James Watt to jeden ze szkockich inżynierów i wynalazców mechanicznych.
Krótka biografia Watta
Ojciec Jamesa nosił to samo imię i był człowiekiem wszechstronnym. Zajmował się budową statków i posiadał własny magazyn z zaopatrzeniem dla statków.
W pewnym stopniu był wynalazcą, zajmował się także handlem morskim. Matka chłopca pochodziła z zamożnej rodziny i posiadała dobre wykształcenie.
James Watt urodził się 19 stycznia 1736 roku w miasteczku Greenock. Od dzieciństwa miałem problemy zdrowotne. Początkowo uczył się w domu, a jego nauczycielami zostali rodzice.
Mama uczyła czytania, a tata uczył pisania i matematyki. Z powodu ciągłych chorób został odsunięty od zabaw z rówieśnikami, a łowienie ryb stało się jego ulubioną rozrywką.
Jako nastolatek James poważnie zainteresował się astronomią, reakcjami chemicznymi, a także bardzo lubił robić wszystko własnymi rękami. Po tym, jak ojciec dał mu zestaw stolarski, chłopiec nie przestawał robić rzeczy, robił modele urządzeń ojca.
Kiedy osiągnął wiek rozpoczęcia szkoły średniej, został wysłany do gimnazjum. Później wyjeżdża do Londynu, aby przejść nieformalne szkolenie u Morgana.
Następnie wrócił do Szkocji i założył własną firmę. Ponieważ jednak nie ma dowodów na swoje umiejętności, nie wolno mu pracować. Ale na szczęście dla niego do miasta sprowadza się sprzęt astronomiczny wymagający czyszczenia i montażu, dzięki czemu został na uniwersytecie mistrzem instrumentów naukowych.
Twarzowy
Wkrótce wraz z przyjacielem otworzyli produkcję różnych urządzeń i narzędzi. Ten biznes przyniósł dobre dochody. James Watt jest całkowicie pochłonięty ulepszaniem swojego najnowszego wynalazku polegającego na kopiowaniu obiektów masowych. Zmarł 19 sierpnia 1819 r., a miejscem jego wiecznego spoczynku jest kościół parafialny w Handsworth.
Wynalazki naukowe
Wielu naukowców uważa, że dzięki wynalazkom Watta nastąpiła rewolucja przemysłowa. Niektóre z głównych wynalazków to:
- Silnik parowy i młotek,
- prasa kopiująca,
- zaproponował użycie „mocy” jako jednostki miary mocy.
Silnik parowy
Tak naprawdę James Watt nie wynalazł maszyny parowej, a jedynie ją ulepszył. Kiedy zarejestrował patent na swój wynalazek, w dokumencie stwierdzono, że stworzył silnik parowy.
zdjęcie silnika parowego
W 1782 roku mechanik stworzył maszynę dwustronnego działania, która zwiększyła produktywność silnik parowy aż cztery razy.
Młot parowy
James opatentował swój młot parowy w 1784 roku. Wynalazek ten składał się z koła zamachowego i konwencjonalnego wówczas młotka dźwigniowego. Pierwszy egzemplarz ważył 54,5 kg i uderzał z wysokości 20,3 cm.
zdjęcie młota parowego
Następnie udało mu się go ulepszyć do masy uderzających części 380 kg, a prędkość robocza takiego młotka wynosiła 300 uderzeń na minutę.
Kopiuj prasę
Patent na kserokopiarkę został zgłoszony w 1780 roku. Było to pudełko z przegródkami na długopisy i ołówki, a także linijką, papierem i specjalną przegródką na kalkę. Zapas materiału wystarczył na 24 egzemplarze.
skopiuj zdjęcie prasowe
Aby móc operować urządzeniem konieczne było obrócenie rączki. Obracała wałki w taki sposób, że na papierze pojawił się lustrzany odcisk oryginału.
Szybki rozwój głównych gałęzi przemysłu w Anglii w pierwszej połowie XVIII wieku. a masowe wprowadzenie do produkcji maszyn roboczych, które zapoczątkowało rewolucję przemysłową, wymusiło konieczność rewolucji w maszynie parowej. Rewolucja ta oznaczała przejście od silnika użytku prywatnego na silnik uniwersalny – podstawę bazy energetycznej wielkiego przemysłu fabrycznego.
Zapotrzebowanie na silnik zdolny napędzać każdą pracującą maszynę, które było szczególnie dotkliwe w latach 1760-1780, zostało jasno wyrażone w słowach angielskiego przedsiębiorcy Matthew Boltona: „W Londynie, Manchesterze, Birmingham ludzie szaleją na punkcie młyna parowego. ” Potrzebny był „młyn”, który przekazywałby pracę nie tylko w sposób ciągły, ale w postaci jednokierunkowego ruchu obrotowego i był w miarę ekonomiczny.
James Watt (1736-1819)
Uniwersalny silnik parowy nadający się do praktycznego zastosowania został stworzony przez szkockiego wynalazcę Jamesa Watta. Watt, który jako dziecko robił modele samochodów, wybrał zawód mechanika. Po ukończeniu studiów w Glasgow i Londynie, w 1757 roku rozpoczął pracę jako mechanik na Uniwersytecie w Glasgow i jednocześnie otworzył warsztat wytwarzania i naprawy instrumentów matematycznych i fizycznych. Watt poznał bliżej wielu naukowców, w tym fizyka Josepha Vlka, który badał ciepło utajone parowania pary wodnej, oraz Johna Robisona, wówczas studenta, a później profesora fizyki. Robison poradził Wattowi, aby przestudiował dostępną wówczas literaturę dotyczącą mechaniki silników parowych: dzieła Desaguliera, Leupolda i Belidora. Watt prowadzi doświadczenia z właściwościami pary wodnej i określa zależność temperatury pary nasyconej od ciśnienia. Krzywe, które skonstruował, ściśle pokrywają się ze współczesnymi danymi. Watt rozpoczął bezpośrednią pracę nad silnikami parowymi w 1763 roku, naprawiając model działającej instalacji pompy parowej Newcommana. Jednak model był prawie niesprawny, ponieważ będąc geometrycznie podobny do swojego przemysłowego pierwowzoru, różnił się od niego zachodzącymi w nim procesami mechanicznymi i termicznymi. Instalacja wymagała większego marnotrawstwa pary, a co za tym idzie paliwa. Po pięciu latach ciężkiej pracy nad modelem Watt zrobił ogromny krok w ulepszaniu silników parowych i zwiększaniu ich wydajności. Początkowo doszedł do wniosku, że dobra praca silnika parowo-atmosferycznego zależy od spełnienia dwóch warunków: po pierwsze, uzyskania silnego podciśnienia pod tłokiem na skutek pełniejszej kondensacji pary (w tym celu konieczne było schłodzenie silnika cylinder tak bardzo, jak to możliwe); po drugie, utrzymywanie cylindra w stanie gorącym, aby uniknąć bezproduktywnych strat pary podczas uwalniania jej z kotła parowego. Spełnienie tych warunków jednocześnie w jednym cylindrze jest technicznie niemożliwe, dlatego Watt zaproponował nowe rozwiązanie: zamknąć cylinder w płaszczu parowym, utrzymując go stale w stanie nagrzanym, a skraplanie pary przeprowadzić w oddzielnym skraplaczu, wyposażonym w z pompą do wypompowywania kondensatu i powietrza. W 1765 roku zbudowano model nowego silnika, jednak dopiero w 1769 roku udało się osiągnąć jego pracę w pełnym cyklu.
Schemat silnika parowego D. Watta (1775)
Podczas prac eksperymentalnych nad modelem Watt otrzymał wsparcie finansowe od właściciela fabryki Carron, Rebecka, i wspólnie z nim złożył wniosek o patent na „metody zmniejszania zużycia pary, a co za tym idzie paliwa w wozach strażackich”. Oprócz wskazanych zasadniczych innowacji w silniku, Watt opatentował także zastosowanie nadmiernego ciśnienia pary przy spalinach do atmosfery – w przypadkach niedostatecznej ilości wody do skraplania pary, zastosowanie maszyn „rotacyjnych” z jednokierunkowo obracającym się tłokiem, czy wreszcie , działanie niepełnej kondensacji, czyli pogorszenia próżni. Ostatni akapit patentu przewidywał także konstrukcję uszczelnienia tłoka.
Udoskonalenia Watta stwarzały realną szansę na zmniejszenie zużycia pary i paliwa o ponad połowę – był to ogromny sukces w kierunku stworzenia ekonomicznego silnika cieplnego.
Jednak pierwsza próba zbudowania w 1769 roku pompowni parowej z oddzielnym skraplaczem w zakładzie Carron nie powiodła się – nie udało się zapewnić wystarczającej dokładności przetwarzania i gęstości połączeń. Produkcja tak dużych maszyn kosztowała mnóstwo pieniędzy, którymi Watt nie miał do dyspozycji, a John Rebeck już wtedy zbankrutował.
W poszukiwaniu możliwości finansowych na budowę silników Watt zaczął myśleć o pracy poza Anglią. Na początku lat 70. rząd rosyjski zaproponował angielskiemu inżynierowi „zawód zgodny z jego gustem i wiedzą” z roczną pensją w wysokości 1000 funtów. Sztuka. Jednak wyjazd do Rosji nie odbył się. W 1772 roku Watt zawarł kontrakt z M. Boltonem, właścicielem firmy inżynieryjnej w Soho pod Birmingham.
Porozumienie między Wattem i Boltonem stało się bardzo skuteczne. Bolton okazał się osobą inteligentną i dalekowzroczną, która nie szczędziła kosztów tworzenia nowych maszyn. Watt pozostał głównym mechanikiem fabryki do końca życia.
Pierwsza maszyna z oddzielnym skraplaczem powstała w 1774 r. Ciekawostką jest konstrukcja z 1777 r., zwana „Belzebubem”, w której Watt zastosował odcięcie i rozprężenie pary w celu zwiększenia wydajności.
W 1780 roku rozpowszechniła się maszyna o prostym działaniu typu Watta, używana do pompowania wody. Najbardziej niezawodnym odbiorcą silnika były kopalnie Kornwalii: w 1778 r. w tym hrabstwie działało ponad 70 instalacji Newcomen, a w 1790 r. wszystkie z wyjątkiem jednej zostały zastąpione maszynami Bolton-Watt. Dużą ich liczbę wyprodukowano także dla kopalni miedzi w Kornwalii
Sukces nowych silników tłumaczono faktem, że ich zastosowanie znacznie obniżyło koszty pozyskiwania energii mechanicznej.
Jednak zanim rozpoczęła się masowa produkcja silników parowych do pomp, istniało duże zapotrzebowanie na bardziej zaawansowane silniki w przemyśle tekstylnym, metalowym i innych. Jednak silnik parowy Watta nadal nie nadawał się do napędzania maszyn roboczych ruchem obrotowym.
W 1778 roku Watt, za namową swojego partnera Boltona, zaczął udoskonalać maszynę parową. Szczegółowo zbadał proces rozprężania pary w cylindrze, konstruując w tym celu specjalny wskaźnik – urządzenie mierzące ciśnienie pary podczas procesu rozprężania. Ustaliwszy praktycznie korzystny stopień rozszerzalności pary dla zamiany ciepła na pracę. Watt zaproponował rozprężny silnik parowy w 1782 roku i otrzymał na niego angielski patent. Wpadwszy na pomysł wykorzystania drugiej połowy cylindra, stworzył tzw. silnik dwustronnego działania, w którym znacząco zmniejszono jednostkowe zużycie pary.
Sam Watt tak opisał swój wynalazek w 1782 roku: „Moim drugim ulepszeniem w silnikach parowych lub strażackich jest wykorzystanie siły sprężystej pary do przesunięcia tłoka w górę i naprzemiennego dociskania go w dół, tworząc podciśnienie nad lub pod tłokiem i na jednocześnie wykorzystując działanie pary na tłok na tym końcu lub na tej części cylindra, z której para nie jest wydobywana; tak skonstruowana maszyna może wykonać dwukrotnie większą pracę lub jednocześnie rozwinąć dwukrotnie większą moc (przy cylindrze o jednakowych wymiarach) w porównaniu z maszyną, w której czynna siła pary działa na tłok tylko w jednym kierunku, albo w górę, albo w dół”.
Była to już maszyna pracująca nieprzerwanie, w której źródłem napędu była para.
Watt musiał także rozwiązać problem zamiany ruchu posuwisto-zwrotnego na ruch obrotowy; opatentował pięć urządzeń, za pomocą których rozwiązano ten problem, w tym przekładnię planetarną, która znalazła zastosowanie.
Jednocześnie Watt zaproponował serię urządzeń mających na celu kompensację nierównomiernej wydajności pracy spowodowanej rozszerzaniem się pary.
Patent Watta z 1782 r. zapewnił wiele udoskonaleń, które, jak się wydaje, ostatecznie ukształtowały silnik parowy jako silnik uniwersalny. A jednak to nie wszystko.
Watt zdał sobie później sprawę, że nowy silnik jest rzeczywiście uniwersalny, czego dowodem jest jego patent z 1784 r. To właśnie do tego patentu nawiązuje K. Marx, wprowadzając do użytku naukowego definicję „silnika uniwersalnego”.
Z technicznego punktu widzenia było to przede wszystkim zadowalające rozwiązanie problemu zamiany ruchu posuwisto-zwrotnego na ruch obrotowy.
Kwestia przekształcenia ruchu wahadłowego wyważarki w ciągły ruch kołowy wału zajmowała wielu wynalazców jeszcze przed Wattem. Papin na przykład zaproponował transmisję za pośrednictwem zębatki i koła zębatego. D. Gull w 1736 roku opracował kombinację krążków linowych z przekładnią linową do zastosowania na statkach, ale te (jak i wiele innych) próby nie powiodły się.
Schemat silnika parowego dwustronnego działania autorstwa J. Watta
Wreszcie w 1779 r. M. Vasbrugh i w 1780 r. J. Picard opatentowali w Anglii mechanizmy korbowe do silnika parowego. Wielu ówczesnych mechaników, w tym wspomniany już wybitny inżynier Smeaton, uważało to połączenie za niedopuszczalne: długość skoku tłoka w cylindrach ówczesnych silników parowych była zmienna, a konstruktorom wydawało się, że bezpośrednie przenoszenie ruchu z drugiego końca wyważarki bezpośrednio do wału za pomocą korbowodu i korby było niemożliwe. Oczywiście Watt również do pewnego czasu był więźniem tych błędnych przekonań. Po wydaniu patentu Vasbro i Picardowi musiał szukać innych sposobów na transformację formy ruchu.
Jakie były trudności? Przy budowie silnika parowego pojawiły się problemy związane z kinematyką i dynamiką. Połączenia tłoka z wyważarką z jednej strony i drugim końcem wyważarki z wałem z drugiej strony mogły być jedynie sztywne. Tymczasem nie było możliwości bezpośredniego połączenia końca wyważarki z tłoczyskiem, gdyż koniec wyważarki opisywał łuk, a tłoczysko poruszało się po linii prostej. Początkowo (w patencie z 1782 r.) Watt zamierzał wykonać przekładnię od tłoka do wyważarki poprzez wyposażenie tłoczyska w listwę zębatą i umieścić sektor zębaty na wyważarce. Ale to połączenie na każdym końcu skoku tłoka doznało wstrząsów przy zmianie kierunku, a zęby nie wytrzymywały obciążeń dynamicznych. Watt zaczął więc szukać innego rozwiązania i znalazł je. Użył przekładni planetarnej, aby podłączyć jeden koniec wyważarki, a drugi koniec wyważarki połączył z drążkiem silnika za pomocą wynalezionego przez siebie mechanizmu, zwanego równoległobokiem Watta - był to płaski mechanizm zawiasowy, będący częścią łączników (dźwigni ) z których utworzył równoległobok. Z pozoru proste rozwiązanie wymagało od wynalazcy sporo pracy. Słynny równoległobok stał się przedmiotem późniejszych badań francuskiego naukowca M.R. Prony'ego i rosyjskiego naukowca P.L. Czebyszewa i posłużył jako materiał do jego eseju „Teorie mechanizmów znanych jako równoległoboki” (1854); Sam Watt bardzo cenił ten wynalazek i napisał później do syna: „...choć nie zależy mi specjalnie na swojej sławie, jestem dumny z wynalezienia równoległoboku bardziej niż z któregokolwiek z wynalazków, których dokonałem”. Genialny wynalazek, jak go słusznie nazywa się, świadczący o niezwykle jasnej intuicji geometrycznej Watta, okazał się jedynie zjawiskiem przejściowym, przejściowym. Następnie równoległobok Watta został zastąpiony konwencjonalnym mechanizmem korbowym.
Tworząc maszynę o ciągłym ruchu obrotowym, Watt oprócz problemu kinematycznego stanął przed problemami czysto dynamicznymi: wprowadzeniem pracy pary po obu stronach tłoka, zastosowaniem koła zamachowego i regulatora działającego na zawór wlotowy pary.
Aby dostarczyć parę do różnych wnęk cylindra, wynalazca zastosował automatycznie działające urządzenie - szpulę; w celu zmniejszenia wahań prędkości obrotowej - koło zamachowe i automatycznego utrzymywania stałej prędkości obrotowej silnika - regulator odśrodkowy.
Wszystkie proponowane ulepszenia, z których większość została zabezpieczona patentem w 1784 r., pozwoliły Wattowi w ciągu najbliższych lat opracować rodzaj maszyny dwustronnego działania o ciągłym ruchu obrotowym, która przez długi czas pozostawała niezmieniona i podlegała jedynie częściowym modyfikacjom .
Mniej więcej w tym samym czasie Szkot pracował w Anglii nad stworzeniem silnika parowego. Jamesa Watta.
Począwszy od 1763 roku pracował nad udoskonaleniem nieefektywnego silnika parowo-atmosferycznego Newcomena, który w zasadzie nadawał się jedynie do pompowania wody. Było dla niego jasne, że główną wadą maszyny Newcomena było naprzemienne ogrzewanie i chłodzenie cylindra. Jak można tego uniknąć? Odpowiedź przyszła do Watta w wiosenną niedzielę 1765 roku. Zdał sobie sprawę, że cylinder może pozostać gorący przez cały czas, jeśli para zostanie skierowana do oddzielnego zbiornika rurociągiem z zaworem przed kondensacją. Co więcej, cylinder może pozostać gorący, a skraplacz zimny, jeśli jego zewnętrzna strona jest pokryta materiałem izolacyjnym.
Ponadto Watt wprowadził kilka innych ulepszeń, które ostatecznie przekształciły silnik parowo-atmosferyczny w silnik parowy. W 1768 roku złożył wniosek o patent na swój wynalazek. Otrzymał patent, ale przez długi czas nie potrafił zbudować silnika parowego. Dopiero w 1776 roku zbudowano i pomyślnie przetestowano maszynę parową Watta. Okazała się dwukrotnie skuteczniejsza niż maszyna Newcomena.
W 1782 roku Watt stworzył nową, cudowną maszynę - pierwszy uniwersalny silnik parowy dwustronnego działania. Wyposażył pokrywę cylindra w wynalezioną niedługo wcześniej uszczelkę, która zapewniała swobodny ruch tłoczyska, ale zapobiegała wyciekowi pary z cylindra. Para wchodziła do cylindra na przemian z jednej strony tłoka, to z drugiej. Zatem tłok wykonywał za pomocą pary zarówno ruch roboczy, jak i powrotny, co nie miało miejsca w poprzednich maszynach.Ponieważ w silniku parowym dwustronnego działania tłoczysko pełniło funkcję ciągnącą i pchającą, poprzedni układ napędowy łańcuchy i wahacze, które reagowały tylko na przyczepność, musiały zostać przerobione. Watt opracował system połączonych prętów i wykorzystał mechanizm planetarny do przekształcenia ruchu posuwisto-zwrotnego tłoczyska w ruch obrotowy, zastosował ciężkie koło zamachowe, odśrodkowy regulator prędkości, zawór talerzowy i manometr do pomiaru ciśnienia pary.
Opatentowany przez Watta „obrotowy silnik parowy” początkowo był szeroko stosowany do napędzania maszyn i krosien w fabrykach przędzalniczych i tkackich, a później w innych przedsiębiorstwach przemysłowych. W ten sposób maszyna parowa Watta stała się wynalazkiem stulecia, wyznaczając początek rewolucji przemysłowej.
W 1785 roku w Londynie w browarze Samuela Whitbreada zainstalowano jedną z pierwszych maszyn Watta do mielenia słodu. Pracę wykonała maszyna zamiast 24 koni. Jego średnica cylindra wynosiła 63 cm, skok tłoka 1,83 m, a średnica koła zamachowego sięgała 4,27 m. Maszyna przetrwała do dziś, a dziś można ją zobaczyć w akcji w Sydney Powerhouse Museum. Silnik Watta nadawał się do każdej maszyny, a wynalazcy mechanizmów samobieżnych szybko to wykorzystali.
Szkocki wynalazca, twórca pierwszego silnika parowego stosowanego w przemyśle.
Jamesa Watta stał się kluczową postacią rewolucji przemysłowej.
„Właściwie Jamesa Watta Nie jako pierwszy wynalazł maszynę parową. Opisano podobne urządzenie Bohater Aleksandrii w pierwszym wieku. W 1698 roku Thomas Savery opatentował maszynę parową służącą do pompowania wody, a w 1712 roku Anglik Thomas Newcomen opatentował ulepszoną wersję. Jednak maszyna Newcomena miała tak niską wydajność, że służyła wyłącznie do pompowania wody z kopalń węgla.
Watt zainteresował się maszyną parową w 1764 roku, naprawiając model maszyny wynaleziony przez Newcomena. Chociaż Watt kształcił się na wytwórcę narzędzi tylko przez rok, miał ogromne zdolności wynalazcze. Dokonał tak znaczących ulepszeń w wynalazku Newcomena, że bardziej słuszne byłoby uznanie Watta za wynalazcę pierwszego silnika parowego mającego praktyczne zastosowanie.
Pierwszym tak znaczącym ulepszeniem, które Watt opatentował w 1769 r., była izolowana komora kondensacyjna. Zaizolował także cylinder parowy, a w 1782 roku wynalazł maszynę dwustronnego działania. Wraz z innymi, mniejszymi ulepszeniami, wynalazek ten umożliwił zwiększenie wydajności silnika parowego cztery lub więcej razy. W praktyce zwiększenie produktywności stanowiło różnicę między istniejącą wcześniej inteligentną, ale niezbyt użyteczną maszyną, a urządzeniem technicznym o ogromnym potencjale przemysłowym.
Watt stworzył także w 1781 roku szereg urządzeń przekształcających ruch posuwisto-zwrotny w ruch obrotowy. Urządzenie to znacznie zwiększyło liczbę użytkowników maszyny parowej. Oprócz różnych innych ulepszeń Watt wynalazł także (1788) regulator odśrodkowy, który automatycznie kontrolował prędkość maszyny, manometr (1790), miernik, wskaźnik poziomu i przepustnicę.
Sam Watt nie miał dobrego zmysłu do biznesu. Jednak w 1775 roku nawiązał współpracę biznesową z Matthew Boultonem, inżynierem i bardzo dobrym biznesmenem. Przez dwadzieścia pięć lat firma Watt i Boulton wyprodukowała dużą liczbę maszyn parowych i obaj partnerzy stali się bardzo zamożnymi ludźmi.
Michael Hart, 100 wspaniałych ludzi, M., „Veche”, 1998, s. 23. 130-131.
Druga żona Jamesa Watta„...nienawidziła skórzanych fartuchów i brudnych rąk męża, dlatego Watt musiała przenieść warsztat na strych, gdzie mógł czuć się bezpieczny przed jej miotłą i wiadrem wody. Nawet jej psy cierpiały na jej „manię czystości”, które nie odważyły się przekroczyć progu bez wytarcia łap. Kiedy szła spać, a mąż nie poszedł za nią o umówionej godzinie, kazała służącej zgasić świece, nawet gdy przyjmuje gości. Surowe warunki domowe zmusiły Watta do pozostania na strychu całymi dniami, gdzie sam przygotowywał skromne posiłki. Nie ma tego złego, co by na dobre nie wyszło. Trudno powiedzieć, czy Watt dokonałby swojego wielkiego odkrycia, gdyby miał bardziej czułą i elastyczną żonę, bardziej wciągającą niż warsztat.
Dubinsky N., Kobieta w życiu wielkich i sławnych ludzi, M., „Respublika”, 1994, s. 261.
max Weber w „Historii Gospodarczej” za jeden z momentów początku rewolucji przemysłowej, obok węgla (uniezależnienie się od drewna opałowego) i stali (niezależność od drewna opałowego) i stali (niezależność od czynników naturalnych), uznał pojawienie się uniwersalnego źródła energii (nieograniczona moc, niezależność od czynników naturalnych). naturalne materiały). Rezultatem wysiłków przedsiębiorczych było pojawienie się przędzarki, silnika parowego i wysokowydajnych maszyn tkackich, które natychmiast zapoczątkowały wyniki produkcji przemysłowej w Anglii.
„Ojciec maszyny parowej” tak naprawdę nie ją wynalazł, ale silnik
Wbrew powszechnemu przekonaniu James Watt, „ojciec maszyny parowej”, nie miał wykształcenia inżynierskiego, nie wynalazł żadnej maszyny parowej, w młodości słyszał jedynie o istnieniu jakichś „wozów strażackich”, nie traktował poważnie interesował się parą i nie interesował się tym wszystkim do 28 roku życia, nie miał z tą sprawą absolutnie nic wspólnego. A dziś w jednej z pierwszych książek dla dzieci angielscy chłopcy znajdują wzruszająco różową historię o małym Jamesie, który w zamyśleniu obserwował strumień pary wydobywający się z dziobka czajnika. Takie legendy są obowiązkowe dla wielkich ludzi.
Trzyletni Kartezjusz, który widział popiersie Euklidesa, powiedział: „Ach!”, A Seryozha Korolowowi szczególnie podobała się bajka o „latającym dywanie”. Kto wie, może James rzeczywiście patrzył na czajnik, ale para wydobywająca się z jego dziobka nie mogła podsunąć jego młodemu mózgowi pomysłu wykorzystania tej pary w pewnym ekspresie, choćby dlatego, że była już dawno oswojona w różnych takie maszyny.
Już w 120 rpne aleksandryjski naukowiec Heron opisał swoją „kulę Aeolus”, obracającą się pod wpływem dwóch wydobywających się z niej strumieni pary. W 1663 roku markiz Worcester wykonał zabawkę z „cudownym silnikiem wodnym”, co pozwoliło Anglikom spierać się o pierwszeństwo w tym odkryciu. Spór jest o tyle komiczny, że sami Brytyjczycy opatentowali maszynę parową dopiero 35 lat później i to wcale nie markizowi, a kapitanowi Thomasowi Severi, który wykonał maszynę niemal jednocześnie ze swoim rodakiem i imiennikiem, kowalem Nowicjusze. Maszyna kowalska, bez względu na to, jak zła była, nadal była uważana za doskonalszą od maszyny kapitana i pracowała w kopalniach i kopalniach.
Zatem Watt nie wynalazł silnika parowego. A wskazać jego twórcę nie jest łatwo. Sam pomysł na ten silnik wisiał w powietrzu, rodząc się w różnych krajach różne modele. Świat z godziny na godzinę czekał na jej pojawienie się. Rodzący się przemysł wyznaczał czas, pozbawiony prostych, tanich i co najważniejsze - potężny silnik, pilnie i pilnie jej potrzebny. Wynalazek Watta był nie tylko wielkim wynalazkiem, ale być może najbardziej pożądanym wynalazkiem w historii ludzkości. O wielkim geniuszu Watta świadczy fakt, że patent, który uzyskał w kwietniu 1784 roku, zawierający opis maszyny parowej, przedstawia ją nie jako wynalazek tylko do celów specjalnych, ale jako uniwersalny silnik wielkiego przemysłu.
Pomnik Watta w Birmingham
James Watt urodził się w maleńkim szkockim miasteczku Greenock, które ani przed, ani po tym wydarzeniu nie zasłynęło niczym innym. Jego dziadek uczył matematyki i nawigacji i cieszył się szacunkiem rodaków, którzy stale wybierali go albo na głównego sędziego okręgowego, albo na przewodniczącego rady kościelnej. Mój ojciec odziedziczył część wykształcenia swoich rodziców, ale miał też ducha przedsiębiorcy. Budował statki, sam był armatorem, handlował i prowadził magazyn kotwic, lin i innego wyposażenia okrętowego oraz dźwig budował, kolekcjonował instrumenty żeglarskie, otworzył warsztat. Mały James siedział w tym warsztacie godzinami. Po wędkarstwie, któremu oddawał się z pasją, jego ulubionym zajęciem była praca w warsztacie.
Jak wspomniano powyżej, Watt nie uzyskał stopnia inżyniera. Ściśle mówiąc, nie otrzymał żadnego wykształcenia. Jako wątłe dziecko, ciągle cierpiące na bóle głowy, uczęszczało do szkoły podstawowej i średniej z dużymi przerwami i wśród kolegów było znane jako raczej nudne. Dopiero gdy miał już 13 lat, jego bezwarunkowe zdolności matematyczne przywiodły go do grona pierwszych uczniów, wywołując wielkie zawstydzenie szyderców.
Odwiedzając swojego wuja, profesora języków starożytnych na Uniwersytecie w Glasgow, sam zaczął przeprowadzać różne eksperymenty z chemii i fizyki. W ogóle lubił pracować sam, spokojnie, powoli, rozmyślać o tym, co zrobił i na nowo sprawdzać swoje myśli w doświadczeniu, a nawet wolne chwile poświęcał na dociekliwe obserwacje, co pozwoliło mu, według zeznań przyjaciela i biograf profesor Robinson, „aby móc uczynić ze wszystkiego przedmiot nowych, poważnych badań” James unikał hałaśliwych gier i wszelkich turniejów sportowych. „Rzadko wstawał wcześnie rano” – wspomina ciotka w swoich wspomnieniach, „ale w ciągu kilku godzin nauki udało mu się zrobić więcej niż zwykli ludzie w ciągu kilku dni”.
Oto wynalazek...
Tak dorastał w maleńkim szkockim miasteczku i tak dorastał: cichy, chorowity, oczytany, dociekliwy, bardzo spostrzegawczy, schludny człowiek, który uwielbiał myśleć i majsterkować. Umiał posługiwać się wieloma narzędziami, opanował nawet odlewnictwo, dużo czytał i wiedział, ale nie potrafił określić swojej przyszłości.
Pochodzenie i wykształcenie nie pozwoliły mu zostać prostym rzemieślnikiem, brak zdolności przedsiębiorczych nie pozwolił mu zająć się handlem i organizowaniem rzemiosła, bardzo ograniczone dochody nie pozwoliły mu na podjęcie działalności w przemyśle, skromność i choroba nie pozwoliły mu szukać szczęścia w krajach zamorskich. Był specjalistą, który miał trudności ze znalezieniem pracy. Był wynalazcą. Wynalazca zarówno ze względu na charakter, sposób myślenia, jak i sposób życia; Co zaskakujące, był wynalazcą, nie wynalazł jeszcze niczego.
Ale taki zawód nie istniał. A ile dziś egzemplarzy zostało połamanych w sporach o to, czy taki zawód w ogóle istnieje w przyrodzie i czy wynalazku nie należy uważać za pewną skłonność natury. (Zauważę w nawiasie, że jeśli chodzi o ludzi, którzy komponują nie maszyny, ale na przykład muzykę, takie spory zarzucono jeszcze przed narodzinami Mozarta.)
I ruszamy...
James długo myślał o swoim przyszłym życiu i postanowił szukać siebie w zawodzie optyka lub wytwórcy narzędzi, gdzieś w pobliżu „inteligentnej” i delikatnej technologii. Nie było nikogo, kto mógłby go nauczyć tego rzemiosła nie tylko w Greenock, ale w całej Szkocji, dlatego 19-letni James wyjechał do Londynu. Dotarcie konno do stolicy zajęło mu dwanaście dni, a następnie został praktykantem w warsztacie produkującym różne przyrządy nawigacyjne. Pracował bardzo ciężko i według biografów w ciągu roku swojej praktyki nie chodził na spacery ulicami Londynu więcej niż dwa razy.
Rok później wraca do Glasgow, gdzie z trudem zakłada warsztat mechaniczny, a następnie zostaje mianowany mistrzem narzędziowni na uniwersytecie. „Wszyscy młodzi ludzie na uniwersytecie”, pisze Robinson, „którzy w ogóle interesowali się nauką, znali Watta; jego pokój stał się wkrótce stałym miejscem spotkań, do którego szli wszyscy z najróżniejszymi pytaniami i wątpliwościami, nie tylko natury mechanicznej: językoznawstwo, starożytność, wszystkie nauki przyrodnicze, a nawet poezja, literatura i krytyka - wszystko było tu omawiane z takim samym zainteresowaniem i zapał.” Wydawało się, że Watt został w tamtych latach obciążony jakimś gigantycznym ładunkiem umysłowym, dla którego trzeba było znaleźć godny go cel.
I cel został znaleziony. Wszystko zaczęło się, gdy w 1764 roku jeden z profesorów Uniwersytetu w Glasgow zlecił Wattowi naprawę modelu maszyny parowej Newcomena. James zabrał się do pracy bez większej inspiracji. Ale majstrując przy modelu i napotykając szereg trudności, jak zwykle pomyślał o ich naturze i wkrótce zdał sobie sprawę, że to nie ten konkretny, nieszczęsny model był winien, ale same zasady, na których został zbudowany. To już jest interesujące! Zaczął pracować. A potem pewnego dnia...
Sukces przychodzi do Watta
„Sobotnie popołudnie (1765 r.) było cudowne i wybrałem się na spacer” – wspominał później Watt. „Wszystkie moje myśli były skupione na rozwiązaniu nurtującego mnie problemu. Zbliżyłem się do domu pasterza i w tym momencie przez głowę przemknęła mi myśl: ponieważ para jest ciałem elastycznym, wpadnie w próżnię. Jeśli istnieje połączenie między cylindrem a urządzeniem wydechowym, para będzie tam przenikać. To tam można go skroplić bez chłodzenia cylindra... Kiedy dotarłem do Golfhouse, miałem w głowie pełny obraz tego, co należy zrobić.
Watt zbudował model, który do dziś można oglądać w Londyńskim Muzeum Nauki. 240 lat temu (tylko 240 lat!), 9 stycznia 1769 roku otrzymał patent na „sposoby zmniejszania zużycia pary, a co za tym idzie paliwa w wozach strażackich”.
A wtedy jego życie można sobie wyobrazić jako dwie nierówne połowy. Większość z nich to okresy poszukiwania sposobów ulepszenia maszyny parowej. Szukał towarzyszy; a kiedy ich nie znalazł, był zmuszony zaprzęgnąć się – nie da się być bardziej precyzyjnym – w pracę, w którą nie miał serca i która była dla niego obrzydliwa.
Według Watta to również się zaczęło i trwało
„Nie ma dla człowieka nic bardziej wstydliwego niż założenie własnego biznesu” – pisze z rozpaczą, pracując przy budowie zaprojektowanego przez siebie kanału. „...jestem skrajnie apatyczny, moi pracownicy nie wywiązują się ze swoich obowiązków, urzędnicy i urzędnicy mnie oszukują, mam nieszczęście to widzieć i rozumieć... Wolałbym się zmierzyć z naładowaną armatą, niż zawierać umowy handlowe i rozliczać rachunki. Krótko mówiąc, jak już mam coś do czynienia z ludźmi, to jestem nie na miejscu, inżynierowi sama natura w zupełności wystarczy, żeby z nią walczyć i patrzeć, jak pokonuje go na każdym kroku.
Ale on też miał szczęśliwe dni. Towarzysze przejmują całą znienawidzoną dokumentację, uwalniają go od wiecznego strachu przed brakiem pieniędzy, a on pracuje: szkicuje śmigło statku parowego, wymyśla mikrometr, wymyśla regulator odśrodkowy i mechanizm zwany „równoległobokiem Watta”, który był z niego bardzo dumny. Ale najważniejsze jest to, że przez te wszystkie lata udoskonalał swój samochód. W 1782 roku Watt otrzymał patent na rozprężną maszynę parową, a dwa lata później na uniwersalną maszynę parową.
Początkowo powoli, potem coraz szybciej, rośnie uznanie jego pomysłu. Samochód kupują właściciele kopalń, właściciele kopalń i dyrektorzy zakładów. I znowu tutaj staje przed niewłaściwą stroną swojej pracy - maszyna pomysłów zamienia się teraz w czystą maszynę: żadnych subtelności technicznych, żadnych oryginalnych rozwiązań projektowych nie interesują jego klientów, tylko zyski. Wszędzie podejrzewają oszustwo. Pewien przemysłowiec pomyślał nawet, że samochód, który kupił, hałasuje mniej niż ten, który kupił jego kolega, i zaczął się martwić. Przy tej okazji Watt zauważa: „Dla ignorantów hałas budzi poczucie siły, a skromność w samochodzie jest dla nich tak samo słabo rozumiana, jak u ludzi…”
Matthew Bolton (po lewej) został wiernym towarzyszem Watta
Wattowi aktywnie pomaga Matthew Bolton, główny przemysłowiec, który jako pierwszy zrozumiał geniusz Watta, człowieka o wielkiej energii i wysokich walorach ludzkich. W fabrykach Boltona powstają nowe „ogniste maszyny”, nowe pomysły wynalazcy testowane są w doskonale wyposażonych warsztatach, w których pracują najwyższej klasy rzemieślnicy i robotnicy o być może najwyższych na świecie kwalifikacjach. Bolton należał do tych, którym Anglia przez wiele lat zawdzięczała miano „warsztatu świata”. Następnie firmę Bolton i Watt przejmują ich synowie...
...Nadchodzą długo wyczekiwane dni, kiedy wynalazek zaczyna nagradzać swojego wynalazcę. Jego zasługi są doceniane, jest członkiem Towarzystwa Królewskiego i zagranicznych akademii, kupuje majątki i nie musi już myśleć o jutrzejszym kawałku chleba. Patrzy w lustro: siwe włosy. Jego młodość przeleciała jak burza. Dzieci już dorosłe...
...Jest mało prawdopodobne, aby był szczęśliwy w życiu rodzinnym, choć przyjaciele pisali, że był najczulszym ojcem. Pochował swoją żonę, którą bardzo kochał, mając 37 lat. Ożenił się po raz drugi i szybko znalazł się pod kontrolą nowej pani domu. Nauczyła nawet psa wycierać łapy o niezliczone dywaniki i potrafiła kazać służącej zgasić świece, gdy jego przyjaciele siedzieli w salonie. Tylko w swoim warsztacie był mistrzem...
Smutek i sukces towarzyszyły Wattowi aż do ostatnich dni
Pod koniec życia dużo podróżuje, często odwiedza rodzinne strony, Szkocję, prowadzi obszerną korespondencję, pomaga radami młodym wynalazcom...
...Jego starość była samotna. Z sześciorga dzieci ojca przeżył tylko jeden - najstarszy syn; przyjaciele zmarli, jakby liście spadały z wcześniej zielonego i hałaśliwego drzewa jego życia. Co zaskakujące, na starość jego zdrowie znacznie się poprawiło, zapomniał o bólach głowy, jego głowa była zawsze świeża i jasna, a ciało energiczne. Dlatego też, gdy pewnego dnia poczuł się nieco źle, zdał sobie sprawę, że nadszedł jego czas. Spotkał śmierć ze spokojem, bo wiedział, że spełnił swój obowiązek wobec potomków...
Na podstawie materiałów ze strony internetowej Akhmad Ti, przygotowanych przez Konstantina Khitsenko