Железный конь - [3]
Как устроены котел и паровая машина
Раньше, во время Уатта, котел, где нагревалась вода, состоял из большого железного чана, закрытого со всех сторон. Потом стали котел делать в роде длинного железного барабана, а для того, чтобы вода в нем скорее закипала, устраивали — в нем одну или несколько железных труб, через которые шел огонь и дым. Для того, чтобы котел не мог разорваться, когда пара в нем скопится слишком много, ставится придуманный Папином предохранительный клапан с грузом. Клапан этот, как только давление пара сделается очень велико, сам собою подымается и выпускает лишний пар наружу. Котел всегда должен иметь в себе достаточно воды, но огонь не должен касаться стенок котла, непокрытых водою, — иначе стенка раскалится, сделается мягкой, выпучится и котел может лопнуть. Чтобы этого не случилось, сбоку котла приделывают небольшую прочную стеклянную трубку, от концов которой идут железные трубки в котел. Трубка эта называется водомерной, и по ней кочегар видит, на каком уровне стоит вода котла. Когда вода опустится ниже, чем надо, кочегар открывает кран и накачивает в котел свежую воду. Без этих предосторожностей котлы были бы очень опасны, — бывали случаи, когда, благодаря недосмотру или плохому качеству, котлы взрывались, убивая десятки рабочих и разнося в куски окружающие строения.
Из котла пар идет в цилиндр паровой машины. На рисунке 1 видно его устройство. Раньше мы уже говорили об этой части паровой машины. На рисунке цилиндр изображен так, как-будто мы его разрезали вдоль и сняли одну половинку, чтобы лучше видеть его устройство.
Сбоку цилиндра видна «золотниковая коробка» 2, с паровой трубкой, обозначенной цифрой 1. Золотник 15 здесь стоит в левом положении, и пар поступает по особому каналу 4 из золотниковой коробки в правую часть цилиндра, под поршень 5, толкая его влево. Теперь, чтобы заставить поршень пойти вправо, надо золотник передвинуть вправо. Тогда пар пойдет по каналу 6 в левую часть цилиндра и станет давить на поршень вправо. Куда денется тогда пар из другой части цилиндра? Отработавшему пару дорога — через каналы 6 и 4 под золотник и в отводную трубу, начало которой показано цифрой 7. В паровой машине золотник особой тягой соединен с главным валом и движется сам собой, открывая то один, то другой канал для впуска и выпуска пара.
Теперь посмотрим, как паровая машина вертит колесо. На рисунке 1 видно, что поршень соединен со штоком, — крепким круглым бруском, который пропущен через отверстие в крышке цилиндра. На рисунке этот шток, обозначенный цифрой 8, соединен шарниром 9 с другим стержнем, или, как его называют, шатуном 10, а этот шатун — посредством другого шарнира 11 — с кривошипом 12, прочно насаженным на конец вала 13. А все вместе напоминает руку, вертящую колесо: шток — верхняя часть руки, шарнир — локоть, шатун с шарниром у кривошипа — конец руки с кулаком. Для того, чтобы машина работала ровнее, на валу насажено тяжелое маховое колесо 14. Есть в паровой машине еще немало и других хитрых и самодействующих приспособлений.
На главном валу насажены еще и другие колеса. От этих колес ремнями или канатами заставляют вертеться другие колеса станков и машин. Паровая машина работает все время, пока к ней подают пар по трубе, а пар идет — пока огонь горит под котлами. Силу паровой машины мерят той работой, которую она производит. Если паровая машина может заменить собой, скажем, десять добрых выносливых лошадей, то говорят: машина в десять лошадиных сил. На самом деле никогда никаким десяти лошадям не угнаться за паровой машиной: какая же лошадь проработает сутки и больше без отдыха? А паровая машина это может делать очень свободно.
О паровой машине можно еще порассказать немало интересных вещей; здесь скажем лишь о том, что за 150 лет своей жизни машина Уатта выросла и усовершенствовалась. Главное, о чем хлопотали другие машиностроители, это — снизить расходы на топливо. Во времена Уатта на одну лошадиную силу за один час выходило не меньше одного пуда угля, а теперь его требуется на хороших больших машинах не более двух фунтов. Первые машины строились не больше, как в сотню-другую лошадиных сил, котлы были маленькие; а теперь не диво — паровая машина в десять тысяч сил, а котлы строят величиной с небольшой дом. За последние полвека изобрели еще другой вид паровой машины — паровые турбины. Эти машины строят такими сильными, что трудно поверить: в Америке и в Германии есть турбины по сто тысяч лошадиных сил.
Первые рельсовые пути
Мы привыкли к тому, что по рельсовому пути бегают лишь паровоз с вагонами, а в городах — трамваи. А было время, когда паровоза еще и в помине не было, а рельсы и рельсовый путь уже существовали и сильно помогали в деле перевозки разного груза. Не будь рельс, — наверно, не скоро бы появились и паровозы.
Давно уже люди заметили, что ехать и возить груз тем легче, чем дорога ровнее и глаже. Потом додумались до того, что дорогу можно выравнять только под колесами, а посредине и с боков дорогу можно делать похуже.
Затем, лет триста тому назад, начали класть вместо гладкой колеи — два деревянных бруса, укрепленных на деревянных поперечниках — шпалах. Так появились рельсовые пути. Делались они не очень длинными и служили они, главным образом, для отвозки угля. Первая дорога была устроена в Англии в 1630 году для погрузки угля на корабли, и оказалось, что по такой дороге, особенно когда между рельсами насыпать щебня, лошадь могла везти в четыре раза больше груза, чем по обыкновенной дороге. Потом стали набивать на такие брусья железные полосы.
