Паровой двигатель – изобретение прошлого с перспективным будущим

Видео: Чего ждать от технологий будущего?

Любой человек знает, что сердцем всякого транспортного средства является мотор. И большинство современных автомобилей работают от двигателей внутреннего сгорания. Но все эти навороченные движки являются внуками или даже правнуками такого агрегата, как паровой двигатель. А началось все с изобретения Томаса Сэйвери. Он в 1689 году построил первый паровой агрегат, который исполнял роль насоса. С его помощью откачивали воду, которая заливала шахты. Конструкция этой машины была совсем простой. В этом насосе пар конденсировался и превращался в небольшое количество воды. Это позволяло создать в нем частичный вакуум, благодаря которому вода отсасывалась из глубины шахтного ствола.

Но изобретение Сэйвери было лишь первым шагом в длинном пути развития паровых машин. И еще до второй половины 18 века в «ходу» были только водяные двигатели. Их использовали для производственных нужд, то есть на фабриках и заводах. Это были очень громоздкие и дорогостоящие устройства. В них механическое движение передавалось от водяного колеса. Для этого приходилось эти фабрики строить на берегах рек, а это не всегда было удобно. К тому же, чтобы водяной двигатель эффективно работал, нужно было строить плотины, устраивать пруды, короче делать много подготовительных работ. Да и мощности таких агрегатов не всегда хватало для нужд производства. А зимой или в засуху они вообще «умирали». Такая ситуация долго продолжаться не могла. И паровые двигатели стали в то время именно «двигателями прогресса».

И большой вклад в это дело внес Томас Ньюкомен, который в 1712 году изобрел поршневой насос. Этот агрегат приводился в действие паром. А в 60-е годы 18 века Джеймс Ватт усовершенствовал конструкцию этого аппарата и создал более эффективный паровой двигатель. Его изобретение нашло свое применение на производстве. С помощью такого двигателя работали станки на фабриках того времени. А первая паровая турбина появилась в конце 19 века, в 1883 году. Ее создал швед Густав Лаваль. А англичанину Чарльзу Парсону достался патент за изобретение многоступенчатой реактивной турбины, которую он разработал специально для того, чтобы приводить в действие электрогенератор. И эта турбина стала широко применяться на тепловых электростанциях.

Паровые турбины используются и сейчас. Они крутят генераторы электростанций и винты больших кораблей. Эти турбины тепловую энергию превращают во вращательное движение. И работать они могут как на обычном топливе (мазут), так и от атомного реактора. А устройство парового двигателя немного отличается от устройства турбины. Он тоже работает на пару, который получается при нагреве воды. И этот пар двигает поршни, которые расположены в цилиндрах. Эти поршни создают возвратно-поступательное движение. А специальный механизм уже преобразует его во вращательное движение. И такие поршневые двигатели стоят на паровозах.

В свое время паровой двигатель пытались внедрить и в автомобильном транспорте. Так в СССР в 50-е годы прошлого века разрабатывали специальную «всеядную» модель Победы. Это было связано с тем, что в послевоенном Союзе были проблемы с энергоносителями. И советские инженеры в качестве парогенератора решили использовать водотрубный котел. Тогда такой котел был самым эффективным паровым двигателем. С его помощью можно было получать высокий теплосъем с рабочей поверхности, создавая при этом давление до 170 кг/см2 , и без опасности взрыва этого котла. В этих агрегатах были некоторые недостатки. Но советским специалистам их удалось устранить.

Видео: Новый Мир. Дома будущего

И в начале 1956 года на экспериментальном заводе при НИИ 21 подготовили первые четыре такие машины. А весной того же года эти автомобили участвовали в сравнительном автопробеге, цель которого - выявить преимущества и недостатки этих моделей. В этом пробеге принимали участие также традиционные модели Победы. И в процессе испытаний паровой двигатель показал себя с самой лучшей стороны. Во время автопробега применялось топливо самых разных видов. Это горючие сланцы, каменный уголь, торф и сырая нефть. Также машина прекрасно работала на таком топливе как мазут, керосин, бензин, березовые дрова, отработанное машинное масло и спиртовые смеси. Правда, подготовка к старту такого автомобиля занимала до 35 минут. Зато она обладала более высокой проходимостью в условиях бездорожья. Испытания эти прошли весьма успешно, но вскоре энергетический кризис миновал и в серийное производство эта разработка не попала. И в наше время, когда с энергоносителями опять становится туго, возможно придется пересматривать отношение к паровым двигателям.