Изобретение паровой машины

Идея парового двигателя была отчасти подсказана его изобретателю конструкцией поршневого водяного насоса, который был известен еще во времена отечности.

Принцип его работы был очень прост: при подъеме поршня вверх вода засасывалась в цилиндр через клапан в его дне. Боковой клапан, соединяющий цилиндр с водоподъемной трубой, в это время был закрыт, так как вода из этой трубы также стремилась войти внутрь цилиндра и тем самым закрывала этот клапан. При опускании поршня он начинал давить на воду в цилиндр, благодаря чему закрывался нижний клапан и открывался боковой. В это время вода из цилиндра подавалась вверх по водоподъемной трубе. В поршневом насосе работа, получаемая извне, расходовалась на продвижение жидкости через цилиндр насоса. Изобретатели паровой машины старались использовать ту же конструкцию, но только в обратном направлении. Цилиндр с поршнем лежит в основе всех паровых поршневых двигателей. Первые паровые машины, впрочем, были не столько двигателями, сколько паровыми насосами, используемыми для откачки вод из глубоких шахт.

О движущей силе пара люди знали с глубокой древности. Одним из первых попытался воспользоваться этой силой французский физик Дени Папен (1674–1714). Он пришел к идее пароатмосферного двигателя, представляющего собой цилиндр с поршнем, который мог подниматься под давлением пара и опускаться при его конденсации. Однако ученый так и не смог создать работоспособное устройство.

В 1696 году английский инженер Томас Севери (1650–1715) создал паровой насос для подъема воды.

Английский механик Томас Ньюкомен (1663–1729) создал в 1705 году паровую машину для откачки воды из шахт. А в 1712 году, Ньюкомен, использовав идеи Папена и Севери, построил машину, которая применялась в шахтах Англии до середины XVIII века. Но КПД машины был так низок (1%), что ее, в основном, применяли в шахтах, где уголь был дешев.

В 1763—1764 гг. Джеймс Уатт сконструировал, а позже усовершенствовал паровой двигатель принципиально нового типа. Его машина могла не только откачивать воду, но и приводить в движение станки, корабли, экипажи, имела более высокий КПД и была более экономичной. Паровая машина Уатта стала настолько распространенной, что совершила революцию в развитии крупной машинной индустрии. За 1785—1795 гг. в Англии было выпущено 144 таких паровых двигателей, а к 1800 году работала уже 321 паровая машина Уатта. Их применяли буквально во всех сферах производства, в том числе в горной промышленности, что значительно увеличило объемы добываемых руд.

Джеймс Уатт похоронен там, где покоятся прославленные сыны его отечества – в Вестминстерском аббатстве. На его памятнике начертано: «Его гению удалось путем опыта усовершенствовать паровую машину. Благодаря этому он умножил богатства своего отечества, увеличил мощь людей и поднялся до высоких ступеней среди великих деятелей науки, этих истинных благодетелей человечества».

Мотивы, связанные с горным делом в XVIII в., стали появляться также в искусстве стеклодувов. Саксонские, бранденбургские, чешские и брауншвейгские (Лауэнштайн) мануфактуры начали выпускать чаши и бокалы с изображением рудников, средств добычи и самих горняков. Подобные бокалы, украшенные гербами Пруссии, сценками из жизни и трудовой деятельности рабочих соляных копей, пускались вкруговую во время традиционных празднеств на Троицын день горняками района Галле-Зале (как их наз. – «галлоры»). Фигурами горняков, горными эмблемами и т. п. украшали и изделия из олова (кружки, подсвечники). Профессиональное достоинство и сословная гордость горняков нашли свое отражение в произведениях искусства из слоновой кости – элементах горняцких парадных топориков, шпаг и др.