Как изучали работу паровой машины в XIX веке?
Одним из важнейших шагов на пути к появлению железных дорог стало появление паровых двигателей. Первые опыты по их созданию относятся к XVII веку. Тогда английские изобретатели Дени Папен и Томас Севери пытались использовать силу пара для движения механизмов, однако их устройства оказались маломощными и ненадёжными.
Настоящий успех пришёл в начале XVIII века, когда Томас Ньюкомен создал так называемую атмосферную машину. В её цилиндр подавался пар, затем он охлаждался и превращался в вакуум, из-за чего поршень под действием атмосферного давления опускался вниз. Эти машины широко применялись для откачки воды из шахт и стали первым реально используемым типом паровых двигателей.
Несмотря на простоту и низкий коэффициент полезного действия ранних установок, именно они сыграли ключевую роль: их опыт показал возможности использования пара в технике и подготовил почву для дальнейших открытий. На их основе Джеймс Уатт, шотландский инженер, изобретатель-механик смог создать универсальную паровую машину двойного действия. Изобретение Уатта запустило процесс промышленной революции в Англии, а затем и во всём мире. Изучали паровую машину и в России.
Но как объяснить принцип её работы студентам XIX века, когда ещё не существовало видеоуроков? Для этого создавались специальные действующие модели, наглядно демонстрирующие принцип действия и движение всех деталей.
В фондах нашего музея зафиксирован в документах факт передачи в 1831 году вв модели паровой машины Джеймса Уатта в Институт корпуса инженеров путей сообщения. Мы предполагаем, что речь идёт о кинематической схеме, ныне представленной в одном из залов. В книге учёта фондов музея 1939 года она описана так: «Это была объёмная металлическая модель действующей паровой машины Уатта в стеклянном футляре».
Модель использовали в качестве учебного пособия для студентов Института корпуса инженеров путей сообщения (ныне ПГУПС). Поворачивая боковую рукоятку, учащиеся могли наблюдать согласованную работу всех деталей — от движения поршня в цилиндре до вращения маховика.
Что интересно, описание экспоната сохранилось в Первом музейном каталоге «Описание моделей музеума института Корпуса инженеров путей сообщения». Этот труд был издан в июле 1862 года специально к открытию музея для широкой публики, которое состоялось осенью того же года.
Автор каталога, капитан корпуса инженеров путей сообщения Николай Михайлович Соколов, писал о модели: «Эта остроумная модель даёт возможность изучать осязательно, относительные движения частей машины Уатта. Если вертеть ручку, находящуюся при модели, то способ действия пара и движение частей машины можно весьма легко сообразить, — здесь вся кажущаяся сбивчивость механизма совершенно уничтожается, и зависимость движения одной части от другой вполне уясняются».
Сегодня эта модель позволяет посетителям музея наглядно понять принцип работы паровой машины: пар через золотник попеременно поступает то сверху, то снизу поршня, заставляя его двигаться возвратно-поступательно. Благодаря кривошипно-шатунному механизму это движение превращается во вращение колеса.
Именно такие двигатели изначально использовались для работы насосов в шахтах и на предприятиях, а позднее стали основой железнодорожных мастерских и первых паровозов.
