ორთქლის ძრავების გამოგონება იყო გარდამტეხი მომენტი კაცობრიობის ისტორიაში. სადღაც მე-17-18 საუკუნეების მიჯნაზე დაიწყო არაეფექტური ხელით შრომა, წყლის ბორბლები და ქარის წისქვილები სრულიად ახალი და უნიკალური მექანიზმებით - ორთქლის ძრავებით. სწორედ მათი წყალობით გახდა შესაძლებელი ტექნიკური და სამრეწველო რევოლუციები და კაცობრიობის მთელი პროგრესი.
მაგრამ ვინ გამოიგონა ორთქლის ძრავა? ვის ევალება კაცობრიობა ეს? და როდის იყო? ჩვენ შევეცდებით ყველა ამ კითხვაზე პასუხის პოვნა.
ჩვენს ეპოქამდეც
ორთქლის ძრავის შექმნის ისტორია ჩვენს წელთაღრიცხვამდე პირველ საუკუნეებში იწყება. ალექსანდრიის გმირმა აღწერა მექანიზმი, რომელიც მხოლოდ ორთქლის ზემოქმედების შემდეგ დაიწყო მუშაობა. მოწყობილობა იყო ბურთი, რომელზეც საქშენები იყო დამაგრებული. ორთქლი ტანგენციურად გამოდიოდა საქშენებიდან, რითაც იწვევდა ძრავის ბრუნვას. ეს იყო პირველი მოწყობილობა, რომელიც იკვებებოდა წყვილით.
ორთქლის ძრავის (უფრო ზუსტად, ტურბინის) შემქმნელია ტაგი-ალ-დინომე (არაბი ფილოსოფოსი, ინჟინერი და ასტრონომი). მისი გამოგონება ფართოდ გახდა ცნობილიეგვიპტე მე -16 საუკუნეში. მექანიზმი შემდეგნაირად იყო მოწყობილი: ორთქლის ნაკადები უშუალოდ მექანიზმისკენ იყო მიმართული პირებით და როცა კვამლი ცვიოდა, პირები ბრუნავდა. მსგავსი რამ შემოგვთავაზა 1629 წელს იტალიელმა ინჟინერმა ჯოვანი ბრანკამ. ყველა ამ გამოგონების მთავარი მინუსი იყო ორთქლის გადაჭარბებული მოხმარება, რაც თავის მხრივ მოითხოვდა უზარმაზარ ენერგიას და არ იყო მიზანშეწონილი. განვითარება შეჩერდა, რადგან კაცობრიობის მაშინდელი სამეცნიერო და ტექნიკური ცოდნა საკმარისი არ იყო. გარდა ამისა, ასეთი გამოგონებების საჭიროება საერთოდ არ იყო.
განვითარებები
მე-17 საუკუნემდე ორთქლის ძრავის შექმნა შეუძლებელი იყო. მაგრამ როგორც კი კაცობრიობის განვითარების დონის ბარიერი აიწია, მაშინვე გამოჩნდა პირველი ასლები და გამოგონებები. მიუხედავად იმისა, რომ იმ დროს მათ სერიოზულად არავინ აღიქვამდა. ასე, მაგალითად, 1663 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა გამოაქვეყნა პრესაში თავისი გამოგონების პროექტი, რომელიც მან დააინსტალირა რაგლანის ციხესიმაგრეში. მისი მოწყობილობა კოშკების კედლებზე წყლის ამაღლებას ემსახურებოდა. თუმცა, როგორც ყველაფერი ახალი და უცნობი, ეს პროექტიც ეჭვებით იქნა მიღებული და მისი შემდგომი განვითარების სპონსორები არ არსებობდნენ.
ორთქლის ძრავის შექმნის ისტორია იწყება ორთქლის ატმოსფერული ძრავის გამოგონებით. 1681 წელს ფრანგმა მეცნიერმა დენის პაპინმა გამოიგონა მოწყობილობა, რომელიც მაღაროებიდან წყალს ამოტუმბავდა. თავდაპირველად დენთს იყენებდნენ მამოძრავებელ ძალად, შემდეგ კი წყლის ორთქლით შეიცვალა. ასე დაიბადა ორთქლის ძრავა. მის გაუმჯობესებაში დიდი წვლილი შეიტანეს ინგლისელმა მეცნიერებმა თომას ნიუკომენმა და თომას სევერენმა.ფასდაუდებელი დახმარება გაუწია რუსმა თვითნასწავლმა გამომგონებელმა ივან პოლზუნოვმაც.
პაპინის წარუმატებელი მცდელობა
ორთქლის ატმოსფერული მანქანა, რომელიც იმ დროისთვის სრულყოფილი იყო, განსაკუთრებული ყურადღება მიიპყრო გემთმშენებლობის ინდუსტრიაში. დ.პაპინმა ბოლო დანაზოგი დახარჯა პატარა გემის შეძენაზე, რომელზედაც დაიწყო საკუთარი წარმოების წყლის ამწევი ორთქლ-ატმოსფერული მანქანის დაყენება. მოქმედების მექანიზმი იყო ის, რომ სიმაღლიდან ვარდნისას წყალმა დაიწყო ბორბლების ბრუნვა.
გამომგონებელმა ჩაატარა ტესტები 1707 წელს მდინარე ფულდაზე. ბევრი ხალხი შეიკრიბა, რათა დაენახა სასწაული: გემი, რომელიც მოძრაობდა მდინარის გასწვრივ აფრებისა და ნიჩბების გარეშე. თუმცა, ტესტების დროს მოხდა კატასტროფა: ძრავა აფეთქდა და რამდენიმე ადამიანი დაიღუპა. ხელისუფლება გაბრაზდა უბედურ გამომგონებელზე და აუკრძალა მას რაიმე სამუშაო და პროექტი. გემი ჩამოართვეს და გაანადგურეს, რამდენიმე წლის შემდეგ კი თავად პაპინი გარდაიცვალა.
შეცდომა
Papen-ის ორთქლმავალს შემდეგი მოქმედების პრინციპი ჰქონდა. ცილინდრის ძირში საჭირო იყო მცირე რაოდენობით წყლის დალევა. თავად ცილინდრის ქვეშ განლაგებული იყო ბრაზილი, რომელიც სითხის გაცხელებას ემსახურებოდა. როდესაც წყალმა ადუღება დაიწყო, მიღებულმა ორთქლმა, გაფართოების შედეგად, დგუში აწია. ჰაერი გამოიდევნებოდა დგუშის ზემოთ არსებული სივრციდან სპეციალურად აღჭურვილი სარქვლის მეშვეობით. მას შემდეგ, რაც წყალი ადუღდა და ორთქლი ცვიოდა, საჭირო იყო მაჯის ამოღება, სარქვლის დახურვა ჰაერის მოსაშორებლად და ცილინდრის კედლები გრილი წყლით გაგრილება. ასეთი მოქმედებების წყალობით, ორთქლი, რომელიც ცილინდრში იყო კონდენსირებული, ჩამოყალიბდა დგუშის ქვეშ.იშვიათობა და ატმოსფერული წნევის ძალის გამო, დგუში კვლავ დაუბრუნდა თავდაპირველ ადგილს. მისი დაღმავალი მოძრაობის დროს გაკეთდა სასარგებლო სამუშაო. თუმცა პაპენის ორთქლის ძრავის ეფექტურობა უარყოფითი იყო. ორთქლის ძრავა უკიდურესად არაეკონომიური იყო. და რაც მთავარია, ის იყო ძალიან რთული და მოუხერხებელი გამოსაყენებლად. ამიტომ პაპენის გამოგონებას თავიდანვე მომავალი არ ჰქონდა.
მიმდევრები
თუმცა, ორთქლის ძრავის შექმნის ისტორია ამით არ დასრულებულა. შემდეგი, უკვე პაპენზე ბევრად წარმატებული იყო ინგლისელი მეცნიერი თომას ნიუკომენი. მან დიდი ხნის განმავლობაში შეისწავლა თავისი წინამორბედების მოღვაწეობა, ყურადღება გაამახვილა სისუსტეებზე. და მიიღო მათი საუკეთესო სამუშაო, მან შექმნა საკუთარი აპარატი 1712 წელს. ახალი ორთქლის ძრავა (ფოტო ნაჩვენებია) დაპროექტებული იყო შემდეგნაირად: გამოყენებული იყო ცილინდრი, რომელიც ვერტიკალურ მდგომარეობაში იყო, ასევე დგუში. ეს ნიუკომენი აიღო პაპინის ნაწარმოებებიდან. თუმცა, ორთქლი უკვე წარმოიქმნა სხვა ქვაბში. დგუშის ირგვლივ მთელი კანი იყო დამაგრებული, რამაც საგრძნობლად გაზარდა ორთქლის ცილინდრის შიგნით შებოჭილობა. ეს მანქანა ასევე ორთქლ-ატმოსფერული იყო (მაღაროდან წყალი ამოდიოდა ატმოსფერული წნევის გამოყენებით). გამოგონების მთავარი მინუსი იყო მისი მოცულობითი და არაეფექტურობა: მანქანამ "შეჭამა" დიდი რაოდენობით ნახშირი. თუმცა, მან გაცილებით მეტი სარგებელი მოიტანა, ვიდრე პაპენის გამოგონებამ. ამიტომ მას თითქმის ორმოცდაათი წელია იყენებდნენ დუნდულებსა და მაღაროებში. იყენებდნენ მიწისქვეშა წყლების ამოტუმბვას, ასევე გემების გასაშრობად. თომას ნიუკომენი ცდილობდა თავისი მანქანის გადაკეთებასრათა ის გამოიყენებოდეს მოძრაობისთვის. თუმცა, მისი ყველა მცდელობა ჩაიშალა.
შემდეგი მეცნიერი, რომელმაც თავი გამოაცხადა, იყო დ.ჰალი ინგლისიდან. 1736 წელს მან მსოფლიოს წარუდგინა თავისი გამოგონება: ორთქლ-ატმოსფერული მანქანა, რომელსაც ამოძრავებდა ბორბლები. მისი განვითარება უფრო წარმატებული იყო ვიდრე პაპინის განვითარება. მაშინვე გაათავისუფლეს რამდენიმე ასეთი ხომალდი. მათ ძირითადად იყენებდნენ ბარჟების, გემების და სხვა გემების ბუქსირებისთვის. თუმცა, ორთქლ-ატმოსფერული მანქანის საიმედოობამ არ გააჩინა ნდობა და ხომალდები აღჭურვილი იყო იალქნებით, როგორც მთავარი მამოძრავებელი.
და მიუხედავად იმისა, რომ ჰალს პაპინზე მეტად გაუმართლა, მისმა გამოგონებებმა თანდათან დაკარგა აქტუალობა და მიტოვებული იქნა. მიუხედავად ამისა, იმდროინდელ ორთქლ-ატმოსფერულ მანქანებს ბევრი სპეციფიკური ნაკლი ჰქონდათ.
ორთქლის ძრავის ისტორია რუსეთში
შემდეგი გარღვევა მოხდა რუსეთის იმპერიაში. 1766 წელს, ბარნაულის მეტალურგიულ ქარხანაში შეიქმნა პირველი ორთქლის ძრავა, რომელიც ჰაერს აწვდიდა დნობის ღუმელებს სპეციალური საფეთქლის ბუხრით. მისი შემქმნელი იყო ივან ივანოვიჩ პოლზუნოვი, რომელსაც ოფიცრის წოდებაც კი მიენიჭა სამშობლოსათვის გაწეული სამსახურისთვის. გამომგონებელმა თავის უფროსებს წარუდგინა გეგმები და „ცეცხლსასროლი მანქანის“გეგმები, რომელსაც შეუძლია ბუშტუკები.
თუმცა, ბედმა სასტიკი ხუმრობა ითამაშა პოლზუნოვთან: შვიდი წლის შემდეგ, რაც მისი პროექტი მიიღეს და მანქანა შეიკრიბა, ის ავად გახდა და მოხმარებით გარდაიცვალა - მხოლოდ ერთი კვირით ადრე მისი ტესტების დაწყებამდე.ძრავა. თუმცა, მისი მითითებები საკმარისი იყო ძრავის დასაწყებად.
ასე რომ, 1766 წლის 7 აგვისტოს პოლზუნოვის ორთქლის ძრავა ამოქმედდა და დატვირთული იყო. თუმცა, იმავე წლის ნოემბერში ის გაფუჭდა. მიზეზი ქვაბის ზედმეტად თხელი კედლები აღმოჩნდა, რომელიც არ იყო განკუთვნილი დატვირთვისთვის. უფრო მეტიც, გამომგონებელმა თავის ინსტრუქციებში დაწერა, რომ ამ ქვაბის გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ ტესტირების დროს. ახალი ქვაბის დამზადება ადვილად გადაიხდის, რადგან პოლზუნოვის ორთქლის ძრავის ეფექტურობა დადებითი იყო. 1023 საათის მუშაობისთვის მისი დახმარებით 14 ფუნტზე მეტი ვერცხლი დნებოდა!
მაგრამ ამის მიუხედავად, მექანიზმის შეკეთება არავინ დაიწყო. პოლზუნოვის ორთქლის ძრავა 15 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში აგროვებდა მტვერს საწყობში, მაშინ როდესაც მრეწველობის სამყარო არ იდგა და განვითარდა. შემდეგ კი მთლიანად დაიშალა ნაწილებისთვის. როგორც ჩანს, იმ მომენტში რუსეთი ჯერ კიდევ არ იყო გაზრდილი ორთქლის ძრავებზე.
დროის მოთხოვნები
ამასობაში ცხოვრება არ ჩერდებოდა. და კაცობრიობა მუდმივად ფიქრობდა ისეთი მექანიზმის შექმნაზე, რომელიც საშუალებას მისცემს არა კაპრიზულ ბუნებაზე დამოკიდებული, არამედ თავად აკონტროლოს ბედი. ყველას სურდა აფრების მიტოვება რაც შეიძლება მალე. ამიტომ, ორთქლის მექანიზმის შექმნის საკითხი მუდმივად ეკიდა ჰაერში. 1753 წელს პარიზში ჩატარდა კონკურსი ხელოსნებს, მეცნიერებსა და გამომგონებლებს შორის. მეცნიერებათა აკადემიამ გამოაცხადა ჯილდო მათთვის, ვისაც შეუძლია შექმნას მექანიზმი, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს ქარის ძალა. მაგრამ იმისდა მიუხედავად, რომ კონკურსში მონაწილეობდნენ ისეთი გონება, როგორიცაა ლ. ეილერი, დ. ბერნოული, კანტონი დე ლაკრუა და სხვები, არავის გაუკეთებია გონივრული წინადადება.
წლები გავიდა. და ინდუსტრიული რევოლუციამოიცავდა სულ უფრო მეტ ქვეყანას. სხვა ძალებს შორის უპირატესობა და ლიდერობა უცვლელად მიდიოდა ინგლისში. მეთვრამეტე საუკუნის მიწურულს სწორედ დიდი ბრიტანეთი გახდა ფართომასშტაბიანი ინდუსტრიის შემქმნელი, რის წყალობითაც მან მოიპოვა მსოფლიო მონოპოლიის ტიტული ამ ინდუსტრიაში. მექანიკური ძრავის საკითხი ყოველდღე უფრო და უფრო აქტუალური ხდებოდა. და შეიქმნა ასეთი ძრავა.
მსოფლიოში პირველი ორთქლის ძრავა
1784 წლისიყო გარდამტეხი მომენტი ინდუსტრიულ რევოლუციაში ინგლისისთვის და მსოფლიოსთვის. და ამაზე პასუხისმგებელი იყო ინგლისელი მექანიკოსი ჯეიმს უოტი. მის მიერ შექმნილი ორთქლის ძრავა საუკუნის უდიდესი აღმოჩენა იყო.
ჯეიმს უოტი რამდენიმე წელია სწავლობს ორთქლ-ატმოსფერული მანქანების ნახაზებს, სტრუქტურას და მუშაობის პრინციპებს. და ამ ყველაფრის საფუძველზე მან დაასკვნა, რომ ძრავის ეფექტურობისთვის აუცილებელია ცილინდრში წყლისა და მექანიზმში შემავალი ორთქლის ტემპერატურის გათანაბრება. ორთქლ-ატმოსფერული მანქანების მთავარი მინუსი იყო ცილინდრის წყლით გაგრილების მუდმივი საჭიროება. ეს იყო ძვირი და მოუხერხებელი.
ახალი ორთქლის ძრავა სხვაგვარად შეიქმნა. ასე რომ, ცილინდრი ჩასმული იყო სპეციალურ ორთქლის ქურთუკში. ამრიგად, ვატმა მიაღწია თავის მუდმივ გაცხელებულ მდგომარეობას. გამომგონებელმა შექმნა ცივ წყალში ჩაძირული სპეციალური ჭურჭელი (კონდენსატორი). მასზე ბალონი მიმაგრებული იყო. როდესაც ორთქლი ამოიწურა ცილინდრში, იგი მილის მეშვეობით შევიდა კონდენსატორში და იქვე იქცა წყალში. მისი აპარატის გაუმჯობესებაზე მუშაობისას, ვატშექმნა ვაკუუმი კონდენსატორში. ამრიგად, ცილინდრიდან გამომავალი მთელი ორთქლი მასში კონდენსირებულია. ამ ინოვაციის წყალობით საგრძნობლად გაიზარდა ორთქლის გაფართოების პროცესი, რამაც თავის მხრივ შესაძლებელი გახადა იგივე რაოდენობის ორთქლიდან გაცილებით მეტი ენერგიის მოპოვება. ეს იყო დაგვირგვინებული მიღწევა.
ორთქლის ძრავის შემქმნელმა შეცვალა ჰაერის მიწოდების პრინციპიც. ახლა ორთქლი ჯერ დგუშის ქვეშ ჩავარდა, რითაც აწია იგი, შემდეგ კი დგუშზე მაღლა შეგროვდა, დაბლა აწია. ამრიგად, მექანიზმში დგუშის ორივე დარტყმა გახდა სამუშაო, რაც აქამდეც კი შეუძლებელი იყო. და ქვანახშირის მოხმარება ცხენის ძალაზე ოთხჯერ ნაკლები იყო, ვიდრე, შესაბამისად, ორთქლ-ატმოსფერული მანქანებისთვის, რის მიღწევასაც ცდილობდა ჯეიმს უოტი. ორთქლის ძრავამ ძალიან სწრაფად დაიპყრო ჯერ დიდი ბრიტანეთი, შემდეგ კი მთელი მსოფლიო.
შარლოტა დუნდას
მას შემდეგ რაც მთელი მსოფლიო გაოცდა ჯეიმს უოტის გამოგონებით, დაიწყო ორთქლის ძრავების ფართო გამოყენება. ასე რომ, 1802 წელს ინგლისში გამოჩნდა პირველი გემი წყვილისთვის - ნავი Charlotte Dundas. მისი შემქმნელია უილიამ სიმნგტონი. ნავი გამოიყენებოდა არხის გასწვრივ საბუქსირე ბარჟად. გემზე მოძრავის როლს ასრულებდა ღეროზე დამაგრებული ბორბალი. გემმა პირველად წარმატებით გაიარა გამოცდები: მან ექვს საათში ორი უზარმაზარი ბარჟა 18 მილის მანძილზე გაიყვანა. ამასთანავე, საპირისპირო ქარი მას დიდად უშლიდა ხელს. მაგრამ მან ეს გააკეთა.
და მაინც შეჩერდა, რადგან ეშინოდათ, რომ ძლიერი ტალღების გამო, რომელიც წარმოიქმნა ბორბლის ქვეშ, არხის ნაპირები ჩამოირეცხებოდა. სხვათა შორის, onშარლოტა გამოსცადა ადამიანმა, რომელსაც დღეს მთელი მსოფლიო თვლის პირველი ორთქლის გემის შემქმნელად.
პირველი ორთქლის გემი მსოფლიოში
ინგლისელი გემთმშენებელი რობერტ ფულტონი ახალგაზრდობიდანვე ოცნებობდა ორთქლზე მომუშავე გემზე. ახლა კი მისი ოცნება ახდა. ყოველივე ამის შემდეგ, ორთქლის ძრავების გამოგონება ახალი იმპულსი იყო გემთმშენებლობაში. ამერიკიდან ელჩთან, რ. ლივინგსტონთან ერთად, რომელიც აიღო საკითხის მატერიალური მხარე, ფულტონმა აიღო გემის პროექტი ორთქლის ძრავით. ეს იყო რთული გამოგონება, რომელიც ეფუძნებოდა ნიჩბის მოძრავის იდეას. გემის გვერდებზე ზედიზედ გადაჭიმული თეფშები უამრავ ნიჩბის იმიტაცია იყო. თან თეფშები ხანდახან ერთმანეთს ერეოდა და ტყდებოდა. დღეს შეგვიძლია მარტივად ვთქვათ, რომ იგივე ეფექტის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ სამი ან ოთხი ფილებით. მაგრამ იმდროინდელი მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების თვალსაზრისით, ამის დანახვა არარეალური იყო. ამიტომ გემთმშენებლებს ბევრად უფრო გაუჭირდათ.
1803 წელს ფულტონის გამოგონება გაიცნო მსოფლიოს. ორთქლის გემი ნელა და თანაბრად მოძრაობდა სენის გასწვრივ, რითაც აოცებდა პარიზში მრავალი მეცნიერისა და მოღვაწის გონებასა და წარმოსახვას. თუმცა, ნაპოლეონის მთავრობამ უარყო პროექტი და უკმაყოფილო გემთმშენებლები იძულებულნი გახდნენ თავიანთი ბედი ამერიკაში ეძიათ.
და 1807 წლის აგვისტოში, მსოფლიოში პირველი ორთქლის გემი სახელად Claremont, რომელშიც ჩართული იყო უძლიერესი ორთქლის ძრავა (ფოტო წარმოდგენილია), გავიდა ჰადსონის ყურის გასწვრივ. მაშინ ბევრს უბრალოდ არ სჯეროდა წარმატების.
კლერმონი თავის პირველ მოგზაურობას ტვირთისა და მგზავრების გარეშე გაემგზავრა. არავის უნდოდა წასვლამგზავრობა ცეცხლმოკიდებული გემით. მაგრამ უკვე უკანა გზაზე გამოჩნდა პირველი მგზავრი - ადგილობრივი ფერმერი, რომელმაც ბილეთში ექვსი დოლარი გადაიხადა. ის გახდა პირველი მგზავრი გადამზიდავი კომპანიის ისტორიაში. ფულტონი იმდენად აღფრთოვანებული იყო, რომ ბედს მთელი სიცოცხლე აჩუქა თავის ყველა გამოგონებაზე.
