Водяное колесо, первый двигатель

Трудно сосчитать, сколько раз упоминались слова «водяное колесо». И не удивительно — ведь оно являлось основой энергетики феодального производства, хотя было изобретено еще до нашей эры. Однако этот двигатель имел недостаток, который по мере развития производства и расширения сфер его применения становился все более очевидным — привязанность к естественным водным потокам. Поэтому с энергетическим обеспечением металлургического завода или шахты, расположенных вдалеке от реки, возникали большие трудности.

Эти и многие другие причины подтолкнули европейцев к поискам принципиально нового двигателя. Людям издавна была известна способность пара производить механическую работу. Еще Герон Александрийский сконструировал нечто вроде паровой машины, в которой горячий пар, выходящий из трубок, вращал шар.

Спустя 15 столетий, в эпоху Возрождения, Леонардо да Винчи едва ли не первым стал задумываться над тем, как мож­но использовать энергию пара. В его рукописях имеются эскизы двух цилиндров — цилиндра с поршнем и цилиндра с кожаным мешком, куда надо было наливать воду. Под этими цилиндрами надо было разводить огонь, чтобы вода испарялась. Пар расширяясь и увеличиваясь в объеме должен был двигать поршень или расширять кожаный мешок.

Из эскизов остается неясным, за счет чего Леонардо надеялся добиться неоднократного повторе­ния этого процесса. Но уже сама идея движения поршня в цилинд­ре под давлением пара намного опе­редила свое время. Значительно позже она легла в основу конструк­ции паровой машины.

В 1606 г. итальянский ученый Батиста Делла Порта показал, как можно поднять воду под действи­ем пара и как «засосать» ее путем конденсации пара в закрытом со­суде для создания разряжения. Оба эти явления также были использо­ваны в первых паровых двигателях. В 1629 г. итальянский архитектор Джиованни Бранка опубликовал любопытное изобретение: толчею для изготовления порошка необыкновенным двигателем.

Из парового котла вырывается сильная струя пара, ударяющая по лопаткам колеса и заставляющая их вращаться. А далее, от колеса, движение уже передается с помощью зубчатых колес на барабан, который поперемен­но зацепляет шпильками то левую, то правую ступку, произ­водя непрерывный процесс дробления какого-либо вещества, пар здесь используется как двигательная сила.