Buxar maşınlarının ixtirası bəşər tarixində dönüş nöqtəsi oldu. Haradasa 17-18-ci əsrlərin əvvəllərində səmərəsiz əl əməyi, su təkərləri və yel dəyirmanları tamamilə yeni və unikal mexanizmlərlə - buxar maşınları ilə əvəz olunmağa başladı. Texniki və sənaye inqilabları və bəşəriyyətin bütün tərəqqisi məhz onların sayəsində mümkün oldu.
Bəs buxar maşınını kim icad edib? Bəşəriyyət bunu kimə borcludur? Və nə vaxt idi? Bütün bu suallara cavab tapmağa çalışacağıq.
Eramızdan əvvəl
Buxar maşınının yaradılması tarixi eramızdan əvvəl ilk əsrlərdən başlayır. İsgəndəriyyə Qəhrəmanı yalnız buxara məruz qaldıqda işə başlayan bir mexanizm təsvir etdi. Cihaz, nozzlərin sabitləndiyi bir top idi. Buxar burunlardan tangensial olaraq çıxdı və bununla da mühərrikin dönməsinə səbəb oldu. Bu, cütlük tərəfindən təchiz edilən ilk cihaz idi.
Buxar maşınının (daha doğrusu, turbinin) yaradıcısı Taqi-əl-Dinomedir (ərəb filosofu, mühəndisi və astronomu). Onun ixtirası geniş yayılmışdır16-cı əsrdə Misir. Mexanizm aşağıdakı kimi qurulmuşdur: buxar axınları bıçaqlarla birbaşa mexanizmə yönəldilmişdir və tüstü düşəndə bıçaqlar fırlanırdı. Bənzər bir şey 1629-cu ildə italyan mühəndisi Giovanni Branca tərəfindən təklif edilmişdir. Bütün bu ixtiraların əsas çatışmazlığı həddindən artıq çox buxar istehlakı idi, bu da öz növbəsində böyük miqdarda enerji tələb edirdi və məsləhət görülmürdü. Bəşəriyyətin o vaxtkı elmi-texniki biliyi kifayət etmədiyi üçün inkişaf dayandırıldı. Bundan əlavə, belə ixtiralara ümumiyyətlə ehtiyac yox idi.
İnkişaflar
XVII əsrə qədər buxar maşınının yaradılması mümkün deyildi. Ancaq insan inkişafının səviyyəsinə çatan kimi, ilk nüsxələr və ixtiralar dərhal ortaya çıxdı. Baxmayaraq ki, o vaxt heç kim onları ciddiyə almırdı. Beləliklə, məsələn, 1663-cü ildə bir ingilis alimi Raglan qalasında quraşdırdığı ixtirasının layihəsini mətbuatda dərc etdi. Onun aparatı qüllələrin divarlarına su qaldırmağa xidmət edirdi. Bununla belə, yeni və naməlum olan hər şey kimi, bu layihə də şübhə ilə qəbul edildi və onun gələcək inkişafı üçün sponsorlar yox idi.
Buxar mühərrikinin yaranma tarixi buxar-atmosfer mühərrikinin ixtirası ilə başlayır. 1681-ci ildə fransız alimi Denis Papin mədənlərdən suyu çıxaran cihaz icad etdi. Əvvəlcə barıt hərəkətverici qüvvə kimi istifadə edildi, sonra isə su buxarı ilə əvəz olundu. Buxar maşını belə yarandı. Onun təkmilləşdirilməsinə İngiltərə alimləri Tomas Nyukomen və Tomas Severen böyük töhfə verdilər. Rus ixtiraçı İvan Polzunov da əvəzsiz yardım göstərdi.
Papinin uğursuz cəhdi
Buxar-atmosfer maşını o dövrdə mükəmməl olmaqdan uzaq idi, gəmiqayırma sənayesində xüsusi diqqəti cəlb edirdi. D. Papin son qənaətini kiçik bir gəminin alınmasına sərf etdi və bu gəmidə öz istehsalı olan su qaldıran buxar-atmosfer maşını quraşdırmağa başladı. Fəaliyyət mexanizmi ondan ibarət idi ki, hündürlükdən düşən su təkərləri fırlamağa başladı.
İxtiraçı sınaqlarını 1707-ci ildə Fulda çayı üzərində aparıb. Bir çox insan möcüzəni görmək üçün toplandı: yelkənləri və avarları olmadan çay boyunca hərəkət edən bir gəmi. Lakin sınaqlar zamanı fəlakət baş verdi: mühərrik partladı və bir neçə nəfər öldü. Hakimiyyət bədbəxt ixtiraçıya qəzəbləndi və ona hər hansı bir iş və layihəni qadağan etdi. Gəmi müsadirə edilərək məhv edildi və bir neçə il sonra Papin özü öldü.
Xəta
Papen-in buxar gəmisi aşağıdakı iş prinsipinə malik idi. Silindr dibində az miqdarda su tökmək lazım idi. Silindirin altında mayenin qızdırılmasına xidmət edən manqal yerləşirdi. Su qaynamağa başlayanda, genişlənən buxar pistonu qaldırdı. Hava xüsusi təchiz olunmuş klapan vasitəsilə pistonun üstündəki boşluqdan çıxarıldı. Su qaynadıqdan və buxar düşməyə başlayandan sonra manqal çıxarmaq, havanı çıxarmaq üçün klapanı bağlamaq və silindrin divarlarını sərin su ilə sərinləmək lazım idi. Bu cür hərəkətlər sayəsində silindrdə olan buxar kondensasiya olundu, pistonun altında əmələ gəldi.nadir hala gəldi və atmosfer təzyiqinin gücünə görə piston yenidən orijinal yerinə qayıtdı. Onun aşağıya doğru hərəkəti zamanı faydalı işlər görülüb. Bununla belə, Papenin buxar mühərrikinin səmərəliliyi mənfi idi. Buxar gəmisinin mühərriki son dərəcə qənaətcil deyildi. Və ən əsası, istifadə etmək çox mürəkkəb və əlverişsiz idi. Buna görə də, Papenin ixtirasının əvvəldən gələcəyi yox idi.
İzləyicilər
Lakin buxar maşınının yaranma tarixi bununla bitmədi. Növbəti, onsuz da Papendən daha uğurlu olan ingilis alimi Tomas Nyukomen idi. O, uzun müddət öz sələflərinin işini öyrənir, zəif cəhətlərinə diqqət yetirirdi. Və onların ən yaxşı işlərindən istifadə edərək, 1712-ci ildə öz aparatını yaratdı. Yeni buxar mühərriki (şəkil göstərilmişdir) aşağıdakı kimi hazırlanmışdır: şaquli vəziyyətdə olan bir silindr, həm də piston istifadə edilmişdir. Bu Newcomen Papinin əsərlərindən götürdü. Halbuki başqa qazanda artıq buxar yaranmışdı. Bütün dəri pistonun ətrafında sabitləndi, bu da buxar silindrinin içərisində sıxlığı əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Bu maşın həm də buxar-atmosfer idi (atmosfer təzyiqindən istifadə edərək mədəndən su qalxırdı). İxtiranın əsas çatışmazlıqları onun həcmliliyi və səmərəsizliyi idi: maşın böyük miqdarda kömür "yedi". Bununla belə, Papenin ixtirasından daha çox fayda gətirdi. Buna görə də, təxminən əlli ilə yaxındır ki, zindanlarda və mədənlərdə istifadə olunur. O, yer altı suları çıxarmaq, eləcə də gəmiləri qurutmaq üçün istifadə olunurdu. Tomas Nyukomen avtomobilini çevirməyə çalışıbki, o, trafik üçün istifadə olunsun. Lakin onun bütün cəhdləri uğursuz oldu.
Özünü elan edən növbəti alim İngiltərədən olan D. Hall idi. 1736-cı ildə o, öz ixtirasını dünyaya təqdim etdi: hərəkətverici kimi avar təkərləri olan buxar-atmosfer maşını. Onun inkişafı Papindən daha uğurlu idi. Dərhal bir neçə belə gəmi buraxıldı. Onlar əsasən barjaları, gəmiləri və digər gəmiləri yedəkləmək üçün istifadə olunurdu. Bununla belə, buxar-atmosfer maşınının etibarlılığı özünə inam yaratmadı və gəmilər əsas hərəkətverici kimi yelkənlərlə təchiz edildi.
Və Hull Papindən daha şanslı olsa da, onun ixtiraları tədricən aktuallığını itirdi və tərk edildi. Yenə də o dövrün buxar-atmosfer maşınlarının bir çox spesifik çatışmazlıqları var idi.
Rusiyada buxar maşınının tarixi
Növbəti irəliləyiş Rusiya İmperiyasında baş verdi. 1766-cı ildə Barnauldakı metallurgiya zavodunda xüsusi üfleyici körüklərdən istifadə edərək ərimə sobalarını hava ilə təmin edən ilk buxar maşını yaradıldı. Onun yaradıcısı İvan İvanoviç Polzunov idi, ona vətəninə xidmətlərinə görə hətta zabit rütbəsi də verilmişdi. İxtiraçı öz rəhbərlərinə körükləri işə sala bilən "yanğın maşını"nın planlarını və planlarını təqdim etdi.
Lakin tale Polzunovla amansız bir zarafat etdi: onun layihəsi qəbul edildikdən və avtomobil yığıldıqdan yeddi il sonra o, xəstələndi və istehlakdan öldü - sınaqları başlamazdan cəmi bir həftə əvvəlmühərrik. Lakin onun göstərişləri mühərriki işə salmaq üçün kifayət idi.
Beləliklə, 1766-cı il avqustun 7-də Polzunovun buxar maşını işə salınaraq işə salındı. Lakin həmin ilin noyabrında sıradan çıxıb. Səbəb, qazanın yükləmə üçün nəzərdə tutulmayan çox nazik divarları olduğu ortaya çıxdı. Üstəlik, ixtiraçı öz göstərişlərində bu qazanın yalnız sınaq zamanı istifadə oluna biləcəyini yazıb. Yeni qazanın istehsalı asanlıqla öz bəhrəsini verəcəkdi, çünki Polzunovun buxar mühərrikinin səmərəliliyi müsbət idi. 1023 saatlıq iş üçün onun köməyi ilə 14 funtdan çox gümüş əridilib!
Amma buna baxmayaraq heç kim mexanizmi təmir etməyə başlamadı. Polzunovun buxar maşını 15 ildən artıq anbarda toz yığırdı, sənaye dünyası isə bir yerdə dayanmayıb inkişaf edirdi. Və sonra hissələr üçün tamamilə söküldü. Görünür, o zaman Rusiya hələ buxar maşınlarına yetişməmişdi.
Zamanın tələbləri
Bu arada həyat bir yerdə dayanmadı. Və bəşəriyyət daim şıltaq təbiətdən asılı olmamağa, taleyin özünü idarə etməyə imkan verən bir mexanizm yaratmaq haqqında düşünürdü. Hamı yelkəni mümkün qədər tez tərk etmək istəyirdi. Buna görə də, buxar mexanizminin yaradılması məsələsi daim havada asılı idi. 1753-cü ildə Parisdə sənətkarlar, alimlər və ixtiraçılar arasında müsabiqə irəli sürülür. Elmlər Akademiyası küləyin gücünü əvəz edə biləcək mexanizm yarada bilənlərə mükafat elan edib. Lakin L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix və başqaları kimi ağılların müsabiqəyə qatılmasına baxmayaraq, heç kim məntiqli təklif irəli sürmədi.
İllər keçdi. Və sənaye inqilabıgetdikcə daha çox ölkəni əhatə edirdi. Digər güclər arasında üstünlük və liderlik həmişə İngiltərəyə keçdi. XVIII əsrin sonlarında məhz Böyük Britaniya iri sənayenin yaradıcısına çevrildi və bunun sayəsində bu sənayedə dünya inhisarı titulunu qazandı. Mexanik mühərrik məsələsi hər gün daha çox aktuallaşır. Və belə bir mühərrik yaradıldı.
Dünyanın ilk buxar maşını
1784 İngiltərə və dünya üçün Sənaye İnqilabında dönüş nöqtəsi oldu. Və buna cavabdeh olan şəxs ingilis mexaniki Ceyms Vatt idi. Onun yaratdığı buxar maşını əsrin ən böyük kəşfi idi.
James Watt bir neçə ildir ki, buxar-atmosfer maşınlarının çertyojlarını, strukturunu və iş prinsiplərini öyrənir. Və bütün bunların əsasında o, belə qənaətə gəlib ki, mühərrikin səmərəli işləməsi üçün silindrdəki suyun və mexanizmə daxil olan buxarın temperaturlarını bərabərləşdirmək lazımdır. Buxar-atmosfer maşınlarının əsas çatışmazlığı silindrini su ilə soyutmaq üçün daimi ehtiyac idi. Bahalı və əlverişsiz idi.
Yeni buxar mühərriki fərqli dizayn edilib. Beləliklə, silindr xüsusi bir buxar gödəkçəsinə bağlandı. Beləliklə, Vatt daimi qızdırılan vəziyyətinə nail oldu. İxtiraçı soyuq suya (kondenser) batırılmış xüsusi bir qab yaratdı. Bir boru ilə ona bir silindr əlavə edildi. Silindrdə buxar tükəndikdə boru vasitəsilə kondensatora daxil olur və orada yenidən suya çevrilir. Maşını təkmilləşdirmək üzərində işləyərkən, Wattkondansatördə vakuum yaratdı. Beləliklə, silindrdən gələn bütün buxar onun içində qatılaşdı. Bu yenilik sayəsində buxarın genişləndirilməsi prosesi xeyli artırıldı və bu da öz növbəsində eyni miqdarda buxardan daha çox enerji əldə etməyə imkan verdi. Bu, ən böyük nailiyyət idi.
Buxar maşınının yaradıcısı hava tədarükü prinsipini də dəyişdi. İndi buxar əvvəlcə pistonun altına düşdü, bununla da onu qaldırdı və sonra pistonun üstündə toplandı, onu endirdi. Beləliklə, mexanizmdəki pistonun hər iki vuruşu işə düşdü, bu əvvəllər belə mümkün deyildi. Və hər at gücünə kömür istehlakı, müvafiq olaraq, buxar-atmosfer maşınları üçün olduğundan dörd dəfə az idi, James Watt buna nail olmağa çalışdı. Buxar maşını çox tez əvvəlcə Böyük Britaniyanı, sonra isə bütün dünyanı fəth etdi.
Şarlotta Dundas
Bütün dünya Ceyms Uottun ixtirasına heyran olduqdan sonra buxar maşınlarından geniş istifadə olunmağa başlandı. Beləliklə, 1802-ci ildə İngiltərədə cütlük üçün ilk gəmi - Charlotte Dundas qayığı meydana çıxdı. Onun yaradıcısı Uilyam Siminqtondur. Qayıq kanal boyu yedək barjaları kimi istifadə olunurdu. Gəmidə daşıyıcı rolunu arxa tərəfə quraşdırılmış avarlı təkər oynayırdı. Qayıq ilk dəfə sınaqlardan uğurla keçdi: altı saat ərzində iki nəhəng barjı 18 mil çəkdi. Eyni zamanda, qarşıdan gələn külək ona çox mane oldu. Amma o bunu etdi.
Və hələ də dayandırıldı, çünki avar çarxının altında yaranan güclü dalğalar səbəbindən kanalın sahillərinin yuyulacağından qorxdular. Yeri gəlmişkən, davam edirŞarlotta bu gün bütün dünyanın ilk paroxodun yaradıcısı hesab etdiyi bir adam tərəfindən sınaqdan keçirildi.
Dünyada ilk paroxod
İngilis gəmi istehsalçısı Robert Fulton gəncliyindən buxarla işləyən gəmi xəyal edirdi. İndi isə onun arzusu gerçəkləşib. Axı buxar maşınlarının ixtirası gəmiqayırmada yeni təkan oldu. Məsələnin maddi tərəfini öz üzərinə götürən Amerikadan gələn elçi R. Livinqstonla birlikdə Fulton buxar mühərriki olan gəmi layihəsini öz üzərinə götürdü. Bu, avar daşıyıcısı ideyasına əsaslanan mürəkkəb bir ixtira idi. Gəminin yanları boyunca bir çox avarları təqlid edən bir sıra boşqablar uzanırdı. Eyni zamanda, boşqablar arabir bir-birinə müdaxilə edərək qırıldı. Bu gün biz asanlıqla deyə bilərik ki, eyni effekti yalnız üç və ya dörd plitə ilə əldə etmək olar. Amma o dövrün elm və texnikası baxımından bunu görmək qeyri-real idi. Buna görə də gəmi istehsalçıları daha çətin anlar yaşadılar.
1803-cü ildə Fultonun ixtirası dünyaya təqdim edildi. Paroxod Sena boyu yavaş-yavaş və bərabər şəkildə hərəkət edərək Parisdəki bir çox alim və xadimlərin zehnini və təxəyyülünü heyrətə gətirirdi. Lakin Napoleon hökuməti bu layihəni rədd etdi və narazı gəmi istehsalçıları var-dövlətlərini Amerikada axtarmağa məcbur oldular.
Və 1807-ci ilin avqustunda dünyanın ən güclü buxar mühərrikinin iştirak etdiyi Claremont adlı ilk buxar gəmisi Hudson körfəzi boyunca getdi. Çoxları uğura inanmadı.
Clermont ilk səyahətinə yüksüz və sərnişinsiz yola düşdü. Heç kim getmək istəmirdiyanğınsöndürən bir gəmidə səyahət edin. Amma artıq geri qayıdarkən ilk sərnişin peyda oldu - bilet üçün altı dollar ödəmiş yerli fermer. O, gəmiçilik tarixində ilk sərnişin olub. Fulton o qədər təsirləndi ki, o, cəsarətli adama bütün ixtiralarında ömürlük pulsuz gəzinti verdi.
