий двигун - винахід минулого з перспективним майбутнім

Паровий двигун - винахід минулого з перспективним майбутнім



Будь-яка людина знає, що серцем всякого транспортного засобу є мотор. І більшість сучасних автомобілів працюють від двигунів внутрішнього згоряння. Але всі ці наворочені движки є онуками або навіть правнуками такого агрегату, як паровий двигун. А почалося все з винаходу Томаса Сейвери. Він в 1689 році побудував перший паровий агрегат, який виконував роль насоса. З його допомогою відкачували воду, яка заливала шахти. Конструкція цієї машини була зовсім простий. У цьому насосі пар конденсировался і перетворювався в невелику кількість води. Це дозволяло створити в ньому частковий вакуум, завдяки якому вода відсмоктувати з глибини шахтного стовбура.

Але винахід Сейвери було лише першим кроком у довгому шляху розвитку парових машин. І ще до другої половини 18 століття в «ходу» були тільки водяні двигуни. Їх використовували для виробничих потреб, тобто на фабриках і заводах. Це були дуже громіздкі і дорогі пристрої. У них механічний рух передавалося від водяного колеса. Для цього доводилося ці фабрики будувати на берегах річок, а це не завжди було зручно. До того ж, щоб водяний двигун ефективно працював, потрібно було будувати греблі, влаштовувати ставки, коротше робити багато підготовчих робіт. Та й потужності таких агрегатів не завжди вистачало для потреб виробництва. А взимку або в посуху вони взагалі «вмирали». Така ситуація довго тривати не могла. І парові двигуни стали в той час саме «двигунами прогресу».

І великий внесок у цю справу вніс Томас Ньюкомен, який в 1712 році винайшов поршневий насос. Цей агрегат приводився в дію парою. А в 60-ті роки 18 століття Джеймс Ватт удосконалив конструкцію цього апарата і створив більш ефективний паровий двигун. Його винахід знайшло своє застосування на виробництві. За допомогою такого двигуна працювали верстати на фабриках того часу. А перша парова турбіна з'явилася наприкінці 19 століття, в 1883 році. Її створив швед Густав Лаваль. А англійцю Чарльзу Парсону дістався патент за винахід багатоступінчастої реактивної турбіни, яку він розробив спеціально для того, щоб приводити в дію електрогенератор. І ця турбіна стала широко застосовуватися на теплових електростанціях.

Парові турбіни використовуються і зараз. Вони крутять генератори електростанцій і гвинти великих кораблів. Ці турбіни теплову енергію перетворюють в обертальний рух. І працювати вони можуть як на звичайному паливі (мазут), так і від атомного реактора. А пристрій парового двигуна трохи відрізняється від пристрою турбіни. Він теж працює на пару, який виходить при нагріванні води. І цей пар рухає поршні, які розташовані в циліндрах. Ці поршні створюють зворотно-поступальний рух. А спеціальний механізм вже перетворює його в обертальний рух. І такі поршневі двигуни стоять на паровозах.

Свого часу паровий двигун намагалися впровадити і в автомобільному транспорті. Так в СРСР в 50-ті роки минулого століття розробляли спеціальну «усеїдну» модель Перемоги. Це було пов'язано з тим, що в післявоєнному Союзі були проблеми з енергоносіями. І радянські інженери в якості парогенератора вирішили використовувати водотрубний котел. Тоді такий котел був найефективнішим паровим двигуном. З його допомогою можна було отримувати високий знімання тепла з робочої поверхні, створюючи при цьому тиск до 170 кг/см2 і без небезпеки вибуху цього котла. У цих агрегатах були деякі недоліки. Але радянським фахівцям їх вдалося усунути.

І в початку 1956 року на експериментальному заводі при НДІ 21 підготували перші чотири такі машини. А навесні того ж року ці автомобілі брали участь в порівняльному автопробігу, мета якого - виявити переваги та недоліки цих моделей. У цьому пробігу брали участь також традиційні моделі Перемоги. І в процесі випробувань паровий двигун показав себе з найкращої сторони. Під час автопробігу застосовувалося паливо самих різних видів. Це горючі сланці, кам'яне вугілля, торф і сира нафта. Також машина прекрасно працювала на такому паливі як мазут, гас, бензин, березові дрова, відпрацьоване машинне масло і спиртові суміші. Правда, підготовка до старту такого автомобіля займала до 35 хвилин. Зате вона володіла більш високою прохідністю в умовах бездоріжжя. Випробування ці пройшли досить успішно, але незабаром енергетичний криза минула і в серійне виробництво ця розробка не потрапила. І в наш час, коли з енергоносіями знову стає туго, можливо доведеться переглядати ставлення до парових двигунів.