500 знаменитых исторических событий
Шрифт:
Не менее примечательным было и второе плавание Кука на кораблях «Резольюшен» и «Адвенчер», продолжавшееся с 1772 по 1775 г. Задача экспедиции была непосредственно связана с поисками Южного материка, предположения о котором путешественник излагал в отчете о первой своей экспедиции. С декабря 1772 по март 1773 г. корабли Кука следовали в южном направлении по Атлантическому и Индийскому океанам. С ноября 1773 по февраль 1774 г. — тоже на юг, но уже в Тихом океане. Кук достиг 70° 10’ южной широты. Но и тут он не обнаружил землю. Лишь огромные айсберги и ледяные поля окружали мореплавателей, и потому Кук пришел к выводу, что дальше на юг продвинуться невозможно, поэтому достоверных сведений о Южном материке, даже если он есть, получить нельзя. Эта ошибка авторитетнейшего исследователя затормозила продвижение человека к Южному полюсу планеты. Но в любом случае второе плавание Джеймса Кука продвинуло познания человека о южных
В третье, последнее свое путешествие знаменитый мореплаватель отправился в июле 1776 г. Джеймс Кук мечтал открыть путь из Тихого в Атлантический океан вокруг Северной Америки (Северо-Западный проход). В 1778 г. он достиг Гавайских островов. Следуя вдоль берегов Северной Америки на север от 44°20' до 70°44' северной широты, он описал неизвестное дотоле северо-западное побережье континента: открыл заливы Принс-Уильям, Кука, Бристольский и Нортон, продолжил открытие гор Св. Ильи, полуостровов Кенай, Аляска и Сьюард, Аляскинского и Алеутского хребтов, подтвердил наличие между Азией и Америкой Берингова пролива. Приплыв к Алеутским островам, экспедиция через Берингов пролив вышла в Северный Ледовитый океан. Здесь ей преградили путь ледяные поля. Кук вернулся к Гавайям, чтобы перезимовать.
Здесь его жизнь трагически оборвалась. Кук никогда не испытывал особых сантиментов по поводу туземцев. Нельзя сказать, что это был кровавый грабитель, но уж точно он не был сторонником равноправия рас и народов. Жители Гавайских островов, руководствуясь древним преданием, приняли капитана за бога, а Кук и не противился этому. Внутренняя борьба кланов в многочисленном туземном племени, а также бесцеремонность матросов вызвала стычку между англичанами и гавайцами. Среди последних было немало желающих проверить божественное происхождение Кука. 14 февраля 1779 г. великий путешественник был убит туземцами в одной из стычек. Через несколько дней его матросы жестоко расправились с аборигенами. Заместитель Кука Чарлз Кларк в следующем году привел корабли в Англию.
Именем выдающегося путешественника названо более 20 географических объектов, включая три залива, две группы островов и два пролива. Помимо несомненных заслуг в области заполнения белых пятен на карте, Джеймс Кук сделал огромный вклад в развитие мореплавания как такового. Кроме того, он наконец-то предупредил развитие цинги у матросов, включив в их рацион свежие овощи и фрукты.
ИЗОБРЕТЕНИЕ ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Схема паровой машины Джеймса Уатта (1775 г.)
Процесс изобретения парового двигателя, как это часто бывает в технике, растянулся чуть ли не на столетие, поэтому выбор даты для этого события достаточно условен. Впрочем, никем не отрицается, что прорыв, приведший к технологической революции, был осуществлен шотландцем Джеймсом Уаттом.
Над использованием пара в качестве рабочего тела люди задумывались еще в глубокой древности. Однако лишь на рубеже XVII–XVIII вв. удалось найти способ производить полезную работу с помощью пара. Одна из первых попыток поставить пар на службу человеку была предпринята в Англии в 1698 г.: машина изобретателя Сэйвери предназначалась для осушения шахт и перекачивания воды. Правда, изобретение Сэйвери еще не было двигателем в полном смысле этого слова, поскольку, кроме нескольких клапанов, открывавшихся и закрывавшихся вручную, в нем не имелось подвижных частей. Машина Сэйвери работала следующим образом: сначала герметичный резервуар наполнялся паром, затем внешняя поверхность резервуара охлаждалась холодной водой, отчего пар конденсировался, и в резервуаре создавался частичный вакуум. После этого вода — например со дна шахты — засасывалась в резервуар через заборную трубу и после впуска очередной порции пара выбрасывалась наружу.
Первая паровая машина с поршнем была построена французом Дени Папеном в 1698 г. Вода нагревалась внутри вертикального цилиндра с поршнем, и образовавшийся пар толкал поршень вверх. Когда пар охлаждался и конденсировался, поршень опускался вниз под действием атмосферного давления. Посредством системы блоков паровая машина Папена могла приводить в действие различные механизмы, например насосы.
Более совершенную машину в 1712 г. построил английский кузнец Томас Ньюкомен. Как и в машине Папена, поршень перемещался в вертикальном цилиндре. Пар из котла поступал в основание цилиндра и поднимал поршень вверх. При впрыскивании в цилиндр холодной воды пар конденсировался, в цилиндре образовывался
Машина Ньюкомена широко использовалась в Европе более 50 лет. В 1740-х годах машина с цилиндром длиной 2,74 м и диаметром 76 см за один день выполняла работу, которую бригада из 25 человек и 10 лошадей, работая посменно, выполняла за неделю. И все-таки ее КПД был чрезвычайно низок.
Наиболее ярко промышленная революция проявилась в Англии, прежде всего в текстильной промышленности. Несоответствие предложения тканей и стремительно возрастающего спроса привлекло лучшие конструкторские умы к разработке прядильных и ткацких машин. В историю английской техники навсегда вошли имена Картрайта, Кея, Кромптона, Харгривса. Но созданные ими прядильные и ткацкие станки нуждались в качественно новом, универсальном двигателе, который бы непрерывно и равномерно (именно этого не могло обеспечить водяное колесо) приводил станки в однонаправленное вращательное движение. Вот здесь-то во всем своем блеске предстал талант знаменитого инженера, «волшебника из Гринока» Джеймса Уатта.
Уатт родился в шотландском городке Гринок в семье кораблестроителя. Работая учеником в мастерских в Глазго, за первые два года Джеймс приобрел квалификацию гравировщика, мастера по изготовлению математических, геодезических, оптических приборов, различных навигационных инструментов. По совету дяди-профессора Джеймс поступил в местный университет на должность механика. Именно здесь Уатт начал работать над паровыми машинами.
Джеймс Уатт пытался усовершенствовать пароатмосферную машину Ньюкомена, которая, в общем-то, годилась только для перекачивания воды. Ему было ясно, что основной недостаток машины Ньюкомена состоял в попеременном нагревании и охлаждении цилиндра. В 1765 г. Уатт пришел к мысли, что цилиндр может постоянно оставаться горячим, если до конденсации отводить пар в отдельный резервуар через трубопровод с клапаном. Кроме того, Уатт сделал еще несколько усовершенствований, окончательно превративших паро-атмосферную машину в паровую. Например, он изобрел шарнирный механизм — «параллелограмм Уатта» (называется так потому, что часть звеньев — рычагов, входящих в его состав, образует параллелограмм), который преобразовывал возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение главного вала. Теперь ткацкие станки могли работать непрерывно.
В 1776 г. машина Уатта прошла испытания. Ее КПД оказался вдвое больше, чем у машины Ньюкомена. В 1782 г. Уатт создал первую универсальную паровую машину двойного действия. Пар поступал в цилиндр попеременно то с одной стороны поршня, то с другой. Поэтому поршень совершал и рабочий, и обратный ход с помощью пара, чего не было в прежних машинах. Поскольку в паровой машине двойного действия шток поршня совершал тянущее и толкающее действие, прежнюю приводную систему из цепей и коромысла, которая реагировала только на тягу, пришлось переделать. Уатт разработал систему связанных тяг и применил планетарный механизм [102] для преобразования возвратно-поступательного движения штока поршня во вращательное движение, использовал тяжелый маховик, центробежный регулятор скорости, дисковый клапан и манометр для измерения давления пара. Запатентованная Уаттом «ротативная паровая машина» сначала широко применялась на прядильных и ткацких фабриках, а позже и на других промышленных предприятиях. Двигатель Уатта годился для любой машины, и этим не замедлили воспользоваться изобретатели самодвижущихся механизмов.
102
Планетарный механизм — механизм для передачи вращательного движения циллиндрическими или коническими зубчатыми колесами.
Паровая машина Уатта поистине стала изобретением века, положившим начало промышленной революции. Но изобретатель на этом не ограничился. Соседи не раз с удивлением наблюдали за тем, как Уатт гоняет по лугу лошадей, тянущих специально подобранные тяжести. Так появилась единица мощности — лошадиная сила, получившая впоследствии всеобщее признание.
К сожалению, финансовые трудности вынудили Уатта уже в зрелом возрасте проводить геодезические изыскания, работать на строительстве каналов, сооружать порты и пристани, пойти, наконец, на экономически кабальный союз с предпринимателем Джоном Ребеком, потерпевшим вскоре полный финансовый крах.