Когда изобретен паровой двигатель

Паровые установки для выработки электро- и тепловой энергии

Исторически под паровой машиной понимали работающий на водяном паре тепловой двигатель поршневого типа, а когда были изобретены паровые турбины, подобные двигатели часто стали называть турбомашинами.

Дешевые виды местного твердого топлива из биомассы (дрова, древесные пеллеты, брикеты, щепа, опилки) используются для генерации электроэнергии или когенерации, для чего разработаны несколько технологий. Основные:

• газификация — получение низкокалорийного горючего (генераторного) газа с его последующим использованием в газопоршневом двигателе, приводящем в действие электрогенератор;
• сжигание твердого топлива в паровом котле и использование полученного пара для работы паровой турбины;
• сжигание твердого топлива в паровом котле и использование пара для работы поршневого парового двигателя (классической паровой машины или парового поршневого двигателя).

Паровой двигатель Spilling

Газовый детандер Spilling

Главным достоинством современных паровых поршневых двигателей (машин) по сравнению с маломощными (особенно одноступенчатыми) паровыми турбинами является меньший удельный расход пара при равных параметрах давления и температуры пара на входе и выходе и при одинаковой мощности паровой машины и паровой турбины. К плюсам классических паровых машин также надо отнести, по сути, постоянный удельный расход пара при изменении нагрузки в широких пределах (в отличие от двигателей внутреннего сгорания — ДВС) при постоянной частоте вращения (работе на синхронный электрогенератор).

А теперь сравним паропоршневые установки (ППУ) с газопоршневыми (ГПУ). Для работы ГПУ в качестве топлива используется не только природный газ, но и с недавнего времени биогаз и генераторный газ, полученный в результате газификации биомассы. При работе классического поршневого двигателя на генераторном газе мощность двигателя падает до 60%. Но если сравнивать с классической паровой машиной, для работы которой используется водяной пар, то, согласно термодинамическому циклу Карно, его экономичность выше за счет того, что температура продуктов сгорания в ГПУ выше температуры пара, ограниченной теплостойкостью материалов парового котла. Однако при работе ГПУ горючий газ высокой температуры необходимо охлаждать перед подачей в цилиндр газопоршневого двигателя, а это приводит к сбросу во внешнюю среду около 20% теплоты сгорания твердого топлива и делает ГПУ неконкурентоспособным классической паровой машине. Принципиальным отличием паропоршневых двигателей от газопоршневых является наличие у первых накопителя энергии — парогенератора (парового котла), который играет роль пароводяного аккумулятора. Большое значение имеет и стабильность рабочего тела (пара). Отсюда следует, что кратковременные остановки котла не приведут к немедленной остановке самой паровой машины. Чего не скажешь о газопоршневом двигателе, в котором при загрузке газогенератора топливом возможно изменение состава газа, а это может привести к остановке двигателя. Существенное преимущество паровых двигателей заключается также в том, что для работы специализированных паровых котлов можно использовать биомассу (щепу или дрова) естественной влажности, а для газогенераторных установок влажность сырья, как правило, не должна превышать 20%. К тому же ГПУ требует более тщательного ухода, в отличие от паропоршневого двигателя. Преимуществами ППУ перед ГПУ и ДВС являются высокая выносливость и долговечность, простота обслуживания и ремонта и возможность работы, по сути, на любом виде дешевого местного твердого топлива. Последнее условие важно, потому что обеспечивает возможность широкого использования топливных ресурсов на местах и независимость от привозного топлива (к примеру, от топлива так называемого северного завоза в России).

Выше мы сравнивали паровые машины с газопоршневыми двигателями, которые работают на газифицированной биомассе. Понятно, что при работе ГПУ на природном газе при генерации только электроэнергии их преимущество неоспоримо. Однако при когенерации расклад не в пользу ГПУ; утилизировать тепловую энергию выхлопных газов значительно сложнее, чем тепловую энергию выхлопа паровой машины, т. к. коэффициент теплоотдачи конденсирующегося пара в теплообменнике в десятки раз выше коэффициента выхлопного газа ГПУ. Паровая машина экологичнее за счет меньшего объема выбросов NO и CO. Работающие паровые двигатели замкнутого цикла менее шумные, чем ГПУ и ДВС. Паровая машина вполне может конкурировать и с паровой турбиной мощностью 1000-2500 л. с. Конечно, по размерам и весу паровые машины больше в сравнении и превосходят паровые турбины, но за счет меньшей частоты вращения вала ППУ нет необходимости устанавливать редуктор. Ведутся и разработки компактных поршневых паровых двигателей. Например, компания из США Cyclone Power Technologies Inc. разработала паропоршневой двигатель со звездообразным расположением цилиндров мощностью 75 кВт, КПД 31,5% — по аналогии с бензиновыми авиационными моторами, которые используются до сих пор на труженике советской и российской авиации — знаменитом биплане Ан-2.

Использование паровых машин

За рубежом в малой энергетике (мини-ТЭС) вместо малых паровых турбин успешно используются паровые машины, или, как сегодня принято говорить, паропоршневые (паровые) моторы или двигатели. Основной отличительный признак паропоршневых моторов от паровых машин — иной тип парораспределения. Паропоршневые моторы предназначены для работы с однократным расширением пара: пар из котла поступает параллельно во все цилиндры, подобно тому как поступает топливно-воздушная смесь в цилиндры ДВС. А в классических паровых машинах пар проходит через все цилиндры последовательно и расширяется многократно.

Мировую известность получили немецкие паровые моторы фирмы Spilling. Это одноступенчатые поршневые паровые машины противодавленческого типа с системой золотникового расширения пара, отличающиеся от других современных паровых машин, которые работают по многоступенчатому принципу. К сожалению, у модельного ряда паровых машин Spilling очень узкий диапазон мощности: от 100 кВт до 1,2 мВт. Но ресурс у них довольно большой, и в последние годы компания-производитель предлагает их на российском рынке для установки на мини-ТЭС, работающих на биотопливе, на производствах, где есть возможность и необходимость редуцирования пара с расходом от 2,5 т/ч и на установках для утилизации отходов (ТБО, ТКО и др.). Компания Spilling поставляет паропоршневой двигатель в сборе с электрогенератором как готовый к работе агрегат с системой управления, автоматизации и программным обеспечением. Такой двигатель может также работать на природном газе либо биогазе в качестве детандера. Стоимость 1 кВт установочной электрической мощности при расчетах можно принять от 1500 евро FCA. Основные технические данные паропоршневых двигателей Spilling: электрическая мощность 100-1200 кВт; частота вращения — 750, 900 и 1000 об/мин; давление пара на входе — 4-60 бар, на выхлопе — 0,2-15 бар; температура насыщения пара — до 480°С. Для многих двигателей Spilling в качестве топлива используют биомассу, в первую очередь древесную. Например, на одном из деревообрабатывающих предприятий в Африке установлен трехцилиндровый одноступенчатый паропоршневой двигатель Spilling электрической мощностью 437 кВт с давлением пара на входе 9 бар и на выхлопе 0,5 бар. Отходящий пар используется для обеспечения работы сушильной камеры. После ввода в эксплуатацию этого двигателя предприятие обеспечило себя дешевой электро- и тепловой энергией и, что особенно важно, обрело независимость от поставок электроэнергии из общей сети.

В числе других европейских производителей паропоршневых двигателей можно назвать чешскую компанию Tenza s. a., которая предлагает паровые двигатели мощностью от 10 до 120 кВт, и шведскую компанию Energiprojekt i Sverige AB, которая производит паровые двигатели мощностью от 500 до 1000 кВт с давлением пара на входе 30-60 бар и с заявленным КПД 25-30% (машины работают по термодинамическому циклу Ренкина с регенерацией и полезным использованием теплоты конденсации пара). Австрийская компания Foerdertechnik GmbH производит когенерационные паровые машины электрической мощностью 150 и 300 кВт и тепловой — 110 и 220 кВт соответственно, в топках паровых котлов которых можно сжигать биомассу, в частности щепу. Максимальная температура пара — 350°С, давление — 32 бар, паропроизводительность 200 кг/ч. Но стоимость этих машин, конечно, очень высокая — 280 тыс. и 480 тыс. евро. При такой стоимости эти «золотые» машины можно использовать только в некоторых европейских странах (Австрии, ФРГ и др.), где реализуются масштабные программы поддержки и субсидий ВИЭ и гарантируется оплата генерируемой электроэнергии по «зеленому» тарифу в течение продолжительного времени (до 20 лет). Поскольку в России о таких тепличных условиях можно только мечтать, то ориентироваться нужно в первую очередь на отечественных и азиатских (КНР, Тайвань, Вьетнам и др.) производителей и разработчиков оборудования. В мире производят сегодня и так называемые паровинтовые машины, которые в большей степени можно отнести к категории турбин, только ротор у этих машин не с лопатками, как у классических турбин, а в виде винта Архимеда — в основном цилиндрической или конусно-винтовой формы.

Первый отечественный паропоршневой мотор был спроектирован в Московском авиационном институте (МАИ) в 1936 году и предназначался для силовой установки экспериментального самолета. Двигатель работал на перегретом паре с давлением 6 МПа и температурой 380°С и на оборотах до 1800 об/мин.

В современной России нужно выделить научную группу «Промтеплоэнергетика» МАИ, которая предлагает довольно оригинальное решение вопроса экономически целесообразного применения паропоршневых машин в малой и децентрализованной энергетике России. Разработчики предлагают создавать паропоршневые двигатели на базе серийно выпускаемых дизельных поршневых двигателей. В конструкции ДВС сохраняется почти весь механизм газораспределения, который в ППУ становится механизмом парораспределения, также сохраняется кривошипно-шатунный механизм. Подобный подход обеспечивает низкую стоимость парового двигателя, в отличие от зарубежных аналогов, благодаря тому, что в производстве используются серийные автомобильные двигатели и запчасти к ним. Кстати, понятие «паропоршневые двигатели» впервые было введено в 2003 году именно научной группой «Промтеплоэнергетика» МАИ.

Где использовать паровые машины эффективно?

В качестве объектов, энергетическую эффективность которых можно повысить при использовании современных паровых машин, могут выступать:

• промышленные и муниципальные котельные с паровыми котлами (паровая машина для привода электрогенератора);
• паросиловые мини-теплоэлектроцентрали (мини-ТЭЦ), где паровую машину целесообразно устанавливать вместо маломощных паровых лопаточных и винтовых турбин, особенно если электрическая мощность последних до 1,2 МВт и они изготовлены в одноступенчатом варианте или же в многоступенчатом, но без промежуточного отбора пара;
• технологические производственные установки на предприятиях, где по условиям реализации основных процессов выпуска продукции есть возможность с помощью парового котла-утилизатора использовать сбросное тепло (например, в металлургии подобными установками могут выступать крупные сталеплавильные печи, а в стекольной промышленности — печи для варки стекла, на цементных, консервных и маслоэкстракционных, ликероводочных заводах и во многих других отраслях промышленности). Использование для этого технологии ORC (органического цикла Ренкина) — более дорогое решение, учитывая и то, что модули ORC в России не производятся.

Технологические решения для мини-ТЭС — конденсационных мини-электростанций (мини-КЭС) и мини-ТЭЦ — с использованием современных паровых машин принципиально схожи с известными, реализуемыми на паротурбинных мини-ТЭС. Это комбинированное производство электрической и тепловой энергии (когенерация на мини-ТЭЦ, в т. ч. создаваемых на базе котельных с паровыми котлами) либо так называемая тригенерация (см. рис. 1), т. е. выработка одновременно трех видов энергии (электрической, тепловой и холодильной). В качестве холодопроизводящего оборудования при тригенерации на паросиловых мини-ТЭС используются абсорбционные холодильные машины, для работы которых вполне достаточно отработавшего в паровом двигателе водяного пара. Такой вариант значительно экономичнее, чем выработка холода с помощью электрических кондиционеров.

В качестве заключения

Паропоршневые мини-ТЭЦ, работающие на биомассе, энергоэффективнее паротурбинных, газопоршневых (при работе на генераторном газе, полученном путем газификации биомассы) и дизельных. В паропоршневых мини-ТЭЦ удельный расход пара на выработку электроэнергии в 1,3-1,5 раза меньше, чем в паротурбинных мини-ТЭЦ, особенно при мощности 1200-1500 кВт. Современные паровые поршневые машины вполне могут использоваться в децентрализованной энергетике России. Применяя местные альтернативные виды топлива, в основном древесную биомассу, можно успешно заменить во многих регионах дизель-генераторы паровыми машинами (паропоршневыми установками) и дополнительно получать тепловую энергию, в результате отказаться от северных завозов угля и дизтоплива. Применение ППУ может способствовать энергосбережению при эксплуатации технологических и энергетических установок, в частности тех, у которых при работе выделяется сбросное тепло в виде выхлопных или дымовых газов.

Сергей ПЕРЕДЕРИЙ, Германия,
s.perederi@eko-pellethandel.de

В статье использованы некоторые материалы научной группы «Промтеплоэнергетика» МАИ и кафедры «Атомная и тепловая энергетика» Санкт-Петербургского политехнического университета им. Петра Великого

Эй, дубинушка, ухнем!

Через два месяца Ползунов скончался от туберкулеза. Машина проработала еще три месяца, нагнетая воздух в плавильные печи, а затем сломалась.

Как установили впоследствии, причина была самой тривиальной: воду для котла брали без очистки из заводского пруда, и трубки забились илом. Разбираться в отсутствие энтузиаста никто не захотел.

Новая техника пришла в Россию спустя несколько десятилетий, и, «как положено», из Европы.

О Ползунове вспомнили только во второй половине 1940-х годов, когда Сталин велел доказать, что Россия — родина всего на свете.

В 1781 году патент на универсальную паровую машину непрерывного действия получил шотландец Джеймс Уатт. К 1800 году в Англии работала 321 паровая машина. Изобретение Уатта изменило мир, произведя Промышленную революцию, а имя ее создателя сразу же сделалось известно всем.

Подобное повторялось систематически. Многие россияне испытывали своеобразную гордость: да уж, мы такие, блоху подкуем, а печься о презренной пользе — не по-нашему. «Англичанин-мудрец, чтоб работе помочь, изобрел за машиной машину, а наш русский мужик, коль работа невмочь, он затянет родную «Дубину»!

Хорошо забытое старое

Упоминания о первых попытках европейцев воспроизвести греческие паровые машины встречаются уже ближе к XVI веку. (Хотя известен один случай в Реймсе, относящийся к 1120 году, когда профессор местной школы Герберт построил орган, куда нагнетался воздух, предварительно «сжатый путем нагревания воды».)

Тогда, более 400 лет назад, только-только появились первые упоминания об атмосферном давлении, а в европейском научном сообществе шли споры о природе теплоты. Это было время создания термометров и температурных шкал, изучения свойств газов и попыток освоить силу расширения водяного пара. Опытным путем было установлено, что при охлаждении пара в закрытой емкости возникает заметное разрежение (понижение давления), которое тоже можно использовать для совершения механической работы. Когда наконец удалось более-менее разобраться с атмосферным давлением, температурой, некоторыми свойствами газов и получением «вакуума», пришло время перейти от науки к практике.

Самых больших успехов по части применения этих знаний добились англичане. Инженер Сэвери и самоучка Ньюкомен сконструировали тепловую машину для подъема воды из угольных шахт. В их машине пар, получаемый в котле, поступал через клапан в цилиндр, поднимая поршень. Затем клапан закрывали и поливали цилиндр холодной водой, при этом пар конденсировался, возникало разрежение и поршень опускался под действием атмосферного давления. Хотя эти устройства потребляли огромное количество тепла и имели КПД примерно 0,5%, они почти полвека служили на угольных шахтах Корнуэлла и Северной Англии и даже продавались на континент.

Сокращая расходы на топливо

Решение, предложенное Уаттом, заключалось в следующем: надо добавить второй цилиндр, называемый теплообменником, и соединить его с первым. Отработанный пар будет конденсироваться в теплообменнике, а первый цилиндр будет все время оставаться горячим — это сэкономит количество потребляемого топлива. На деле оказалось, что двигатель Уатта расходует лишь четверть того количества топлива, которое требовалось раньше.

Джеймс Уатт был ученым и изобретателем, а не бизнесменом. Если бы не Мэтью Болтон, замыслы Уатта так бы и остались в чертежах. Появившийся на свет при финансовой поддержке Болтона теплообменник был только первым вкладом Уатта в конструкцию паровой машины, за которым последовали другие. Промышленная революция свела вместе изобретателей, у которых были интересные идеи, и деловых людей, у которых были капиталы, чтобы воплотить эти идеи в конкретные дела, приносящие доход.

Его идеи не сразу принесли ему славу и богатство. Подобно многим другим изобретателям, Уатт не мог найти денег, чтобы воплотить свои замыслы в жизнь. Прошло двенадцать лет, прежде чем был продан первый из его двигателей. В 1776 году Уатт стал партнером бирмингемского промышленника Мэтью Болтона (1728—1809), и Болтон помог ему наладить производство паровых машин.

И это было только начало. Уатт продолжал улучшать и совершенствовать механизм и наконец изобрел способ преобразовывать поступательное движение поршня во вращательное.

ФАКТЫ И СОБЫТИЯ

• Первым паровым двигателем, использовавшимся в промышленности, был «Друг горняка». Он был запатентован в 1698 году Томасом Сэвери, горным инженером из Корнуолла.
• Когда Джеймс Уатт строил модель своего первого двигателя, он очень торопился. Не найдя необходимой детали, он взял у жены наперсток, чтобы закрыть им конец трубы.
• До своей встречи с Болтоном Уатт настолько потерял веру в успех, что отказался от идеи создания паровой машины и четыре года работал на строительстве каналов в Шотландии.
• Заслуги Уатта не ограничиваются тем, что он усовершенствовал паровую машину. Он изобрел способ копирования документов, основанный на химических процессах, который широко использовался на протяжении последующих ста пет.
• В 1784 году Уатт провел в свою контору трубы из котельной и пустил по ним горячий пар. Таким образом пар был впервые использован для центрального отопления.
• В 1789 году Уатт изобрел регулятор- устройство, позволяющее контролировать скорость работы паровой машины. Это позволило поддерживать постоянную скорость, не зависящую от температуры котла, и облегчило работу.
• В XIX веке в честь Джеймса Уатта была названа единица мощности — ватт.

Совершенствование паровой машины

Первым и одним из важнейших усовершенствований паровой машины стало применение расширения пара, подача пара в цилиндр не на полном ходу поршня. Патент на это изобретение Ватт взял в 1782 г.. У описании изобретения Ватт указывал на четверть хода поршня как на выгодную продолжительность впуска пара.

Чтобы паровая машина могла применяться для приведения в движение станков, необходимо было превратить колебательное движение балансира в непрерывное вращение вала. Проще всего это можно было реализовать, применив шатун с кривошипом. Но в 1780 г. какой-то Пикар взял патент на применение кривошипа в «огненных машинах». Поэтому Ватт нашел другие пути для решения проблемы, в частности, изобрел механизм, так называемое «солнечное и планетарное колесо», который применялся в машинах Ватта до окончания срока действия патента Пикара.

Далее Ватт взял патент на машину двойного действия, в которой пар давил на поршень попеременно с обеих сторон. Но создание машины двойного действия потребовало изменения способа передачи усилия от поршня к балансиру: цепная передача, которая применялась ранее, не могла передавать сжимающих усилий. Тогда Ватт создал так называемый параллелограмм Ватта.

Машина, которая предназначена для приведения в действие станков должна иметь высокую равномерность хода. Чтобы обеспечить это, Ватт изобрел автоматический регулятор — отцентровой регулятор, соединенный с дроссельным клапаном.

Впоследствии он сделал много других нововведений — применил ртутный манометр для измерения давления в котле, водомерное стекло в котлах, ртутный вакууметр в конденсаторе. Сделал также многие другие изобретения.

Впоследствии заслуги Ватта стали общепризнанными. В 1784 году его избрали членом Эдинбургского Королевского общества, в 1785 г. — Лондонского, а в 1814 г. — Парижской Академии наук.

«Добль» миллионеров

Незадолго до развязывания Германией войны в Европе на нынешнем ЗИЛе, носившем тогда название Московского автозавода имени Сталина, решили выпускать эксклюзивную модель автомобиля.

Кузов красавца украшало красное дерево. Он стоял на хромоникелевых стальных шасси, произведенных фирмой «Паккард». За образец советские конструкторы взяли паромобиль «Добль», собранный в 1924 году американской компанией «Беслер».

Управлять скоростью можно было при помощи педали, подающей пар. Время от времени требовалось лишь сменять фазу прекращения впуска в цилиндр пара. После включения зажигания автомобилю требовалось 45 секунд, чтобы начать движение. Еще пара минут, и машину можно было ускорить до 150 км/ч.

Паромобиль двигался ровно и тихо. Он пришелся ко двору советской элиты, его испытания продолжились уже после заключения мира с Германией. Один из принимающих участие в разработке советской версии «Добля», А.Н.Малинин, отвечал за испытания образца.

Для определенных тестов используются в автопромышленности стенды для испытаний с беговыми барабанами. Автомобиль загоняется на стенд так, чтобы ведущие колеса оказывались строго на барабанах. В итоге они крутятся, заставляя вертеться колеса и имитируя езду по дороге. При этом машина стоит с работающим двигателем.

Когда инженер-испытатель Малинин и огромный авторитет в теоретической автомобилестроительной области профессор Чудаков сели в машину, последний нажал кнопки и затих. Минут через пять Малинин не выдержал: «Не пора ли заводиться?». На что профессор ответил: «Мы уже давно едем, на спидометре 20 километров». Скорость была вполне приличная, но, чтобы ухо уловило хоть какой-то звук работы парогенератора, надо было вплотную прижиматься в выхлопной трубе.

Семидесяти литров воды с избытком хватало на полтысячи километров пробега, а проблемы, требующие выпуска пара, случались крайне редко. Поэтому в автомобиле, в котором все детали были четко и точно подогнаны друг к другу, ничего не шумело.

Назад в будущее

В далёкие незапамятные времена в глухой сибирской тайге, где-то возле реки Енисей, существовала затерянная ныне «соляная дорога», по которой возили соль с Троицкого солеваренного завода на Кузеевские золотые прииски. По рассказам старожилов, на тех копях до сих пор стоит всеми забытая старинная английская паровая машина XIX века. И только сейчас удалось отыскать уникальный локомобиль — не без труда, но его всё-таки нашёл член Русского географического общества и известный красноярский велопутешественник Владимир Черников.

Миф или реальность?

Один из любимых маршрутов Владимира Черникова — заброшенные просёлки вдоль левого берега Енисея, старинные пути освоения Сибири. Велопутешественник пытался проехать и по правому берегу реки, но он сложный, гористый: современные дороги к реке идут исключительно под прямым углом. Старики даже место на карте указали, и Владимир вместе с товарищами отправился в путешествие. По горным буеракам они пробирались около полусотни километров, много шли пешком, но допотопную диковину так и не нашли. Да и вообще, существует ли она?

Уже более тщательно, с пристрастием опрашивали местных жителей. И новая попытка с новыми указаниями, но предпринятая теперь в одиночку.

Но помешал ливень, из-за которого дороги для велосипеда стали непроходимыми. Зато на переправе через Енисей Владимиру подсказали телефон отшельника-краеведа, который наверняка мог знать о машине больше.

А дальше, как говорится, дело техники. Добрался г-н Черников до этого человека и прожил у него все выходные. Оказалось, что тот на самом деле видел паровую машину, правда, было это больше 30 лет назад.

И даже слайд-фотографию её показал. Однако точного местонахождения раритета указать тоже не смог: мол, ищите где-то неподалёку от рудника Каменный.

Третья и, наконец, удачная поездка велопутешественника состоялась лишь спустя месяц.

«13 октября я снова отправился в те места со своим коллегой по Русскому географическому обществу Дмитрием Семёновым. Добирались на бензовозе старателей. Натоптали по буреломам почти 15 км — и опять безуспешно.

Мы были на грани отчаяния: неужели так и не сможем отыскать реликвию? Все места, которые нам указывали на картах местные жители, уже обошли, бесполезно.

Но мы всё равно настойчиво бредём по заросшему следу какой-то старой дороги, которая явно ведёт в никуда. И буквально через сто метров утыкаемся в неуловимую находку.

Я и не предполагал, что эта громадина будет такой элегантной — настоящее чудо инженерной мысли. Рядом лежали чугунные жернова бегунной мельницы-камнедробилки, которую двигатель, вероятно, приводил в движение», — рассказывает Владимир Черников.

Английский след

По возвращении Владимир Черников всерьёз загорелся идентификацией редкого артефакта и возможностью его восстановления.

Оказалось, что подобные модели начали выпускать ещё в середине XIX века и их производством занимались заводы во многих промышленно развитых странах мира, в том числе в России. Нашёлся учебник за 1938 год, в котором описан принцип действия такой машины.

По сути, это тепловой двигатель внешнего сгорания, который преобразует энергию пара в механическую работу. Подобные локомобили устроены достаточно просто: они состоят из топки, трубчатого парового котла и цилиндра с поршнем.

Последний через коленчатый вал приводит в движение ведущее колесо, которое посредством ременной передачи вращает привод шахтного подъёмника, насоса для откачки воды или рудничной мельницы.

Конечно, сейчас машины такого типа уже не используются — их заменили более эффективные двигатели внутреннего сгорания, паровые турбины и электродвигатели.

Обнаруженная в верховьях реки Малой Веснины паровая машина была изготовлена в 1906 году на заводе R.Garrett & Sons Ltd. Это английское предприятие активно функционировало в 1778–1934 годах и производило сельскохозяйственную технику, а с конца 1840-х — передвижные паровые двигатели и тракторы.

«Модель, аналогичная сибирской, обнаружилась в одном из музеев Сиднея (Австралия). Там сохранился вполне работоспособный локомобиль, он развивает мощность в 6 л. с.

Ещё похожий двигатель есть в музее дерева каури в Новой Зеландии, правда, не с двумя рабочими цилиндрами, как у нас, а с одним.

На этом всё. Другие машины (а подобного класса компания Гарретта их изготовила сотни) не сохранились. К сожалению, время и люди не пощадили этих чугунных великанов», — поделился Владимир Черников.

Свидетель золотой лихорадки

Паровую машину, которую отыскал велопутешественник, использовали на кварцевых жилах Кузеевской толщи Енисейского рудного пояса.

Золотодобычей в этой местности занимались только именитые купцы и высокого ранга государственные чиновники — все они перечислены в не менее уникальном Атласе золотых приисков Канского уезда за 1840–1879 годы, который Владимир Черников выпросил у одного из местных жителей.

Это был период Енисейской золотой лихорадки — в сибирской тайге она была намного более мощной и продолжительной, чем, к примеру, в Северной Америке или Австралии.

Золото на дореволюционных приисках добывали двумя способами. Россыпной минерал брали с поверхности и промывали вручную в деревянных лотках, а из механизмов использовали лишь тачку и лопату.

Позже, когда богатые месторождения были отработаны, появились плавучие драги, которые работали на паровых двигателях. Локомобили применяли и при добыче рудного золота из шахт, где без механизации никак не обойтись.

Сибирские золотодобытчики не только наполнили государственную казну (Указ о «горной вольности» император Александр I подписал в связи с началом Отечественной войны с французами).

Они также обеспечили мощный экономический подъём всего региона. Найденная членами Русского географического общества паровая машина является одним из немногих раритетов «золотой лихорадки», начавшейся в начале XIX века в Сибири.

«Добыча драгоценного металла была настолько мощная, что с калифорнийской или какой-либо другой её и сравнивать-то нельзя. Из Сибири была вывезена половина всего мирового золота.

Мы до сих пор пользуемся плодами недропользования тех времён.

Простой пример: практически все купола существующих ныне российских церквей покрыты сибирским золотом.

А многие наши города по-прежнему украшают здания университетов, библиотек, музеев, театров и больниц, построенных золотопромышленниками — меценатами прошлого», — продолжает делиться собранной информацией Владимир Черников.

На месте находки всё ещё видны следы прежнего производства: паровая машина была частью бегунной фабрики и располагалась вблизи полусгнивших дубовых чанов и «мёртвой» поляны — хвостохранилища отходов измельчённой породы, растворённой в ртути. Сам же двигатель прекрасно сохранился, хотя кое-что доукомплектовывать всё же придётся.

«Со слов здешних жителей, каменный рудник и паровая машина на нём работали до 1949 года. После этого в тех местах бывали только канские геологи.

Доподлинно известно, что именно они открутили с агрегата бронзовые краны, контрольные датчики и манометры. Но многие из этих вещей найти мне уже удалось.

Даже шильду с указанием завода-изготовителя. И если бы в 1980-е вандалы-изыскатели не разрушили бегунную фабрику (хотя никакой необходимости в этом не было), то наши современники смогли бы видеть здесь весь производственный цикл», — сообщает член Географического общества.

Достояние музея

На местности, где был найден старинный локомобиль, добычей золота сейчас занимается кемеровская артель «Новые горные технологии». Так случилось, что в это время рабочие вынужденно «отдыхали» — из-за дождей. Нужно отдать им должное: люди так прониклись ценностью находки, что предложили своему начальству помочь вывезти раритет. И руководство артели пошло навстречу.

«Мы там и пешком-то еле как пробирались, а тут огромный экскаватор своим ходом приехал. Он играючи подцепил нашу 7-тонную громадину, а следом и жернова-бегуны.

Загрузили всё это в кузов 40-тонного Caterpillar, он вывез погруженное к берегу Енисея, переправился на пароме и доставил находки прямо во двор музея райцентра Сухобузимское. На всё про всё у нас ушло двое суток», — рассказывает Владимир.

Работники самого музея были очень довольны. Конечно, у них уже есть своя «фишка»: в этом селе родился знаменитый русский живописец Василий Суриков, туристы здесь бывают часто.

Однако новая экспозиция в разы усилит туристическую привлекательность культурного учреждения, расположенного всего в 80 км от краевого центра. И теперь сотрудники музея озабочены возможностью реставрации пародвигателя (в комплексе с бегунной мельницей), а также созданием специальной выставки под названием «Енисейская золотая лихорадка».

Г-н Черников утверждает, что это будет единственный в Сибири музей подобного рода, да ещё и с такими уникальными экспонатами.

Перечень необходимых восстановительных работ составляется уже сейчас. Нужно отметить, что местные жители настроены восстанавливать находку своими силами.

Велопутешественник уверен, что найдутся и другие увлечённые люди, которые займутся реставрацией паровой машины. Например, недавно он возил в Сухобузимское одного из ветеранов Красноярской железной дороги, в прошлом опытного паровозного машиниста. Редкой находкой заинтересовался также и британский «Длинный музей» паровых машин Ричарда Гарретта. Его сотрудники могут поделиться утраченными деталями и помочь выяснить покупателя сибирской машины — по некоторым данным, в разработку Кузеевских месторождений вкладывали деньги и английские фирмы.

Паровозы — это наше будущее

Хоть первая паровая машина была изобретена почти 250 лет назад, пародвигатели по-прежнему могут конкурировать с двигателем внутреннего сгорания и электроприводом, потому что имеют ряд неоспоримых преимуществ. Топливом для них может служить вообще всё, что горит. Паровые двигатели неприхотливы, надёжны и долговечны, сохраняют работоспособность при длительных перегрузках. Они просты, недороги в обслуживании и ремонтопригодны. Такие машины не нуждаются в трансмиссии (и коробке передач), поскольку передают усилие непосредственно на колёса и способны осуществлять реверсивное торможение. При этом они ещё и значительно легче своих конкурентов. В подтверждение тому можно привести многочисленные примеры. Современные паровозы в горах Швейцарии и Австрии, использующие сухой пар, по эффективности оказались сравнимы с тепловозами и электровозами. А спортивные пароавтомобили разгоняются до 100 км/час всего за 4 секунды. Масса их двигателя в 1,5 раза меньше бензинового той же мощности, однако при этом он в несколько раз эффективнее.

Будущее малой авиации также связывается с паролётами. Их конструкторов привлекает возможность пародвигателя выдавать большее стартовое ускорение, дешевизна и доступность топлива, а также независимость мощности двигателя от степени разрежённости воздуха. Ещё одно перспективное применение паровых машин — в паропоршневых мини-ТЭЦ, созданных российскими разработчиками.

По мнению аналитиков, человечество сейчас стоит на перепутье. Жить с двигателем внутреннего сгорания больше не хочется из-за его токсичности и внушительной доли в глобальном потеплении климата (некоторые европейские страны уже запрещают эксплуатацию таких автомобилей с 2030 года). А переходить на электромобили пока не получается. Так что недавно найденный в сибирской тайге музейный экспонат — совсем не отжившее послание из далёкого прошлого, а вполне реальный прототип двигателя ближайшего будущего.

Мотоциклы в ХХ веке

В начале 20 века мотоциклы стали популярны. Цена у них была невысокая в сравнении с автомобилями, а скорость и практичность выше, чем у автомобилей. Их начали использовать в таких сферах как доставка продуктов, почты. Полиция стала закупать мотоциклы для работы полисменов. В это же время стали появляться мотоциклы с колясками. Это позволило водителю брать с собой пассажира и безопасно и комфортно перевозить его на отдельном сидении в коляске. Теперь молодые люди могли предложить своим дамам «прокатиться с ветерком».

В 1914 году началась Первая Мировая война, и здесь мотоциклы сыграли немаловажную роль. Они использовались для передачи сообщений, на них устанавливались пулеметы. В этой войне использовались десятки тысяч мотоциклов.

Немецкая компания BMW, которая изначально занималась производством авиационных двигателей, в 1923 году выпустила свой первый мотоцикл. Модель называлась R42 , она имела двухцилиндровый мотор с нижним клапаном с мощностью в 12 л.с. Максимальную скорость байк развивал до 95 км/ч. В 1937 году эта модель была настолько усовершенствована, что был поставлен мировой рекорд скорости в 279.5 км/ч.

Самым оригинальным в 1930-е годы считался мотоцикл «Чехия». Он был такой длинный, что на нем помещалось 3 ездока, а колесные диски были как у автомобиля. Спереди стояла огромная фара, и топливных баков было целых 4! Мощность этого «монстра» была 16 л.с., а весил он 180 кг.!

К середине 1930-х годов вид мотоцикла приблизился к современному. На мотоцикл поставили раму повышенной жесткости, алюминиевый двигатель, полноценную коробку передач, мягкую подвеску и электрооборудование. Колеса были от 6 до 19 дюймов, бензобак стал каплеобразным, привод осуществлялся цепью или карданом.

В период Второй мировой войны шел массовый выпуск мотоциклов для армии, были созданы целые мотоциклетные батальоны. Они нужны были для разведки, перехватов путей отступления, подрывов мостов, для передовых действий. Такая техника была незаменима в условиях бездорожья. США, Германия, Великобритания и СССР производили мотоциклы для этих целей. Преуспели в этом деле немцы. Немецкие мотоциклы были популярны даже у противников гитлеровской коалиции. Например, модель BMW R-71 была скопирована как в СССР, так и в США.

После войны кругом царила разруха. Люди обеднели. В это непростое время мототехника, легкая и дешевая, стала пользоваться большим спросом. Производство мотоциклов в то время стало основой для послевоенного перезапуска. Появились необычные новинки, которые пришли из военной и оборонной промышленности и были быстро поставлены на конвейер. Например, мотороллер «Vespa» от итальянской компании «Piaggio». Вертикальная посадка водителя и удобная площадка для ног позволили пользоваться двухколесной техникой и старикам, и женщинам в платьях. Этот крохотный яркий мотороллер стал символом послевоенного возрождения Италии.

Япония в это время тоже поднималась с колен после страшной войны и режима оккупации. Лишь в начале 50-х годов ХХ века в продаже вновь появились японские мотоциклы Yamaha, Suzuki, Honda и Kawasaki. С этого момента японцы начали активно участвовать в международных мотосоревнованиях. И в это же время появляется Honda Super Cub – самый массовый мотоциклетный транспорт во всем мире. С конца 1960-х годов японские производители прочно заняли лидирующие позиции в мотопроизводстве.

После Второй мировой войны в Америке стали появляться мотосообщества, или «байкеры». Ветераны войны нашли в мотоциклах замену азарту, товариществу и опасности жизни на войне – так зародилась байкерская культура, которая вскоре начала распространяться по всему миру. Правда, сначала байкеров воспринимали как нечто отрицательное и противное обществу. Такое мнение сложилось вследствие событий 1947 года в городе Холлистер (штат Калифорния). 4 – 6 июня здесь проходило ралли, на котором было большое количество людей. И в эти же дни здесь происходили жуткие беспорядки и потасовки с участием байкеров. Через пару лет по событиям этих дней был снят фильм “Дикарь”, в котором был обрисован негативный образ байкеров. Но несмотря на эти события, байкерские клубы не стали под запретом, и в 70-е года прошлого столетия байкерское движение вышло за пределы США и распространилось по всей Европе.

В 60-е – 70-е годы 20 столетия покупательские потребности к мотоциклу очень изменились. В уже восстановившейся после войны Европе, мотоцикл как транспорт, уступил место автомобилю, который все больше дешевел и обретал массовость. Поэтому мотоциклы перешли в категорию хобби и развлечений.

В 80-е годы появляется электронная система впрыска. Внедрение этой системы оказалось настолько успешным, что позднее она стала стандартной для техники (как мото, так и авто). Также в это время начинают использоваться дисковые тормоза и пневматические подвески. Появляются квадроциклы. Переосмысливается конструкция мотороллеров: вместо тяжелых моделей 1950-х – 1960-х годов возникают скутеры с, у которых был пластиковый корпус, компактный двигатель и литые диски. Как отдельный класс от кроссовых мотоциклов отделяется эндуро.

Во второй половине века мотоциклы стали делиться на классы (которые есть и сейчас):

– дорожные (классические) мотоциклы

• Зеленые водоросли

Группа простейших водорослей получила свое название благодаря хлорофиллу, который присутствует в клетках и придает зеленый колер тканям. Существует почти 20 тыс. видов со схожими биохимическими признаками.

Ураган – природное явление, которое образовывается над поверхностью океанов около экваторов, где очень повышена влажность воздуха. Он достигает огромных размеров и может достигать скорости около 120 км/ч.

Мускари – это многолетнее цветущее растение, которое относится к семейству Спаржевых. Имеет другое название Мышиный гиацинт или Гадючий лук. Цветок известен с 1575 года. А в Европу впервые попал в 17 веке.