Машину-двигатель связали с огромными ковшами, которые стали вгрызаться в землю, рыть котлованы, — появились экскаваторы.
Всё, к чему пришла современная техника, было бы немыслимо достичь без машин-двигателей, и притом разных двигателей.
И нет ничего удивительного в том, что среди машин, окружающих нас, так много машин-двигателей, машин, вырабатывающих энергию.
О машинах-двигателях и написана эта книга.
Здесь рассказано о том, какими путями входила в жизнь человека машина-двигатель, о том, как она развивалась и совершенствовалась. Эта книга повествует также и о людях, чей труд и знания были отданы на благо человечества и чьи имена нельзя не вспомнить, когда заходит речь о сделанных ими открытиях и изобретениях, обогативших технику.
Эта книга — не учебник. Здесь нет подробного описания устройства разных двигателей. Здесь рассказано лишь о принципах, на которых основана работа двигателей, о том, что связывает между собой разные типы двигателей, и о том, что их отличает. В этой книге говорится о двигателях-«старичках», которые, сыграв свою роль, уже покинули или покидают сцену, о двигателях-«юнцах» и о двигателях-«младенцах», то есть о тех, которые лишь недавно завоевали право на жизнь, и о тех, кто переживает свой «детский возраст», готовясь занять прочное место в технике завтрашнего дня.
Для многих из вас это будет первая книга о двигателях. И автору хочется думать, что среди читателей найдется немало таких, кого всерьез и надолго заинтересует техника двигателе-строения, кто вслед за этой книгой прочтет специальные технические книги и по ним углубит свои знания.
Глава I. Укрощенные стихии
«Вода примером служит нам…»
Вы помните, откуда эти слова? Это знаменитая песенка Шуберта. Может быть, вы помните и мелодию этой песенки?
Если вы хоть раз ее слышали, то, конечно, помните. Разве можно забыть эту музыку, в которой воплощено само движение, неудержимый поток, каскад падающих струй!.. Даже если вы не знаете слов этой песенки, в одной только музыке почувствуете, как неугомонная, вечно бурлящая, вечно текущая вода заставляет беспрестанно работать мельницу, заставляет вращаться тяжелые жернова в извечном трудовом ритме.
Вода! Вот кому обязано человечество своими первыми двигателями.
Человек давным-давно понял, что текущая в реке вода обладает большой силой. Пловцу было трудно бороться с течением, гребцу было тяжело вести лодку вверх по реке. А падающая вода долбила камень. И, выбиваясь из сил в борьбе с природной стихией, человек свои мысли обратил к воде. Надо заставить текущую воду работать и приносить пользу!
И вот появились самые первые двигатели — водяные колеса. Появились они еще несколько тысячелетий тому назад в древнем Китае, где из бамбуковых стержней сооружали водяные вертушки.
Позднее в древнем Вавилоне и в древнем Египте водяные колеса широко применялись для поливки орошаемых земель. Делалось это так. В дно многоводной реки вбивали специальные устои или неподвижно, на каменных якорях, ставили рядом две лодки. Устои или лодки служили опорами для вала огромного деревянного колеса.
Увлекаемые течением, лопатки поворачивали колесо.
Колесо это было необычным: во все стороны от центра на одинаковых расстояниях торчали из обода лопатки. Внизу лопатки погружались в воду, и вода их увлекала течением. Передвигаясь по течению, эти лопатки поворачивали колесо и в воду опускались следующие лопатки. Так колесо вращалось.
К такому колесу привязывали различные сосуды-черпаки. Они тоже погружались по очереди в воду, наполнялись, затем поднимались колесом наверх и сливали воду в желоба, откуда вода поступала на орошение полей.
С Востока водяные колеса проникли в Рим. Здесь их стали использовать не только для орошения, но и для снабжения городов питьевой водой из рек и каналов. Здесь же водяные колеса заставили вращать мельничные жернова.
В древнем мире, однако, применение двигателей — даже таких, как водяные колеса, — было не очень выгодным. Куда дешевле и проще было использовать труд рабов. Ведь, чтобы строить сооружения с колесами и желобами, нужны были материалы, за такими сооружениями надо было следить, ремонтировать их, затрачивать средства. А рабы были силой дешевой, их можно было эксплуатировать, не заботясь о последствиях.
В средние века водяные двигатели получили широкое распространение. Их приспособили не только к мельницам, но и к суконному производству, а затем они стали проникать в горную и металлургическую промышленность.