Винахід парової машини Ползуновим

Історичний фон ползуновского винаходи

Про вогонь у вас в давнину говорили: "На гору біжить, а під гору не йде". Скоро вже два століття пройде з тих днів, коли чудовий російський мислитель зумів примусити вогонь і "під гору" бігти.

У середині XVIII ст. людство впритул підійшло до одного з найважливіших моментів у історії технічної творчості. Ще в античній Олександрії механік Герої намагався використати водяна пара для приводу в дію механізму, що назване еоліпілом. У подальшій історії спроб використовувати пар записані імена італійців: Леонардо да Вінчі, Джіамбаттіста делла Порта, Джіованні Бранка; французів: Саломона де-Ко, Дені Папина, Жана Дезагюлье; англійців: Томаса Північно і Томаса Ньюкомена. На основі інтернаціонального праці названих та багатьох інших винахідників і дослідників вдалося створити на межі XVII - XVIII ст. перший промислові установки, в яких за рахунок теплової енергії отримували механічну. Однак ці установки були придатні виключно для підйому води. У кращому випадку за допомогою їх можна було накачати воду в будь-якій резервуар, а потім пускати її на прадідівське водяне колесо, яке й призводило в дію Заводський механізм. Це були всього лише, як їх справедливо називали, огнедействующіе насоси.

Для подальшого руху шляхом технічного прогресу необхідно було створити нову машину, здатну за рахунок перетворення теплової енергії в механічну безпосередньо пускати в хід будь-який Заводський механізм.

Біографічна довідка великого інженера

Першим здійснив мрію народів про такій машині наш великий новатор - Іван Іванович Повзунів. Він народився в 1728 р. в Єкатеринбурзі на Уралі. Єкатеринбурзькій роти. Нужда оточувала Ползунова від дня його народження. Короткотривалого була його навчання в словесній і арифметичної школах в Єкатеринбурзі. Можливо, ще в роки навчання він вивчав "Коротке керівництво до пізнання простих до складних машин ", виданий" через Василя Адодурова "в 1738 р. Тут він міг прочитати 6 те, що в далекій Англії існують огнедействующіе водопод'емнікі, що працюють на шахтах.

В 1742 р. Ползунова довелося передчасно і до того ж назавжди покинути школу. Його змусили перервати навчання й піти на Єкатеринбурзький завод, де він почав працювати у званні "механічного учня" під начальством заводського механіка Микити Бахарєва. Так само, як і на всіх тоді заводах у світі, тут основним був ручну працю. Нечисленні заводські механізми застосовувалися тільки для трудомістких, допоміжних операцій, за яких предмет праці "споконвіку ніколи не обробляється рукою людини ".

Водяне колесо - Провідний двигун тоді в усьому світі - тут було основним. А застосування водяного колеса прив'язувало завод до греблі, ставило виробництво в залежність від пори року і по цілому ряду статей обмежувало розвиток його. Це було, як згодом висловився Повзунів, достеменне "водяне керівництво ".

У 1748 р. він приїхав на Алтай для роботи на Коливано-Воскресенських заводах. "Водяне керівництво "він побачив і тут. Працюючи в дуже важких умовах і не бажаючи погодитися з тим, щоб "молодість його років без науки марно пропадала",

Повзунів зумів сам, у вільний від занять час, опанувати передовою наукою та технікою того часи. Він став знавцем практики і теорії технічних справ. Він весь час прагнув покращувати яка йому доручається справи, ввів багато нововведень, винаходів.

На шляху до парової машини

У 1758 р. він здійснив поїздку з Алтаю в Петербург, побачив багато нового, можливо зустрічався з Ломоносовим. У Петербурзі йому довелося бачитися з такими видатними гірничозаводським діячами, як Андрій Іванович Порошин, Іван Андрійович Шлаттер, але найбільше було зустрічей з простими руськими людьми.

Вдалося розшукати сотні вважалися втраченими документів про життя Ползунова, що показують, як багато він трудився в Єкатеринбурзі та Барнаулі, в Змеіногорске і Гірської Коливань, в Петербурзі і на пристанях швидкого Алея, Чариш і повноводної Обі. Документи розповідають про те, що він завжди був захисником своїх молодших братів - берггауеров, майстрових, селян і інших трудівників.

У алтайської глушині до шестидесятих років XVIII ст. сформувався чудова людина Винахідник і конструктор, технолог ц машинобудівник, будівельник пильних млинів і рудотолчейно-промивальних підприємств, знавець руд і будівельних матеріалів, досвідчений гірник і металург, механік і математик, фізик і метеоролог, майстер тонких дослідів і Мастак в приладобудуванні, педагог і графік - Таким був цей видатний представник російської технічної думки. Своїм працею він сам накопичив великі пізнання, познайомився з передовою російською і зарубіжною літературою, став людиною широкого світогляду та великих революційних дерзань, твердо стоїть на грунті дійсності.

Він бачив, що народу живеться погано, і задумав, якщо її за життя свого, то хоча б у майбутньому полегшити народний працю: "Полегшити працю по нас прийдешнім".

Він міркував так: для того щоб народу легше жилося, країна повинна стати можливо більш багатою, а для цього необхідно мати якомога більше заводів, фабрик і мануфактур. Розвиток же виробництва впиралося тоді в слабкість техніки, перш всього в те, що основним двигуном було старе водяне колесо, прив'язували заводи до річок, та до того не до всіх, а тільки до небагатьох, зручним для використання їх водяних сил обмеженими технічними прийомами того часу.

Здавалося, що немає виходу з цього глухого кута. Але вихід був знайдений. Повзунів вирішив: необхідно створити нову техніку. У століття, коли в усьому світі панувало водяне колесо, він задумав "водяне керівництво припинити", звільнити виробництво від рабської залежності від старого водяного двигуна.

У роки, коли в Росії і за кордоном застосовувалися нехитрі, в основному дерев'яні машини, зрубані сокирою, він сказав:

"Вся машина повинна бути зроблена з металу ".

Він зрозумів, що необхідно все виробництво - "заводи, фабрики, мануфактури" -- перевести на нову технічну основу, а такої нової основою він вважав особливу машину, ще не колишню ніде в усьому світі. Він поставив перед собою завдання створити "вогненну машину, здатну з волі нашої, що буде потрібно було виправляти ".

Навколо проекту

"Вогонь слугою до машин схилити ", - ось що задумав російська новатор.

Англійська практика - праці будівельників огнедействующіх водопод'емніков Півночі і Ньюкомена, французька теорія - праці Белідора про дію таких водопод'емніков, російська наука - новітні погляди на природу теплоти і по інших питань фізики, висунуті Ломоносовим, - все це Повзунів поклав у основу свого творчого подвигу.

Спираючись на світовий науково-технічний досвід, він винайшов таку машину, якої ще світ не знав.

25 квітня 1763 р. А. І. Порошин і інші побачили опис і креслення. на якому була зображена перший в історії людства огнедействующая машина особливого роду - не для підйому води, а для безпосереднього приводу заводських механізмів.

Повзунів розірвав вузьке коло. сковував до нього розвиток теплового двигуна у всіх країнах.

Він винайшов двоциліндровий поршневу огнедействующую машину з практично безперервним дією, що забезпечувало можливість безпосереднього приводу від цієї машини будь-якого заводського механізму.

В його проекті мало місце безліч окремих винаходів. Натомість раніше відомих коромисел і балансирів він запропонував шківи. Він вперше розробив деталі, що обертаються передавального механізму в огнедействующей машині. Він створив оригінальне кранове паро-та водо-розподіл. В усіх ланках нової установки він забезпечив те, щоб "вони самі себе в русі тримали". Безперервність і автоматизм він прагнув затвердити у всій своїй небаченої машині.

За двадцять з гаком років до Джемса Уатта він виступив зі своїм проектом створення огнедействующей машини безпосередньо для заводських потреб.

Чітко він намітив програму боротьби за нову справу. Три умови він вважав необхідними для перемоги:

перший - спорудження попередньо невеликий дослідної установки;

другий - ретельне вивчення та освоєння нової техніки;

третє -- підготовка кадрів, що освоїли нову техніку.

Алтайське гірниче начальство в особі Андрія Івановича Порошина схвалив проект Ползунова і направило його на висновок до Петербурга.

18 січня 1764 р. зі столиці надійшла відповідь до Барнаула. Президент Берг-Колегії Іван Андрійович Шлаттер писав про машину Ползунова:

"... сей його вимислу за новий винахід почесть повинна ".

Ползунова присвоїли звання механікуса.

Самое головне, однак, поставили так, що на Алтаї зрозуміли: у Петербурзі не хочуть дослідів, а очікують споруди відразу ж великої машини.

Будівництво парової машини

Ще було дано кілька "простих мужиків". Основними помічниками Ползунова вважалися юні учні, особливо Дмитро Лезвін та Іван Черніцин.

Будівельник подолав ше труднощі. Він виготовив спеціальний інструмент для будівництва. Він створив спеціальні верстати для того, щоб виконувати "машинну на водяних колесах ... токарні роботи ".

Перший російський теплотехник, він став одним з піонерів світового машинобудування.

Творець першим двоциліндровою заводської парової машини, він вирішив при її будівництві дуже іншого приватних, але дуже важливих технічних завдань. Він винайшов оригінальний кранове паро-і водораспределеніе, засноване на зворотно-обертальних рухах, здійснюваних за допомогою зубчастих передач. Саме створення парораспределенія для двоциліндровому двигуна являло собою новий винахід.

Він винайшов прилад для автоматичного живлення котла, балансирні передавальний механізм для двоциліндровому двигуна, акумулятор дуття - повітряний скриня, шарнірні ланцюги для передавального механізму.

Він винайшов спосіб живлення парового котла виключно підігрітою водою.

Крім того, довелося вирішити безліч приватних завдань, пов'язаних з тим, що йому треба було вперше здійснити будівництво величезної парової машини для заводських потреб, жодна з деталей якої раніше не виготовлялися в країні.

Всі завдання були вирішені і до того ж блискуче.

20 травня 1765 було вже готове сто десять частин установки, не рахуючи котла з його арматурою і гарнітурою. Окремі частини важили більше ста сімдесяти пудів. Найбільший діаметр котла становив 3,5 метра. Парові циліндри мали на висоту 2,8 метра.

Під кінець 1765 м. теплосилових установка Ползунова була закінчена. На березі заводського ставка височіло машинне будинок висотою більше 18 метрів. Машина була готова, але споруда повітродувних установки, для роботи якої призначили машину, всього лити розпочато. До побудови плавильних печей ще не приступали з вини начальства.

Будівельники не довелося бачити вогненну машину діючої на виробництві. Непосильний працю, звалених на плечі однієї людини. надірвав його сили.

16 травня 1766 Ползунова не стало Він помер від швидкоплинних сухот.

безславне загибель ползуновского дітища

23 травня почалися випробування машини Ползунова, а 4 липня в "Денний записці" випробувань засвідчили "справний машинне виготовлення".

У 6 годин ранку 7 серпня 1766 відбувся пуск в експлуатації першого теплосилової установки, призначеної для безпосереднього приводу заводських механічних агрегатів.

Перша в історії парова машина, призначена не для підйому води, а для заводських потреб, діяла успішно, хоча з усіх людей, зайнятих її експлуатації, деякий досвід був тільки у юних учнів Ползунова. Адже жоден фахівець не був даний на допомогу винахіднику під час будівництва.

10 листопада 1766 р. сталося те, що передбачав строітелель. Котел, на який відпустили занадто тонкі мідні листи, дав течу. Машину зупинили і більше ніколи не пускали в дію.

Всі витрати на будівництво і самої машини, і котла, і повітродувних установки, і печей становили 7233 руб. 511/4 коп., А чистий прибуток від роботи машини склала за три місяці 12640 руб. 28 1/2 коп. Це за тієї умови, що використовували тільки одну третину розвивається машиною потужності: одну третину дуття використали, а дві третини - випускали в повітря. Якби машину завантажили повністю, вона принесла б за той же період понад 45 000 рублів доходу. Аналіз грошових документів показує, що при правильному використанні на повну потужність машина Ползунова давала б щорічно чистого прибутку до 180000 рублів.

Тим не менше з 10 листопада 1766 машина була назавжди зупинена через цілком устранімим течі парового котла.

Історична оцінка ползуновского винаходи. Погляд з 1947

Розпочате Палласом і Фальком завершили Ірма і Меллер, фізично знищили машину Ползунова.

На вічні часи залишиться записаним на сторінках історії, що російська новатор І. І. Повзунів за двадцять з лишком років до Джемса Уатта побудував першу парову машину не для підйому води, а для заводських потреб. Машина Уатта для безпосереднього привода заводських механізмів, побудована в 1784 р.. була незрівнянно досконаліше машини. побудованої Ползуновим в 1763 - 1765 рр.. Але машина російської механіка була першою, а машина англійської - другий парової машиною, створеної для безпосереднього приводу заводських механізмів.

Трагічно закінчилися життя й справа І. І. Ползунова, але неправильно було б думати, що його почин не мав значення для подальшого розвитку техніки.

Машину Ползунова бачили не тільки Паллас і Фальк, а й багато інших фахівці-іноземці. У таких людей не було недоліку в ті роки в Барнаулі і взагалі на Коливано-Воскресенських заводах Алтаю. Тут постійно працювали багато іноземні гірничозаводських фахівці: Христіані, Ейсфельт, Уліх, Леубе і інші, що мали зв'язки із зарубіжними діячами. Барнаул в ті роки часто відвідували учені мандрівники. У 1772 р. тут побували: Йоганн Готліб Георгі, молдавський грек Христофор Барданес. Потім в Барнаул приїжджали: Євген Патрон, Іван Ренованц, Іван Сіверс та інші видатні дослідники XVIII ст. У Барнаулі ж з січня 1764 працював чудовий натураліст, хімік і мінералог Ерік Лаксман, який писав за кордон про творчий подвиг Ползунова і справедливо який сказав про нього: "Чоловік, який робить істинну честь своїй батьківщині ".

Гірничозаводський справи Росії, саме в ті роки завоювала світову першість у металургії, привертали увагу широких кіл зарубіжних підприємців. Вони прагнули вивідати, на чому тримаються успіхи росіян, і, поза сумнівом, машина Ползунова стала відомої за кордоном не тільки в тому викривленому вигляді, як це піднесли Паллас і Фальк. Більше того, в 1794 р. в Англії на прядильної фабриці в Манчестері з'явилася Двоциліндрова огнедействующая машина, що відтворює машину, винайдену Ползуновим. Строитель англійської машини, повторив винахід Ползунова, мав дуже цікаву прізвище - Фальк ... Цей Фальк пристосував до побудованої ним машині деякі нововведення, і вона працювала більше тридцяти років, підтвердивши тим самим обгрунтованість пропозицій И. И. Ползунова.

Почин Ползунова підхопили продовжувачі його справи в нашій країні. Оригінальний проект нової огнедействующей машини створив ще в XVIII ст. в Кронштадті "шлюзного підмайстер поручіского рангу "Роман Дмитрієв. У дев'яностих роках того ж століття працював у Кронштадті і в далекому Забайкаллі будівельник огнедействующіх машин Федір Хорта. У ті ж роки при будівництві та використанні таких машин працювали в Кронштадті: Євстафій Кокушкіна, Олексій Андрєєв, Ілля Леонтьєв, Петро Міхєєв. Дмитро Смірною, Дмитро Кондратьєв. Вогняними машинами в Росії все в тому ж столітті займався товариський губернський механік Лев Сабакін, працювали в цій області та інші. Цими машинами в останні десятиліття 'XVIII ст. займалися і державні діячі: І. Г. Чернишов, І. С. Мордвинов, В. Г. Лізакевіч, посол в Англії Мусін-Пушкін, Олонецький губернатор Тутолмін та інші.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://irbis.asu.ru/