Найчастіше при згадуванні "парових двигунів" на думку спадають паровози або автомобілі Стенлі Стімер, але застосування цих механізмів не обмежується перевезеннями. Парові двигуни, які вперше були створені в примітивному вигляді близько двох тисячоліть тому, за останні три сторіччя стали найбільшими джерелами електроживлення, а сьогодні парові турбіни виробляють близько 80 відсотків світової електроенергії. Щоб глибше зрозуміти природу фізичних сил, на основі яких працює такий механізм, ми рекомендуємо вам зробити свій власний паровий двигун зі звичайних матеріалів, скориставшись одним із запропонованих тут способів! Для початку переходите до кроку 1.
кроки
Паровий двигун з бляшаної банки (для дітей)
-
Проріжте прямокутний отвір біля підстави чотирилітрової банки з-під фарби.Зробіть горизонтальне прямокутний отвір розміром 15 x 5 см збоку банки біля підстави.
- Необхідно переконатися, що в цій банці (і в ще одній використовуваної) була тільки латексна фарба, а також ретельно вимити її мильною водою перед використанням.
-
Відріжте смужку металевої сітки 12 x 24 см.По довжині з кожного краю відігніть по 6 см під кутом 90 o. У вас вийти квадратна "платформа" 12 x 12 см з двома "ніжками" по 6 см. Встановіть її в банку "ніжками" вниз, вирівнявши її по краях прорізаного отвори.
Зробіть півколо з отворів по периметру кришки.Згодом ви будете спалювати в банку вугілля, щоб забезпечити паровий двигун теплом. При нестачі кисню вугілля буде погано горіти. Щоб у банку була необхідна вентиляція, просвердлите або пробийте в кришці кілька отворів, які утворюють півколо вздовж країв.
- В ідеалі діаметр вентиляційних отворів повинен бути близько 1 см.
-
Зробіть змійовик з мідної трубки.Візьміть близько 6 м трубки з м'якої міді діаметром 6 мм і відміряйте з одного кінця 30 см. Починаючи з цієї точки, виконайте п'ять витків діаметром 12 см. Частину, що залишилася довжину труби зігніть в 15 витків діаметром по 8 см. У вас повинно залишитися близько 20 см .
Пропустіть обидва кінці змійовика в вентиляційні отвори в кришці.Зігніть обидва кінці змійовика таким чином, щоб вони були спрямовані вгору і пропустіть обидва через один з отворів в кришці. Якщо довжини труби не вистачає, то буде потрібно трохи розігнути один з витоків.
Помістіть змійовик і деревне вугілля в банку.Помістіть змійовик на сітчасту платформу. Заповніть простір навколо і всередині змійовика деревним вугіллям. Щільно закрийте кришку.
Просвердлите отвори під трубку в банку меншого розміру.По центру кришки літрової банки просвердлите отвір діаметром 1 см. Збоку банки просвердлите два отвори діаметром 1 см - одне біля підстави банки, а друге над ним біля кришки.
Вставте закупорену пластмасову трубку в бічні отвори меншою банки.За допомогою решт мідної трубки виконайте отвори в центрі двох пробок. В одну пробку вставте жорстку пластмасову трубку завдовжки 25 см, а в іншу пробку - таку ж трубку завдовжки 10 см. Вони повинні щільно сидіти в пробках і трохи виглядати назовні. Вставте пробку з більш довгою трубкою в нижній отвір меншою банки, а пробку з більш короткою трубкою в верхній отвір. Закріпіть трубки в кожній пробці за допомогою хомутів.
З'єднайте трубку більшою банки з трубкою меншою банки.Додайте меншу банку над більшою, при цьому трубка з пробкою повинна бути спрямована в протилежний бік від вентиляційних отворів більшої банки. За допомогою металевої стрічки закріпіть трубку з нижньої пробки з трубкою, що виходить з нижньої частини мідного змійовика. Потім аналогічним чином закріпіть трубку з верхньої пробки з трубкою, що виходить з верхньої частини змійовика.
Вставте мідну трубку в сполучну коробку.За допомогою молотка і викрутки видаліть центральну частину круглої металевої електророзподільної коробки. Зафіксуйте хомут під електричний кабель стопорним кільцем. Вставте 15 см мідної трубки діаметром 1,3 см в хомут кабелю, щоб трубка виходила на кілька сантиметрів нижче отвори в коробці. Затупілась краю цього кінця всередину за допомогою молотка. Вставте цей кінець трубки в отвір в кришці меншою банки.
Вставте шпажку в дюбель.Візьміть звичайну дерев'яну шпажку для барбекю і вставте її в один кінець полого дерев'яного дюбеля довжиною 1,5 см і діаметром 0,95 см. Вставте дюбель зі шпагою в мідну трубку усередині металевої сполучної коробки таким чином, щоб шпажка була спрямована вгору.
- Під час роботи нашого двигуна шпажка і дюбель будуть діяти як "поршень". Щоб руху поршня було краще видно, можна прикріпити до нього невеликий паперовий "прапорець".
-
Підготуйте двигун до роботи.Зніміть сполучну коробку з меншою верхньої банки і заповніть верхню банку водою, дозволяючи їй виливатися в мідний змійовик, поки банку не буде заповнена водою на 2/3. Перевірте відсутність витоків у всіх місцях з'єднань. Щільно закріпіть кришки банок, застукав їх молотком. Знову встановіть сполучну коробку на місце над меншою верхньої банкою.
-
Запускайте двигун!Скомкають шматки газети і покладіть їх в простір під сіткою в нижній частині двигуна. Коли деревне вугілля розгориться, дайте йому прогоріти близько 20-30 хвилин. У міру нагрівання води в змійовику у верхній банку почне накопичуватися пар. Коли пар досягне достатнього тиску, він виштовхне дюбель і шпажку наверх. Після скидання тиску поршень опуститься вниз під дією сили тяжіння. При необхідності, зріжте частину шпажки, щоб знизити вагу поршня - чим він легше, тим частіше буде "спливати". Постарайтеся зробити шпажку такої ваги, щоб поршень "ходив" в постійному темпі.
- Можна прискорити процес горіння, посиливши приплив повітря до вентиляційних отворів феном.
-
Дотримуйтесь безпеку.Вважаємо, само собою зрозуміло, що при роботі й жорстоке поводження з саморобним паровим двигуном необхідно дотримуватися обережності. Ніколи не запускайте його в приміщенні. Ніколи не запускайте його біля таких займистих матеріалів, як сухе листя або нависають гілки дерев. Використовуйте двигун тільки на міцній негорючої поверхні на зразок бетону. Якщо ви працюєте з дітьми або підлітками, то вони не повинні залишатися без нагляду. Дітям і підліткам забороняється підходити до двигуна, коли в ньому горить деревне вугілля. Якщо вам не відома температура двигуна, то вважайте, що він настільки гарячий, що до нього не можна торкатися.
- Переконайтеся, що пара може виходити з верхнього "котла". Якщо з якої-небудь причини поршень застрягне, то всередині меншою банки може накопичитися тиск. При найгіршому розкладі банку може вибухнути, що дуженебезпечно.
- Помістіть паровий двигун в пластмасову човен, опустивши обидва кінці в воду, щоб вийшла парова іграшка. Можна вирізати човен простої форми з пластикової пляшки з-під газованої води або відбілювача, щоб ваша іграшка вийшла більш "екологічної".
Відріжте нижню частину алюмінієвої банки на відстань 6,35 см. За допомогою ножиць по металу рівно відріжте нижню частину алюмінієвої банки приблизно на третину висоти.
Загніть і притисніть ободок за допомогою плоскогубців.Щоб не було гострих країв, загніть ободок банки всередину. Виконуючи цю дію, стежте за тим, щоб не поранитися.
Натисніть на дно банки зсередини, щоб зробити його плоским.У більшості алюмінієвих банок з-під напоїв підставу буде круглим і вигнутим всередину. Вирівняйте дно, натиснувши на нього пальцем або скориставшись невеликим склянкою з плоским дном.
Виконайте два отвори в протилежних сторонах банки, відступивши 1,3 см від верху. Для виконання отворів підійде як паперовий дирокол, так і цвях з молотком. Вам будуть потрібні отвори діаметром трохи більше трьох міліметрів.
Додайте по центру банки маленьку греющую свічку.Скомкають фольгу і покладіть її під низ і навколо свічки, щоб вона не рухалася. Такі свічки зазвичай йдуть в спеціальних підставках, тому віск не повинен плавитися і витікати в алюмінієву банку.
Обмотайте центральну частину мідної трубки довжиною 15-20 см навколо олівця на 2 або 3 витка, щоб вийшов змійовик.Трубка діаметром 3 мм повинна легко згинатися навколо олівця. Вам буде потрібно достатня кількість зігнутої трубки, щоб протягнути поперек банки через верх, плюс додаткові прямі 5 см з кожної зі сторін.
Протягніть кінці трубок в отвори в банку.Центр змійовика повинен розташуватися над гнітом свічки. Бажано, щоб прямі ділянки трубки з обох сторін банки були однакової довжини.
Зігніть кінці труб за допомогою плоскогубців, щоб вийшов прямий кут.Зігніть прямі ділянки трубки таким чином, щоб з різних сторін банки вони дивилися в протилежні напрямки. потім зновузігніть їх, щоб вони опустилися нижче підстави банки. Коли все буде готово, повинно вийти наступне: змієподібна частина трубки знаходиться по центру банки над свічкою і переходить в два похилих, хто дивиться в протилежні сторони "сопла" з двох сторін банки.
Опустіть банку в миску з водою, при цьому кінці трубки повинні зануритися.Ваша "човен" повинна надійно триматися на поверхні. Якщо кінці трубки недостатньо занурені в воду, спробуйте трохи погіршити банку, але ні в якому разі не втопите її.
Заповніть трубку водою.Найпростішим способом буде опустити один кінець у воду і потягнути з іншого кінця як через соломинку. Також можна пальцем перекрити один вихід з трубки, а другий підставити під струмінь води з-під крана.
Запаліть свічку.Через час вода в трубці нагріється і закипить. У міру перетворення в пар вона буде виходити через "сопла", в результаті чого вся банку почне обертатися в мисці.
Паровий двигун з банки з-під фарби (для дорослих)
промисловістьАнглії потребувала великої кількості палива, а ліси ставало все менше. У зв'язку з цим видобуток кам'яного вугілля стала надзвичайно актуальна.
Основною проблемою видобутку була вода, вона затопляла шахти швидше ніж її встигали відкачувати, доводилося кидати розроблені рудники і шукати нові.
В силу цих причин, терміново були потрібні механізми для відкачування води, ось ними то і стали перші парові машини.
Наступним етапом розвитку парових машин, було створення (в 1690 році) Поршневого парового двигуна, який здійснював корисну роботу за рахунок нагрівання і конденсації пари.
Народився у французькому місті Блуа в 1647 році. В Університеті Анже він вивчав медицину і отримав ступінь доктора, але лікарем не став. Багато в чому його долю визначила зустріч з голландським фізиком Х. Гюйгенсом, під впливом якого Папен почав вивчати фізику і механіку. У 1688 році він опублікував опис (зі своїми конструктивними доповненнями) представленого Гюйгенсом в Паризьку академію наук проекту порохового двигуна у формі циліндра з поршнем.
Папен також запропонував конструкцію відцентрового насоса, сконструював піч для плавки скла, паровий візок і підводний човен, винайшов скороварку і кілька машин для підйому води.
Перша в світі скороварка:
У 1685 Папен був змушений тікати з Францій (через гоніння на гугенотів) до Німеччини і продовжував там працювати над своєю машиною.
У 1704 році, на заводі «Veckerhagen», він відлив перший в світі циліндр для парової машини і в тому ж році побудував катер на паровій тязі.
Перша «машина» Дені Папена (1690 рік)
Вода в циліндрі при нагріванні перетворювалася на пару і рухала поршень вгору, а при охолодженні (пар конденсировался) створювалося розрідження і атмосфернийтиск рухало поршень вниз.
Щоб змусити машину працювати, необхідно було маніпулювати стрижнем-клапаном і стопором, переміщати джерело полум'я і охолоджувати циліндр водою.
У 1705 році Папен розробив другий паровий двигун
При відкритті крана (D), пар з котла (праворуч) спрямовувався в середню ємність і за коштами поршня продавлював воду в ємність зліва. Після чого кран (D) закривався, відкривався крани (G) і (L) в воронку доливали воду і середня ємність заповнювалася новою порцією, крани (G) і (L) закривали і повторювали цикл. Тим самим вдавалася підняти воду на висоту.
У 1707 році, Папен приїхав в Лондон з метою отримати патент на свої роботи 1690-го року. Роботи не були визнані, так як на той час вже з'явилися машини Томаса Севери і Томаса Ньюкомена (див. Нижче).
В 1712 Дені Папен помер знедоленим і похований в безіменній могилі.
Перші парові машини являли собою громіздкі стаціонарні насоси для перекачки води. Це пояснювалося тим, що потрібно було відкачувати воду з рудників і вугільних шахт. Чим глибше були шахти, тим важче було відкачувати з них перебуває воду, в результаті не виработанностью шахти доводилося кидати і переходити на нове місце.
У 1699 році, Англійський інженер, отримав патент на винахід «вогневого двигуна», призначеного для відкачування води з рудників.
Машина Севери - це паровий насос, а не двигун, в ньому не було циліндра з поршнем.
Головною родзинкою в машині Севери було те, що пар утворювався в окремому котлі.
Довідка
Машина Томаса Севери
При відкритті крана 5 пар з котла 2 подавався в посудину 1, виганяючи звідти воду по трубці 6. Клапан 10 при цьому відкритий, а клапан 11 закритий. В кінці нагнітання кран 5 закривався, і через кран 9 в посудину 1 подавалася холодна вода. Пар в посудині 1 охолоджувався, конденсировался, і тиск падав, засмоктуючи туди воду по трубці 12. Клапан 11 при цьому відкривався, а клапан 10 закривався.
Насос Севери був малопотужним, споживав багато палива і працював переривчасто. В силу цих причин, машина Севери не отримала широкого поширення і їй на зміну прийшли «поршневі парові машини».
У 1705 роціпоєднавши ідеї Севери (окремий котел) і Папена (циліндр з поршнем) побудував поршневий паровий насосдля роботи на рудниках.
Досліди по вдосконаленню машини тривали близько десяти років, поки вона не почала справно працювати.
Про Томаса Ньюкоменом
Народився 28 лютого 1663 в Дартмут. Коваль за професією. У 1705 році спільно з лудильником Дж. Коулі побудував паровий насос. Ця досить ефективна для свого часу паро-атмосферна машина використовувалася для відкачування води в шахтах і отримала широке поширення в XVIII столітті. Таку технологію, в наш час використовують бетононасоси на будівництвах.
Ньюкомен не зміг отримати патент, так як паровий водопідйомник був запатентований ще в 1699 році Т. Севери. Парова машина Ньюкомена була універсальним двигуном і могла працювати тільки як насос. Спроби Ньюкомена використовувати зворотно-поступальний рух поршня для обертання гребного колеса на судах виявилися невдалими.
Помер 7 серпня 1729 року в Лондоні. Ім'я Ньюкомена носить «Суспільство істориків техніки Великобританії».
Машина Томаса Ньюкомена
Спочатку пар піднімав поршень, потім в циліндр впорскується трохи холодної води, пар кондесіровался (утворюючи тим самим розрядження в циліндрі) і поршень під впливом атмосферного тиску опускався.
На відміну від «циліндра Папена» (у якого циліндр служив котлом), в машині Ньюкомена циліндр був відділений від котла. Таким чином вдалося домогтися більш-менш рівномірної роботи.
У перших версіях машини, управління клапанами було ручним, але надалі Ньюкомен придумав механізм, автоматично відкриває і закриває в потрібний момент відповідні крани.
фото
Про циліндрах
Перші циліндри ньюкоменовской машини робилися з міді, труби - зі свинцю, а коромисло було дерев'яним. Дрібні частини робилися з ковкого заліза. Пізніші машини Ньюкомена, приблизно після 1718 року мали вже чавунний цілінр.
Виготовляли циліндри на ливарному заводі Абрахама Дербі в Колбрукделе. Дербі удосконалив техніку лиття і це дозволило отримувати циліндри досить хорошої якості. Для отримання більш-менш правильної і гладкій поверхні стінок циліндра, використовувався верстат для висвердлювання дула знарядь.
Якось так:
З деякими доробками, машини Ньюкомена протягом 50 років залишалися єдиними механізмами, придатними для промислового використання.
У 1720 роціописав двоциліндрову парову машину. Винахід було опубліковано в його головній роботі "Theatri Machinarum Hydraulicarum". Цей рукопис була першим систематичним аналізом машинобудування.
Машина запропонована Якобом Леопольдом
Передбачалося що поршні зроблені зі свинцю, будуть підніматися тиском пари, а опускатися під власною вагою. Цікава ідея крана (між циліндрами), з його допомогою пар впускали в один циліндр і одночасно випускався з іншого.
Якоб хоч не ставив цю машину, він тільки її придумав.
У 1766 рросійський винахідник, працюючи механіком на алтайських гірничорудних і металургійних заводах, створив першу в Росії і першу в світі двоциліндрову парову машину.
Повзунів модернізував машину Ньюкомена (для забезпечення безперервної роботи він задіяв два циліндра, замість одного) і запропонував використовувати її для привиди в рух плавильних печей.
сумна довідка
У Росії того часу, парові машини практично не використовувалися і всю інформацію Ползунов отримав з книги "Грунтовне повчання рудному справі" (1760) за авторством Шлаттера І.А., в якій описувалася парова машина Ньюкомена.
Про проект було повідомлено імператриці Катерині Другій. Вона схвалила його, розпорядилася провести И.И.Ползунова в «механікуса з чином і званням інженерного капітан-поручика» і нагородити 400 рублями ...
Повзунів пропонував побудувати спочатку невелику машину, на якій можна було б виявити і усунути всі недоліки, неминучі в новому винаході. Заводське начальство з цим не погодилося і вирішило будувати відразу величезну машину. У квітні 1764 р Ползунов приступив до будівництва.
Навесні 1766 року, будівництво в основному було закінчено і проведені випробування.
Але 27 травня Ползунов помер від сухот.
Його учні Левзин і Черніцин одні приступили до останніх випробувань парової машини. У «Денний записці" від 4 липня було відзначено «справна машинна дія», а 7 серпня 1766 р вся установка, парова машина і могутня повітродувка, була здана в експлуатацію. Всього за три місяці роботи машина Ползунова не тільки виправдала всі витрати на її будівництво в сумі 7233 рублів 55 копійок, а й дала чистий прибуток в 12640 рублів 28 копійок. Однак, 10 листопада 1766 року після того, як у машини перегорів котел, вона простояла без дії 15 років 5 місяців і 10 днів. У 1782 р машина була розібрана.
(Енциклопедія Алтайського краю. Барнаул. 1996. Т. 2. С. 281-282; Барнаул. Літопис міста. Барнаул. 1994. ч. 1.с.30).
машина Ползунова
Принцип роботи аналогічний машині Ньюкомена.
В один з циліндрів наповнених парою, упорскували воду, пар конденсировался і в циліндрі створювалося розрядження, під дією атмосферного тиску поршень опускався вниз, в той же момент в інший циліндр надходив пар і він піднімався.
Подача води і пара в циліндри була повністю автоматизована.
Макет парової машини І.І. Ползунова, зроблений за оригінальними кресленнями в 1820-і роки.
Краєзнавчий музей Барнаула.
У 1765 році Джеимс Уаттупрацює механіком в університеті Глазго, було доручено відремонтувати модель машини Ньюкомена. Невідомо, хто її зробив, але в університеті вона перебувала вже кілька років.
Проффесор Джон Андерсон запропонував Уатту подивитися, чи не можна що-небудь зробити з цим цікавим, але примхливим приладом.
Уатт не тільки відремонтував, але і вдосконалив машину. Він додав до неї окрему ємність для охолодження пара і назвав її конденсатор.
Модель парової машини Ньюкомена
Макет був оснащений циліндром (діаметр 5 см) з робочим ходом 15 см. Уатт провів ряд експериментів, зокрема замінив металевий циліндр на дерев'яний, змащений лляною олією і висушений в печі, зменшив кількість жене за один цикл води і макет заробив.
В процесі експериментів Уатт переконався в неефективності машини.
При кожному новому циклі частину енергії пара йшла на нагрів циліндра, який охолоджувався після впорскування води для охолодження пара.
Провівши ряд дослідів Уатт прийшов до висновку:
«... Для того щоб зробити досконалу парову машину, необхідно, щоб циліндр був завжди гарячий, як і входить в нього пар; але з іншого боку, конденсація пара для освіти вакууму мала відбуватися при температурі не вище 30 градусів Реомюра »(38 за Цельсієм) ...
Модель машини Ньюкомена, з якої експериментував Уатт
Як все починалося...
Вперше Уатт зацікавився паром в 1759 році, цьому посприяв його приятель Робісон, який носився тоді з думкою «про застосування сили парової машини для приведення в рух возів».
У тому ж році Робісон поїхав воювати в Північну Америку, а Уатт і без цього був завалений справами.
Через два роки Уатт повернувся до ідеї парових машин.
«Близько 1761-1762 рр., - пише Уатт, - я виконав кілька дослідів над силою пара в Папеновом котлі і зробив щось на зразок парової машини, зміцнивши на ньому спринцовку, діаметром близько 1/8 дюйма, з міцним поршнем, забезпечену краном для впуску пара з котла, а також для випуску його з спринцівки на повітря ». Коли відкривався кран з котла в циліндр, то пар, вступаючи в циліндр і діючи на поршень, піднімав значний вантаж (15 фунтів), яким був навантажений поршень. Коли вантаж був піднятий до потрібної висоти, то повідомлення з котлом закривалося і відкривався кран для випуску пари в атмосферу. Пар виходив, і вантаж опускався. Ця операція повторювалася кілька разів, і хоча в даному приладі кран повертався від руки, однак, не важко було придумати пристосування, щоб повертати його автоматично.
А - циліндр; В - поршень; З - шток з гаком для підвішування вантажу; D - зовнішній циліндр (кожух); Е і G - паровпускної отвори; F - трубка, що з'єднує циліндр з конденсатором; К - конденсатор; Р - насос; R - резервуар; V - клапан для виходу повітря, що витісняється парою; К, Р, R - заповнені водою. Пар впускается через G в простір між А і D і через Е в циліндр А. При невеликому підйомі поршня в циліндрі насоса Р (поршень НЕ зображений на малюнку) рівень води в До знижується і пар з А переходить в До і тут осідає. В А виходить розрідження, і пара, що знаходиться між А і D, тисне на поршень В і піднімає його разом з підвішеним до нього вантажем.
Основна ідея, що відрізняє машину Уатта від машини Ньюкомена, полягала в ізольованій камері для конденсації (охолодження пара).
Наочне зображення:
У машині Уатта конденсатор «С» був відділений від робочого циліндра «Р» його не потрібно було постійно нагрівати і охолоджувати, завдяки цьому вдалося трохи збільшити ККД.
У 1769-1770 роках на шахті горнозаводчиков Джона Робака (Робак цікавився паровими машинами і деякий час фінансував Уатта), була побудована велика модель машини Уатта, на яку він отримав в 1769 році свій перший патент.
суть патенту
Уатт визначив свій винахід як «новий метод зменшення витрати пари, а отже, і палива в вогненних машинах».
У патенті (№ 013) викладався ряд нових техніч. положень, використаних Уаттом в своєму двигуні:
1) Підтримка температури стінок циліндра рівний, температурі надходить в нього пара за рахунок теплової ізоляції, паровий сорочки
і відсутності контакту з холодними тілами.
2) Конденсація пари в окремій посудині - конденсаторі, температура в к-ром повинна була підтримуватися на рівні навколишнього середовища.
3) Видалення з конденсатора повітря і інших неконденсуючий тел допомогою насосів.
4) Застосування надлишкового тиску пара; у випадках нестачі води для конденсації пари застосування тільки надлишкового тиску з вихлопом в атмосферу.
5) Застосування «коловоротні» машин з однонаправленно обертовим поршнем.
6) Робота з неповною конденсацією (т. Е. З погіршеним вакуумом). У цьому ж пункті патенту описані конструкції ущільнення поршня і окремих деталей. При застосовувалися в той час тисках пара в 1 атм введення окремого конденсатора і відкачування повітря з нього означали реальну можливість зниження витрати пари і палива більш ніж удвічі.
Через деякий час Робак збанкрутував і новим компаньйоном Уатта став англійський промисловець Меттью Болтон.
Після ліквідації угоди Уатта з Робак, побудована машина була розібрана і відправлена в на завод Болтона в Сохо. На ній Уатт протягом довгого часу перевіряв майже всі свої удосконалення та винаходи.
Про Меттью Болтон
Якщо Робак бачив в уаттовской машині насамперед лише вдосконалений насос, який повинен був врятувати його шахти від затоплення, то Болтон в винаходи Уатта бачив новий вид двигуна, який повинен був замінити водяне колесо.
Болтон сам намагався внести удосконалення в машину Ньюкомена, щоб зменшити витрату палива. Він зробив модель, яка викликала захоплення у численних лондонських великосвітських друзів і покровителів. Болтон вів переписку з американським вченим і дипломатом Бенджаміном Франкліном про те, як краще вводити в циліндр охолоджуючу воду, про найкращу системі клапанів. Франклін в цій області нічого путнього порадити не міг, але звернув увагу на інший спосіб досягнення економії палива, на краще його спалювання і знищення диму.
Болтон мріяв нема про що інше, як про світовий монополії виробництва нових машин. «Моїй думкою було, - писав Болтон Уатту, - влаштувати поряд з моїм заводом, підприємство, де я зосередив би всі технічні засоби, необхідні для побудови машин, і звідки ми постачали б весь світ машинами будь-яких розмірів».
Болтон ясно усвідомлював те, які для цього потрібні передумови. Нова машина не може будуватися старими кустарними способами. «Я припускав, - писав він Уатту, - що ваша машина зажадає грошей, дуже точної роботи і великих зв'язків, щоб найвигіднішим чином пустити її в оборот. Найкращий спосіб підтримати її репутацію і віддати належне винаходу - це вилучити її виробництво з рук безлічі техніків, які за своїм неуцтвом, браком досвіду і технічних засобів, стали б давати погану роботу, а це відбилося б і на репутації винаходи ».
Щоб уникнути цього, він пропонував будувати спеціальний завод, де «при вашому сприянні ми могли б залучити і навчити відоме кількість чудових робочих, які, забезпечені найкращим інструментом, могли б виконати цей винахід на двадцять відсотків дешевше і з настільки ж великою різницею в точності роботи , яка існує між роботою коваля і майстра математичних інструментів ».
Кадри висококваліфікованих робітників, нове технічне обладнання - ось що було потрібно для побудови машини в масовому масштабі. Болтон вже мислив категоріями і поняттями розвиненого капіталізму XIX століття. Але поки це були ще мрії. Чи не Болтоном і Уатт, а їх синами було організовано років тридцять тому масове виробництво машин - перший машинобудівний завод.
Болтон і Уатт обговорюють виробництво парових машин на заводі в Сохо
Черговим етапом розвитку парових машин, була герметизація верхній частині циліндра і подача пара не тільки в нижню, а й в верхню частину циліндра.
Так Уаттом і Болтоном, була побудована парова машина подвійної дії.
Тепер пар подавався поперемінно в обидві порожнини циліндра. Стінки циліндра були теплоізольовані від зовнішнього середовища.
Машина Уатта хоч і стала більш ефективною машини Ньюкомена, але ККД, все ще був надзвичайно низький (1-2%).
Як Уатт і Болтон будували і PRілі свої машини
Про технологічності і культурі виробництва в 18 столітті і мови бути не могло. Листи Уатта до Болтону наповнені скаргами на пияцтво, злодійство і лінощі робітників. «Ми можемо дуже мало розраховувати на наших робочих в Сохо, - писав він Болтону. - Джемс Тейлор почав сильніше пити. Він упертий, примхливий і незадоволений. Машина, над якою працював Картрайт, - суцільний ряд помилок і промахів. Сміт і решта неосвічені, і за всіма ними потрібно щодня доглядати, щоб не вийшло чого-небудь гіршого ».
Він вимагав від Болтона прийняття суворих заходів і взагалі був схильний припинити виробництво машин в Сохо. «Всім ледарям потрібно сказати, - писав він, - що якщо вони будуть так само неуважні, як до сих пір, то їх проженуть з заводу. Витрати з будівництва машини в Сохо, обходяться нам дуже дорого, і якщо не можна поліпшити виробництво, то потрібно його зовсім припинити і роздавати роботу на сторону ».
Виготовлення деталей для машин, вимагало належного обладнання. Тому різні вузли машин проводилися на різних заводах.
Так, на заводі Уїлкінсона відливали і розточують циліндри, там же робили днища циліндрів, поршень, повітряний насос і конденсатор. Чавунний кожух для циліндра відливали на одному з ливарних заводів в Бірмінгемі, мідні труби везли з Лондона, а невеликі деталі виробляли на місці будівлі машини. Всі ці частини фірма «Болтон і Уатт» замовляла за рахунок замовника - власника копальні або млини.
Поступово окремі частини привозилися на місце і збиралися під особистим контролем Уатта. Пізніше він склав докладну інструкцію по збірці машини. Котел зазвичай клепати на місці місцевими ковалями.
Після успішного запуску машини для відкачування води на одному з рудників в Корнуоллі (вважався найважчим рудником), компанія «Болтон і Уатт» отримала багато замовлень. Господарі рудників побачили, що машина Уатта успішно справляється там, де була безсила машина Ньюкомена. І вони негайно почали замовляти уаттовскіе насоси.
Уатт був завалений роботою. Він тижнями сидів над своїми кресленнями, їздив на установки машин, - ніде не можна було обійтися без його допомоги і спостереження. Він був один і всюди мав встигати.
Щоб парова машина могла приводити в дію інші механізми, потрібно було зворотно-поступальні рухи перетворити у обертальні, а для рівномірного руху пристосувати колесо в якості маховика.
В першу чергу потрібно було жорстко зв'язати поршень і балансир (до цього моменту використовувалися ланцюг або мотузка).
Уатт припускав здійснювати передачу від поршня до балансира з допомогою зубчастої смуги, а на балансирі помістити зубчастий сектор.
зубчастий сектор
Ця система виявилася ненадійною і Уатт був змушений від неї відмовитися
Передачу обертального моменту планувалося усуществіть за допомогою кривошипного механізму.
кривошипний механізм
Але від кривошипа довелося відмовитися так як ця система вже була запатентована (в 1780 році) Джеимс Пікардом. Пікард запропонував Уатту крос-ліцензування, але Уатт відмовився від цієї пропозиції і використовував у своїй машині планетарну передачу. (Про патенти є неясності, в кінці статті можна почитати)
планетарна передача
Двигун Уатта (1 788)
При створенні машини з безперервним обертальним рухом, Уатту довелося вирішувати ряд нетривіальних завдань (розподіл пара по двох порожнинах циліндра, автоматичне регулювання обертів і прямолінійний рух штока поршня).
паралелограм Уатта
Механізм Уатта був винайдений для додання тязі поршня прямолінійного руху.
Паровий двигун побудований за патентом Джеймса Ватта в 1848 році в Фрайберге в Німеччині.
відцентровий регулятор
Принцип дії відцентрового регулятора простий, чим швидше крутиться вал, тим вище розходяться вантажі під дією відцентрової сили і тим сильніше перекривається паропровід. Вантажі опускаються - паропровід відкривається.
Схожа система, давно вже була відомий в мукомольном справі для регулювання відстані між жорнами.
Уатт адаптував регулятор для парової машини.
пристрій паророзподілу
Система «поршневих клапанів»
Креслення складений одним з помічників Уатта в 1783 році (букви поставлені для пояснення). В і В - поршні, з'єднані між собою трубкою С і рухаються в трубі D, з'єднаної з конденсатором Н і трубками Е і F з циліндром A; G - паропровід; К - шток, службовець для пересування ВВ.
У зображеному на кресленні положенні поршнів ВВ простір труби D між поршнями В і В, а також нижня частина циліндра А під поршнем (не зображення на малюнку), що примикає до F, заповнені парою, тоді як у верхній частині циліндра А, над поршнем, сполученої через Е і через с з конденсатором Н - стан розрідження; при підйомі ВВ вище F і E нижня частина А через F буде повідомлятися з H, а верхня частина через Е і D - з паропроводом.
Нагляний малюнок
Однак, аж до 1800 року Уатт продовжував користуватися тарілковими клапанами (металеві диски, що піднімалися або опускалися над відповідними вікнами, і приводилися в рух складною системою важелів), так як виготовлення системи «поршневих клапанів» вимагало високої точності.
Розробкою механізму паророзподілу займався в основному помічник Уатта Вільям Мердок.
Мердок, продовжував удосконалювати механізм паророзподілу і в 1799 році запатентував D - подібний золотник (коробчатий золотник).
Залежно від положення золотника, вікна (4) і (5) повідомляються із замкнутим простором (6) оточуючим золотник і заповненим паром, або з порожниною 7, з'єднаної з атмосферою або конденсатором.
Після всіх удосконалень була побудована ось така машина:
Пар з допомогою парораспределітеля, поперемінно подавався в різні порожнини циліндра, а відцентровий регулятор керував клапаном подачі пари (якщо машина занадто розганяла клапан прикривався і навпаки відкривався якщо занадто сповільнювалася).
наочне відео
Ця машина вже могла працювати не тільки як насос, але і приводити в дію інші механізми.
У 1784 роціУатт отримав патент на універсальний по застосуванню паровий двигун(Патент № 1432).
про млин
У 1986 році Болтон і Уатт побудували в Лондоні млин ( «Млин Альбіону»), що приводиться в дію паровою машиною. Коли млин пустили в хід, розпочалося справжнє паломництво. Лондонці жваво цікавилися технічними вдосконаленнями.
Уатт, що не знайомий з маркетингом, обурювався тим, що роззяви заважають йому працювати і вимагав припинення доступу сторонніх. Болтон же вважав що, про машину повинні дізнатися якомога більше людей і тому відкидав прохання Уатта.
Вобщем нестачі в клієнтах Болтон і Уатт не відчували. У 1791 році млин згоріла (а може її підпалили, так як мірошники боялися конкуренції).
В кінці вісімдесятих років, Уатт припиняє вдосконалювати свою машину. У листах Болтону він пише:
«Дуже можливо, що за винятком деяких покращень в механізмі машини нічого кращого, ніж те, що ми вже зробили, що не буде допущено природою, яка для більшості речей визначила свій nec plus ultra (лат.« Далі нікуди »)».
І пізніше, Уатт стверджував, що не може відкрити в паровій машині нічого нового, і якщо він займається нею, то тільки удосконаленням деталей і перевіркою своїх попередніх висновків і спостережень.
Список російської літератури
Каменський А.В. Джемс Уатт, його життя і науково-практична діяльність. СПб, 1891
Вайсенберг Л.М. Джемс Уатт, винахідник парової машини. М. - Л., 1930
Лісників М.П. Джемс Уатт. М., 1935
Конфедератів І.Я. Джемс Уатт - винахідник парової машини. М., 1969
Таким чином, можна вважати, що перший етап розвитку парових машин закінчився.
Подальший розвиток парових машин було пов'язано зі збільшенням тиску пари і вдосконаленням виробництва.Цитата з Вікіпедія
Універсальний двигун Уатта завдяки його економічності набув широкого поширення і зіграв велику роль в переході до капіталістичного машинного виробництва. «Великий геній Уатта, - писав К. Маркс, - виявляється в тому, що патент, взятий ним в квітні 1784 р даючи опис парової машини, зображує її не як винахід лише для особливих цілей, але як універсальний двигун крупної промисловості» ( Маркс К., Капітал, т. 1,1955, стор. 383-384).
Завод Уатта і Болтона до 1800 року побудував св. 250 парових машин, а до 1826 Англії налічувалося до 1500 машин із загальною потужністю бл. 80000 к.с. За рідкісним винятком це були машини уаттовского типу. Після 1784 року Уатт займався головним чином поліпшенням виробництва, а після 1800 року і зовсім відійшов від справ.
Паровою машиною називається тепловий двигун, в якому потенційна енергія розширюється пара перетворюється в механічну енергію, що віддається споживачу.
З принципом дії машини ознайомимося, скориставшись спрощеною схемою фіг. 1.
Усередині циліндра 2 знаходиться поршень 10, який може переміщатися вперед і назад під тиском пари; в циліндрі є чотири канали, які можуть відкриватися і закриватися. Два верхніх пароподводящіх каналу1 і3 з'єднані трубопроводом з паровим котлом, і через них в циліндр може надходити свіже пар. Через два нижніх капала 9 і 11 пар, вже зробив роботу, випускається з циліндра.
На схемі показаний момент, коли канали 1 і 9 відкриті, канали 3 і11 закриті. Тому свіжий пар з котла по каналу1 надходить в ліву порожнину циліндра і своїм тиском переміщує поршень вправо; в цей час відпрацьована пара по каналу 9 з правої порожнини циліндра видаляється. При крайньому правому положенні поршня канали1 і9 закриті, а 3 для впуску свіжого пара і 11 для випуску відпрацьованої пари відкриті, внаслідок чого поршень переміститься вліво. При крайньому лівому положенні поршня відкриваються канали1 і 9 і закриваються канали 3 і 11 і процес повторюється. Таким чином, створюється прямолінійний зворотно-поступальний рух поршня.
Для перетворення цього руху в обертальний застосовується так званий кривошипно-шатунний механізм. Він складається з поршневого штока- 4, з'єднаного одним кінцем з поршнем, а іншим шарнірно, за допомогою повзуна (крейцкопфа) 5, ковзаючого між напрямними паралелями, з шатуном 6, який передає рух, на корінний вал 7 через його коліно або кривошип 8.
Величина крутного моменту на корінному валу не є постійною. Справді, силуР , Спрямовану уздовж штока (фіг. 2), можна розкласти на дві складові:До , Спрямовану уздовж шатуна, іN , перпендикулярну до площини напрямних паралелей. Сила N не робить ніякого впливу на рух, а тільки притискає повзун до напрямних паралелей. силаДо передається вздовж шатуна і діє на кривошип. Тут її знову можна розкласти на дві складові: силуZ , Спрямовану по радіусу кривошипа і притискає вал до підшипників, і силуТ , Перпендикулярну до кривошипа і викликає обертання валу. Величина сили Т визначиться з розгляду трикутника AKZ. Так як кут ZAK =? +?, То
Т = К sin (? + ?).
Але з трикутника ОКР сила
K = P / cos ?
тому
T = Psin ( ? + ?) / cos ? ,
При роботі машини за один оборот валу кути? і? і силаР безперервно змінюються, а тому величина крутить (тангенциальной) силиТ також змінна. Щоб створити рівномірне обертання корінного вала протягом одного обороту, на нього насаджують важке колесо-маховик, за рахунок інерції якого підтримується постійна кутова швидкість обертання валу. У ті моменти, коли силаТ зростає, вона не може відразу ж збільшити швидкість обертання валу, поки не прискориться рух маховика, чого не відбувається миттєво, так як маховик володіє великою масою. У ті моменти, коли робота, вироблена крутить силоюТ , Стає менше роботи сил опору, що створюються споживачем, маховик знову-таки в силу своєї інерції не може відразу зменшити свою швидкість і, віддаючи отриману при своєму розгоні енергію, допомагає поршню долати навантаження.
При крайніх положеннях поршня кути? +? = 0, тому sin (? +?) = 0 і, отже, Т = 0. Так як вращающее зусилля в цих положеннях відсутня, то, якщо машина була б без маховика, сну повинна була б зупинитися. Ці крайні положення поршня називаються мертвими положеннями або мертвими точками. Через них кривошип переходить також за рахунок інерції маховика.
При мертвих положеннях поршень не доводиться до зіткнення з кришками циліндра, між поршнем і кришкою залишається так зване шкідливий простір. В обсяг шкідливого простору включається також обсяг парових каналів від органів паророзподілу до циліндра.
ходом поршняS називається шлях, прохідний поршнем при переміщенні з одного крайнього положення в інше. Якщо відстань від центру корінного вала до центру пальця кривошипа - радіус кривошипа - позначити через R, то S = 2R.
Робочим об'ємом циліндра V h називається обсяг, описуваний поршнем.
Зазвичай парові машини бувають подвійного (двостороннього) дії (див. Фіг. 1). Маємо приклади застосування машини односторонньої дії, в яких пар тисне на поршень тільки з боку кришки; інша сторона циліндра в таких машинах залишається відкритою.
Залежно від тиску, з яким пар залишає циліндр, машини поділяються на вихлопні е, якщо пара виходить в атмосферу, конденсаційні, якщо пара виходить в конденсатор (холодильник, де підтримується знижений тиск), і тепло тифікаційний, у яких відпрацював в машині пар використовується для будь-яких цілей (опалення, сушка та ін.)
12 квітня 1933 р Вільям Беслер стартував з муніципального аеродрому міста Окленд в Каліфорнії на літаку з паровим двигуном.
Газети написали:
«Зліт був нормальним у всіх відносинах, за винятком відсутності шуму. Фактично, коли літак вже відокремився від землі, спостерігачам здавалося, що він не набрав ще достатньої швидкості. На повній потужності шум був помітний не більше, ніж при плануючому літаку. Можна було чути тільки свист повітря. При роботі на повному парі гвинт виробляв тільки невеликий шум. Можна було розрізняти через шум гвинта звук полум'я ... 
Коли літак йшов на посадку і перетинав кордон поля, то гвинт зупинявся і пускався повільно в зворотну сторону за допомогою переказу реверсу і подальшого малого відкривання дроселя. Навіть при дуже повільному зворотному обертанні гвинта зниження помітно ставало крутіше. Негайно після торкання землі пілот давав повний задній хід, який разом з гальмами швидко зупиняв машину. Короткий пробіг особливо був помітний в цьому випадку, так як під час випробування була безвітряна погода, і зазвичай пробіг при посадці досягав декількох сот футів ».
На початку XX століття рекорди висоти, досягнутої літаками, ставилися мало не щороку: 
Стратосфера обіцяла чималі вигоди для польоту: менший опір повітря, сталість вітрів, відсутність хмарності, скритність, недосяжність для ППО. Але як злетіти на висоту, наприклад, 20 кілометрів?
Потужність [бензинового] мотора падає швидше, ніж щільність повітря. 
На висоті 7000 м потужність мотора зменшується майже в три рази. З метою підвищення висотних якостей літаків ще в кінці імперіалістичної війни робилися спроби застосовувати наддув, в період 1924-1929 рр. нагнітачі ще більше впроваджуються у виробництво. Однак забезпечити збереження потужності двигуна внутрішнього згоряння на висотах понад 10 км стає все важче.
Прагнучи підняти «межа висоти», конструктори всіх країн все частіше і частіше звертають свої погляди на парову машину, що має ряд переваг в якості висотного двигуна. Окремі країни, як, наприклад, Німеччину, штовхнули на цей шлях і стратегічні міркування, а саме - необхідність на випадок великої війни домогтися незалежності від привізною нафти.
За останні роки були зроблені численні спроби встановити паровий двигун на літак. Швидке зростання авіаційної промисловості напередодні кризи і монопольні ціни на її продукцію дозволили не поспішати з реалізацією досвідчених робіт і накопичених винаходів. Ці спроби, які взяли особливого розмаху в період економічної кризи 1929-1933 рр. і настала потім депресії - не випадкове явище для капіталізму. У пресі, особливо в Америці і Франції, часто кидалися закиди великим концернам про наявність у них угод про штучну затримку реалізації нових винаходів.
Намітилися два напрямки. Одне представлено в Америці Беслер, що встановив на літак звичайну поршневу машину, інше ж обумовлено застосуванням турбіни в якості авіаційного двигуна і пов'язано, головним чином, з роботами німецьких конструкторів.
Брати Беслер взяли за основу поршневу парову машину Добло для автомобіля і встановили її на біплан Тревел-Ер [Визначення їх демонстраційного польоту наведено на початку поста].
Відео того польоту:
Машина забезпечена реверсивним механізмом, за допомогою якого можна легко і швидко змінювати напрямок обертання валу машини не тільки в польоті, але і при посадці літака. Двигун крім пропелера надає руху через сполучну муфту вентилятор, що нагнітає повітря в пальник. При старті користуються невеликим електричним моторчиком. 
Машина розвивала потужність в 90 л.с., але в умовах відомої форсування котла її потужність можна довести до 135 л. с.
Тиск пара в казані 125 aт. Температура пара підтримувалася близько 400-430 °. З метою максимальної автоматизації роботи котла був застосований нормалізатор або прилад, допомогою якого вода впорскувалася під відомим тиском в перегрівник, як тільки температура пара перевищувала 400 °. Котел був забезпечений живильним насосом і паровим приводом, а також первинним і вторинним підігрівниками живильної води, що обігріваються відпрацьованою парою. 
На літаку були встановлені два конденсатора. Більш потужний перероблений з радіатора мотора ОХ-5 і встановлений зверху фюзеляжу. Менш потужний зроблений з конденсатора парового автомобіля Добло і розташований під фюзеляжем. Продуктивність конденсаторів, як стверджували у пресі, виявилася недостатньою для роботи парової машини на повному дроселі без випуску в атмосферу «і приблизно відповідала 90% крейсерській потужності». Досліди показали, що при витраті 152 л пального необхідно було мати 38 л води.
Загальна вага парової установки літака становив 4,5 кг на 1 л. с. У порівнянні з мотором ОХ-5, які працювали на цьому літаку, це давало зайву вагу в 300 фунтів (136 кг). Не підлягає сумніву, що вага всієї установки міг бути значно знижений при полегшенні деталей двигуна і конденсаторів.
Паливом служив газойль. У пресі стверджували, що «між включенням запалювання і пуском на повний хід пройшло не більше 5 хв.».
Інший напрямок у розвитку паросилова установки для авіації пов'язано з використанням парової турбіни в якості двигуна.
У 1932-1934 рр. в іноземну друк проникли відомості про сконструйованої в Німеччині на електрозаводу Клінганберга оригінальної паровій турбіні для літака. Автором її називали головного інженера цього заводу Хютнера.
Пароутворювач і турбіна разом з конденсатором тут були об'єднані в один обертається агрегат, який має загальний корпус. Хютнер зауважує: «Двигун являє силову установку, відмінна риса якої полягає в тому, що обертається генератор пара утворює одне конструктивне і експлоатаціонное ціле з обертається в протилежному напрямку турбіною і конденсатором».
Основною частиною турбіни є обертовий котел, утворений з цілого ряду V-образних трубок, причому одне коліно цих трубок пов'язане з колектором для живильної води, інше - з Парозбірники. Котел показаний на фіг. 143. 
Трубки розташовані радіально навколо осі і обертаються зі швидкістю в 3000-5000 об / хв. Надходить в трубки вода спрямовується під дією відцентрової сили в ліві гілки V-образних трубок, праве коліно яких виконує роль генератора пара. Ліве коліно трубок має ребра, що нагріваються полум'ям від форсунок. Вода, проходячи повз цих ребер, перетворюється в пар, причому під дією відцентрових сил, що виникають при обертанні котла, відбувається підвищення тиску пари. Тиск регулюється автоматично. Різниця щільності в обох гілках трубок (пар і вода) дає змінну різницю рівнів, що є функцією відцентрової сили, а отже, і швидкості обертання. Схема такого агрегату показана на фіг. 144. 
Особливістю конструкції котла є розташування трубок, при якому під час обертання створюється розрідження в камері згоряння, і таким чином котел виконує як би роль всмоктувального вентилятора. Таким чином, як стверджує Хютнер, «обертанням котла обумовлюються одночасно і харчування його, і рух гарячих газів, і рух води, що охолоджує». 
Пуск турбіни в хід вимагає всього 30 сек. Хютнер розраховував отримати к. П. Д. Котла 88% і до. П. Д. Турбіни 80%. Турбіна і котел потребують для запуску в пускових моторах.
У 1934 р в пресі промайнуло повідомлення про розробку проекту великого літака в Німеччині, обладнаного турбіною з обертовим котлом. Два роки по тому у французькій пресі стверджували, що в умовах великої засекреченість військовим відомством в Німеччині побудований спеціальний літак. Для нього сконструйована паросилова установка системи Хютнера потужністю в 2500 л. с. Довжина літака 22 м, розмах крил 32 м, польотний вага (приблизний) 14 т, абсолютний стелю літака 14000 м, швидкість польоту на висоті в 10000 м - 420 км / год, підйом на висоту 10 км - 30 хвилин.
Цілком можливо, що ці повідомлення в пресі значно перебільшені, але безсумнівно, що німецькі конструктори працюють над цією проблемою, і майбутня війна може тут принести несподівані сюрпризи.
У чому ж полягає перевага турбіни перед двигуном внутрішнього згоряння?
1. Відсутність зворотно-поступального руху при високих швидкостях обертання дозволяє зробити турбіну досить компактною і менших розмірів, ніж сучасні потужні авіаційні мотори.
2. Важливою перевагою є також відносна безшумність роботи парового двигуна, що важливо як з точки зору військової, так і в сенсі можливості полегшення літака за рахунок звукоизолирующего обладнання на пасажирських літаках.
3. Парова турбіна, не в приклад моторам внутрішнього згоряння, майже не допускає перевантаження, може бути перегружаема на короткий період до 100% при постійній швидкості. Ця перевага турбіни дає можливість зменшити довжину розбігу літака і полегшує його підйом в повітря.
4. Простота конструкції і відсутність великої кількості рухомих і спрацьовує деталей становлять також важливу перевагу турбіни, роблячи її більш надійною і довговічною у порівнянні з двигунами внутрішнього згоряння.
5. Суттєве значення має також відсутність на паровій установці магнето, на роботу якого можна впливати за допомогою радіохвиль.
6. Можливість використовувати важке паливо (нафта, мазут) крім економічних переваг обумовлює велику безпеку парового двигуна в пожежному відношенні. Створюється до того ж можливість теплофіціровать літак.
7. Головна ж перевага парового двигуна полягає в збереженні його номінальної потужності з підйомом на висоту.
Одне із заперечень проти парового двигуна виходить, головним чином, від аеродинаміків і зводиться до розмірів і можливостям охолодження конденсатора. Дійсно, паровий конденсатор має поверхню в 5-6 разів більшу, ніж водяний радіатор двигуна внутрішнього згоряння.
Ось чому, прагнучи знизити лобове опір такого конденсатора, конструктори прийшли до розміщення конденсатора безпосередньо по поверхні крил у вигляді суцільного ряду трубок, наступних точно контуру і профілем крила. Крім додання значною жорсткості це зменшить і небезпека обмерзання літака.
Є, звичайно, ще цілий ряд інших технічних труднощів в визискування турбіни на літаку.
- Невідомо поведінку форсунки на великих висотах.
- Для зміни швидкої навантаження турбіни, що є однією з умов роботи авіаційного двигуна, необхідно мати або запас води, або паросборник.
- Відомі труднощі представляє і розробка хорошого автоматичного пристрою для регулювання турбіни.
- Неясно також і гіроскопічні дію швидко обертається турбіни на літаку.
Все-таки досягнуті успіхи дають підстави сподіватися, що найближчим часом парова силова установка знайде своє місце в сучасному повітряному флоті, особливо на транспортних комерційних літаках, а також на великих дирижаблях. Найважче в цій області вже зроблено, і практики-інженери зуміють добитися кінцевого успіху.
Приводом для побудови цього агрегату послужила безглузда ідея: "а чи можна побудувати паровий двигун без верстатів та інструментів, використовуючи тільки деталі, які можна купити в магазині" і зробити все своїми руками. В результаті з'явилася така ось конструкція. Вся збірка і настройка зайняла менше години. Хоча на конструювання і підбір деталей пішло півроку.
Велика частина конструкції складається з водопровідної арматури. Під кінець епопеї питання продавців господарських та інших магазинів: "можу я вам допомогти" і "а вам для чого", реально дратували.
І так збираємо підставу. Спершу основний поперечний елемент. Тут використовуються трійники, бочата, куточки на підлогу дюйма. Всі елементи я кріпив за допомогою герметика. Це для того, що б було легше з'єднувати і роз'єднувати їх руками. Але для фінішної зборки краще використовувати сантехнічну стрічку. 
Потім поздовжні елементи. До них будуть кріпиться паровий котел, золотник, паровий циліндр і маховик. Тут все елементи так само на 1/2 ". 
Потім робимо стійки. На фото, зліва на право: стійка для парового котла, далі стійка для парораспределяющего механізму, потім стійка для маховика, і нарешті держатель для парового циліндра. Тримач маховика виготовляється з трійника на 3/4 "(зовнішня різьба). До нього ідеально підходять підшипники з ремкомплекта для роликових ковзанів. Підшипники утримуються стягнутий гайкою. Такі гайки можна знайти окремо або взяти від трійника для металопластикових труб. Цей трійник на фото в нижньому правому куті (в конструкції не використовується). в якості власника парового циліндра теж використовується трійник на 3/4 ", тільки різьблення вся внутрішня. Для кріплення елементів 3/4 "до 1/2" використовуються перехідники. 
Збираємо котел. Для котла використовується труба на 1 ". Знайшов б / у на ринку. Забігаючи в перед, хочу сказати, що котел вийшов дрібнуватий і не дає достатньої кількості пара. З таким котлом двигун працює дуже мляво. Але працює. Три деталі з права це: заглушка, перехідник 1 "-1/2" і зганяння. Сгон вставляється в перехідник і закривається заглушкою. Таким чином котел стає герметичним. 
Таким котел вийшов спочатку. 
Але сухопарник виявився не достатньої висоти. Вода потрапляла в паропровід. Довелося ставити додатковий бочонок на 1/2 "через перехідник. 
Це пальник. Чотирма постами раніше був матеріал "Саморобна масляна лампа з труб". Спочатку пальник була задумана саме такий. Але не знайшлося відповідного палива. Масло для ламп і гас сильно коптять. Потрібен спирт. Так що поки зробив просто утримувач для сухого пального. 
Це дуже важлива деталь. Парораспределітель або золотник. Ця штука направляє пар в робочий циліндр при робочому ході. При зворотному ході поршня подача пара перекривається і йде скидання. Золотник робиться з хрестовини для металопластикових труб. Один з кінців потрібно заліпити епоксидної мастикою. Цим кінцем він буде кріпиться до стійки через перехідник. 
А зараз найголовніша деталь. Від неї залежатиме двигун почне чи ні. Це робочий поршень і клапан золотника. Тут використовуються шпилька М4 (продаються у відділах меблевої фурнітури, простіше знайти одну довгу і відпиляти потрібну довжину), металеві шайби і повстяні шайби. Повстяні шайби використовуються для кріплення стекол і дзеркал з іншого фурнітурою. 
Повсть не найкращий матеріал. Він дає не достатню герметичність, а опір ходу - істотне. Надалі вдалося позбутися повсті. Для цього ідеально підійшли не зовсім стандартні шайби: М4х15 - для поршня і М4х8 - для клапана. Ці шайби потрібно максимально щільно, через сантехнічну стрічку, посадити на шпильку і тієї ж стрічкою з верху намотати 2-3 шари. Потім ретельно притертися з водою в циліндрі і золотнику. Фотографію модернізованого поршня не зробив. Лінь розбирати. 
Це власне циліндр. Виготовляється з барильця 1/2 ". Двома стяжними гайками він кріпиться всередині трійника 3/4". З однієї зі сторін, з максимальним ущільненням, наглухо кріпиться штуцер. 
Тепер маховик. Маховик робиться з млинця для гантелі. У центральний отвір вставляється стопка з шайб, а в центр шайб поміщається маленький циліндр з ремкомплекта для роликових ковзанів. Все кріпиться на герметику. Для власника водила ідеально підійшла вішалка для меблів і картин. Схожа на замкову щілину. Все збирається в тій послідовності, що на фото. Гвинт і гайка - М8. 
Маховиків у нас в конструкції - два. Між ними повинна бути жорстка зв'язок. Цей зв'язок забезпечується стягнутий гайкою. Всі з'єднання закріплюються лаком для нігтів. 
Ці два маховика здаються однаковими, проте один буде з'єднаний з поршнем, а інший з клапаном золотника. Відповідно водило, у вигляді гвинта М3, кріпиться на різних відстанях від центру. Для поршня водило розташовується далі від центру, для клапана - ближче до центру. 
Тепер робимо привід клапана і поршня. Для клапана ідеально підійшла сполучна пластина для меблів. 
Для поршня в якості важеля використовується накладка віконного замка. Підійшла як рідна. Вічна слава тому, хто винайшов метричну систему. 
Приводи в зборі. 
Всі встановлюється на двигун. Різьбові з'єднання закріплюються лаком. Це привід поршня. 
Привід клапана. Зверніть увагу, положення водила поршня і клапана відрізняються на 90 градусів. Залежно від того в яку сторону водило клапана випереджає водило поршня, буде залежати в який бік буде обертатися маховик. 
Тепер залишилося підключити трубки. Це силіконові шланги для акваріума. Всі шланги необхідно закріпити дротом або хомутами.
Потрібно зауважити що тут не передбачений запобіжний клапан. Тому слід дотримуватися максимальної обережності. 
Вуаля. Заливаємо воду. Підпалюємо. Чекаємо коли закипить вода. Під час розігріву клапан повинен бути в положенні закрито. 
Весь процес складання і результат на відео.