Джеймс Уатт — шотландский ученый, изобретатель паровой машины

Жизненный путь

Джеймс Уатт родился 19 января 1736 года в Шотландии, в Гриноке близ Глазго. Отец отправил его в Лондон, чтобы Джеймс обучился слесарному делу. За один год он освоил программу, рассчитанную на 7 лет, и, вернувшись на родину, стал работать механиком в университете Глазго. Познакомившись с физиками Дж. Блэком и Дж. Робинсоном, Уатт принимал участие в проводимых ими экспериментах по определению теплоты парообразования. В то время было очень популярно создавать паровые машины, среди которых к тому времени существовали «огневая машина» француза Д. Папена, паровой водоподъемник Т. Севери, пароатмосферная машина Т. Ньюкомена. Уатт приступает к совершенствованию паровой машины.

Картинки по запросу Джеймс Уатт

Джеймс Уатт впервые сумел добиться того, чтобы пар не охлаждался внутри цилиндра, в противном случае образовывался конденсат, и эффективность машины падала. В машине Уатта применялось избыточное давление пара, это улучшало экономичность и снижало габариты установки (эта особенность была запатентована в 1768 году). Работы инженера заинтересовали фабриканта Мэтью Болтона, владевшего металлообрабатывающим заводом в местечке Сохо близ Бирмингема, и он заключает с Уаттом соглашение о партнерстве. В 1782 году Уатт создает первую паровую машину двойного действия. Болтону принадлежала идея измерять мощность двигателя в лошадиных силах, а по имени Уатта была названа единица мощности – Ватт. Фирма «Болтон и Уатт» до конца века была монополистом в Англии по производству паровых машин.

Картинки по запросу Джеймс Уатт

Паровая машина Уатта сыграла большую роль в промышленном перевороте и переходе к машинному производству. Кроме того, Уатту принадлежат и другие изобретения и открытия: ртутный манометр, водомерное стекло в котлах, копировальные чернила, индикатор давления. Умер Джеймс Уатт 19 августа 1819 года в Хитфилде близ Бирмингема (Англия).

Картинки по запросу Джеймс Уатт

Роль паровой машины в развитии экономики

Рассмотрим историю одного изобретения — парового двигателя, чтобы проследить, как инновации трансформировали не только заводские процессы. Впервые изобретенный в 1712 г. Томасом Ньюкоменом, паровой двигатель был громоздкой, неповоротливой и неэффективной машиной. Он, хотя и потреблял непомерно много топлива, все же знаменовал собой прорыв, позволивший использовать уголь, ранее применявшийся лишь в качестве источника тепла, для создания механического движения. За последующие 75 лет паровые двигатели повысили производительность в горной промышленности и кузнечном деле, но почти не использовались на фабриках, поскольку были слишком слабыми и неэффективными, чтобы заменить водоподъемные колеса. Затем в 1770‑х гг. Джеймс Уатт усовершенствовал основной паровой двигатель, сделав его гораздо более эффективным и способным обеспечивать непрерывное и равномерное вращательное движение. Двигатель Уатта стал (в буквальном смысле) основной движущей силой британских фабрик в XIX в. Затем, начиная с 1830‑х гг., появились новые усовершенствованные двигатели высокого давления. Более легкие и мощные, эти новые двигатели использовались не только на заводах, но и на железных дорогах, при морских перевозках, в горной промышленности, на военных судах и сельскохозяйственном и строительном оборудовании. Иными словами, паровой двигатель не был просто одиночным изолированным изобретением, а его влияние не ограничивалось одними лишь фабриками. Скорее, способы использования парового двигателя беспрестанно множились и изменялись на протяжении двух столетий с 1712 по 1900 г., а фабрики были лишь одним из мест, в которых изобретение Уатта способствовало изменениям в экономике.

Картинки по запросу Джеймс Уатт

Важно понять, что на самом деле было революционным, а что — постепенным приспособлением паровых двигателей в промышленности и транспорте. По своей сути паровой двигатель был уникальным прорывом в человеческой истории, почти столь же важным, что и открытие огня. До паровых двигателей люди полагались на ветер, воду и мускульную силу во всех делах, требовавших механической энергии. Сжигание угля или древесины давало тепло, но было бесполезно при передвижения предметов. Паровой двигатель позволил использовать сжигание древесины или угля для создания механического движения — тем самым он необычайно расширил число полезных действий, которые люди могли совершать с помощью огня. Огонь был теперь не только источником тепла и света, но и механической энергии для откачивания воды, подъема тяжелых грузов, перемещения товаров по суше и по воде и работы фабричного оборудования.

Картинки по запросу Джеймс Уатт

Использование парового двигателя в угольных шахтах способствовало резкому увеличению добычи угля по низким ценам, а наличие дешевого угля для топлива способствовало распространению применения паровых двигателей во всех областях экономики, так что энергия от угля могла использоваться во всех видах механических процессов. Таким образом, сочетание паровых двигателей и угольной энергии позволило сломать все существовавшие барьеры, стоявшие на пути потребления энергии в обществах прошлого. Выдающийся экономист Э. А. Ригли назвал эту перемену переходом от органической экономики (в которой вся энергия добывалась с помощью ветра, воды и живых существ) к неорганической (в которой источники энергии стали по большей части неорганическими, главным образом уголь, но также нефть и газ). Это был одним из величайших переходов в человеческой истории.

Картинки по запросу Джеймс Уатт

Но хотя освоение паровой тяги оказалось революционным по своему воздействию, оно не было одномоментным, внезапным событием. Точнее говоря, все больше энергоресурсов постепенно становилось доступно по мере усовершенствования парового двигателя и его применения во все большем числе видов деятельности; и подобное развитие заняло почти два столетия! Короче говоря, когда мы сегодня оглядываемся назад и сравниваем использование паровых двигателей (а также поездов и пароходов) и выпуск таких товаров, как хлопчатобумажная ткань, железо и уголь, производившихся с помощью паровых двигателей, в 1900 г. с тем, что было в 1700 г., мы видим, что промышленная революция ошеломляет своим размахом и глубиной воздействия. Однако для людей, живших в XVII–XVIII вв., когда эти изменения только начали происходить, их прогресс был настолько медленным, что практически не ощущался большинством населения.

Картинки по запросу Джеймс Уатт

 

Точно так же, как паровой двигатель использовался не только на заводах, но и в горной промышленности, на транспорте и в сельском хозяйстве, огромное число других инноваций, революционизировавших экономическую жизнь, происходило в областях, не имевших ничего общего с фабриками. Вот лишь несколько примеров: процесс перекладки дорожного покрытия щебнем невероятно увеличил скорость и безопасность передвижения на гужевом транспорте. Использование железа при строительстве мостов и каналов открыло новые перспективы для дорожного строительства и судоходства. Изобретение телеграфа изменило скорость связи в XIX в. Все эти перемены связали Британию воедино и позволили ей наладить новые связи с остальным миром, сделав передвижение товаров и посланий более быстрым и дешевым.

Картинки по запросу Джеймс Уатт

Таким образом, появление промышленных заводов было лишь частью масштабных изменений в процессах и технологиях, преобразивших экономическую жизнь в течение двух столетий после 1700 г.

Картинки по запросу Джеймс Уатт