Пароатмосферный двигатель – российское изобретение

Пароатмосферный двигатель – российское изобретение

Исследование провела и подготовила доклад

Оганян Мария, 10 класс, МАОУ лицей № 64 г. Краснодар

Введение

Кратко об изобретателе

Пароатмосферная машина Ползунова

Память о гениальном изобретателе

Однажды услышала: «Спорить о первенстве стран в открытиях или изобретениях почти бесполезно» Задумалась, почему. Когда вечером заговорила об этом с отцом, он привел в качестве примера изобретение Ивана Ползунова, которое опередило время.

«Отцом» паровой машины принято считать Джеймса Уатта. Однако мало кто знает, что почти за двадцать лет до изобретения Уатта, паровой двигатель уже был создан в России. Его создал изобретатель-теплотехник Иван Иванович Ползунов.

На фото Ползунов Иван Иванович (1729–1766) – выдающийся изобретатель, российский теплотехник, создатель первого в мире пароатмосферного устройства, используемого для приведения в действие заводских механизмов.

Родился он в Екатеринбурге, в семье отставного солдата. После окончания арифметической школы, которую создал Василий Татищев, Иван был направлен на один из уральских заводов учеником к мастеру Никите Бахореву. После обучения, в двадцатилетнем возрасте он был переведен на Колывано-Воскресенские заводы Алтая, а там добывались драгоценные металлы для страны. Именно здесь Ползунов, приступивший к сооружению лесопилки «вододействующей», получил первый удачный опыт в конструкторской деятельности.[1]

Самообразование, особое внимание к книгам по металлургии и минералогии сделали Ивана Ивановича самым грамотным техническим специалистом на Алтае. Он стремился создать достойные, насколько позволяли технологии производства, условия для трудящихся, предлагая для этого различные проекты. Ползунов считал, что его самая главная задача, как изобретателя -облегчить тяжелый физический труд рабочих.

Главным научным авторитетом для Ползунова всегда был Михаил Васильевич Ломоносов. Он в подробностях изучал труды своего предшественника из химии и физики, добычи и плавки руд. А еще его влекли труды соотечественника И. Шлаттера, в которых давались описания паровых устройств – машин, активно использовавшихся в промышленной Европе.

Если бы мы смогли отправиться в путешествие по России восемнадцатого века, то увидели бы, что все производственные процессы в горной или металлургической промышленности находятся в полной зависимости от работы водяного колеса, приводящего в движение механические устройства.[1]

Ползунова посетила идея: изобрести «огненный механикус». Поставив цель «водяное руководство пресечь», Иван Иванович в апреле 1763 года представляет начальнику Колывано-Воскресенских заводов А. И. Порошину проект своей «огненной машины». Паровая машина Ползунова была первым в мире двухцилиндровым двигателем, что впервые в мире позволило двигателю работать без какого-либо использования гидравлической энергии, то есть работать вдали от любых водоемов. Известно, что уже используемые тогда паровые машины не могли обходится без гидравлического привода, чем сильно уступали двигателю Ползунова.

Екатерина II, получившая для ознакомления проект изобретателя, распорядилась присвоить Ползунову чин «механикуса» и повысила в звании до «инженерного капитан-поручика». Также в награду Иван Иванович получил четыреста рублей и рекомендацию для обучения в российской Академии наук.[2]

В ходе изучения материалов по теме узнала, что проект пароатмосферной машины И. И. Ползунова состоял из трех документов: докладной записки, описания оригинальной «огнедействующей» машины и схемы устройства. В докладной записке был дан анализ недостатков старой энергетики и предложение изобретателя «сложением огненной машины водяное руководство пресечь». Далее приведены практические указания о материале, необходимом для изготовления новой машины, а также необходимые требования к квалификации работников.

 В своем проекте И. И. Ползунов привел физическое обоснование работы огнедействующей машины. Он писал: «За главные в машине члены следственно предпочесть: воздух, воду и пар, которые в беспрерывном действии машину содержать повинны»[2]

В 1764 началось строительство машины, которое длилось больше года. Она была более мощной, чем известные к тому времени образцы, достигала высоты 18,5 метров, имела массу более 2,5 тонн. Для ее постройки пришлось сначала создать специальные инструменты, среди которых был и токарный станок.

К сожалению, не сохранилось никаких изображений этой машины, однако нашла фото воспроизведенной современными мастерами машины Ползунова, которая находится в Алтайском краеведческом музее. Кстати, она была создана в 1825 году, и музейному экспонату придан статус памятника науки и техники федерального значения.

Уже один взгляд на фото говорит о грандиозности воплощенной идеи гениального русского изобретателя.[3]

Машина Ползунова имела два цилиндра с поршнями. Штоки поршней были соединены цепью, перекинутой через шкив. Движение шкива передавалось стержням, которые с помощью «ладоней» передвигали серповидный маятник. Маятник был соединен зубчатыми колесами с механизмом, управляющим кранами, которые осуществляли попеременный пуск пара и холодной воды в цилиндры. Когда, например, в один цилиндр подавался пар и поршень поднимался, то в другой цилиндр впрыскивалась холодная вода, в результате чего поршень опускался. Таким образом, уже два с половиной века назад машина Ползунова работала непрерывно, то есть все действия в ней проходили автоматически.

Более года непрерывной работы, требовавшей не только от изобретателя, но и его учеников, полной отдачи сил и энергии, ослабили здоровье Ползунова. В результате скоротечной чахотки русский гений в возрасте всего тридцати восьми лет скончался 6 мая 1766 года, не дожив несколько дней до пуска своего изобретения.

23 мая 1766 года ученики Ползунова Левзин и Черницын самостоятельно приступили к последним испытаниям паровой машины. В "Дневной записке" от 4 июля было отмечено "исправное машинное действие", а 7 августа 1766 года вся установка - паровая машина и мощная воздуходувка - были сданы в эксплуатацию.

Всего за три месяца работы машина Ползунова не только оправдала все затраты на ее постройку (7233 рубля 55 копеек), но и дала чистую прибыль в 12640 рублей 28 копеек.

10 ноября 1766 года случилась аварийная ситуация: потек котел, появилась течь между поршнями и стенками цилиндров. Технически малограмотные работники не знали, как устранить естественно возникшие в ходе эксплуатации неисправности. Заводское начальство, не заинтересованное в механизации, забросило творение Ползунова. В течение последующих тридцати лет машина бездействовала, а в 1779 году было принято решение машину разобрать, «находящуюся при оной фабрику разломать и лес употребить, на что годен будет».[3]

Так созданный в 1763 году русским механиком Иваном Ивановичем Ползуновым паровой двигатель не получил распространения.

Сохраняя память о гениальном технике, в 1906 году подробное описание пароатмосферной музейной машины сделал инженер М.И. Южаков. Главным хранителем фондов Алтайского государственного краеведческого музея Ю. А. Абрамовым подготовлена подробная публикация о жизни и изобретении Ивана Ползунова[3].

Имя Ивана Ползунова носит Алтайский государственный технический университет, у главного корпуса ВУЗа установлен памятник изобретателю. Иван Ползунов вошел в историю России, как гений-самородок, «родившийся слишком рано», изобретатель первого в мире пароатмосферного двигателя.

Список литературы

1. История.РФ/Главный исторический портал страны/ статья «Иван Ползунов» [Электронный ресурс] https://histrf.ru/read/biographies/polzunov-ivan-ivanovich

2. Иван Ползунов – создатель «огневого двигателя» [Электронный ресурс] [Электронный ресурс] https://посткомсг.рф/history/198956/

3. Интернет-портал «Весь Алтай», Абрамов А.Ю. статья «Пароатмосферный двигатель Ползунова» https://altlib.ru/personalii/ivan-ivanovich-polzunov-1729-1766/paroatmosfernyiy-dvigatel-i-i-polzunova/