世界上第一艘蒸汽船及其发明者的悲伤故事
“……我的处境很糟糕。当我竭尽全力时，却只会引起敌意。”
丹尼斯·帕潘（摘自 1712 年写给莱布尼茨的一封信）
丹尼斯·帕潘（摘自 1712 年写给莱布尼茨的一封信）
第一台发动机简史
目前尚不清楚第一台用于大规模生产人们所需物品的机器究竟是何时发明的。但是由于智慧的阿基米德留下的记录，几千年前设计的、为古人利益而完美运行的神奇机制的描述才得以从几个世纪的深处流传下来。这些史前机器由人类的肌肉力量驱动，最大的机器由动物力量驱动。因此，第一批引擎是人类自己和他的四条腿助手（猫除外——它永远不可能参与对社会有用的工作）。
人类的思想不会停滞不前，早在遥远的年代，人们就开始思考用某种不需要喂食和饮水的持续能量来源来取代动物的力量会很好。这时，有人发现附近有一条河流无意义地流淌，并没有给生产带来任何明显的效益。有人决定利用水流动的力量，让河流为懒惰的人类服务。第一个就是这样被发明出来的。 故事 发动机——水。
最初，它被用来从河里抽水（泵水），并将其泵入灌溉渠（水泵），然后用于磨面粉（水磨坊）。后来，人们开始利用水的力量来驱动各种机器的轴，以制造各种产品。古代的水力发动机相当原始：水推动一个大轮子，然后通过齿轮和轴将旋转传递到某些机床的驱动轴上。
这里出现了一个小的设计问题：水流以恒定的速度旋转水轮，但机器需要以可变的速度旋转，并且通常速度大于水轮的速度。古代的机械师非常聪明，他们学会了使用不同直径的齿轮来改变驱动轴的转速：当从小齿轮转到大齿轮时，转速减慢，但传递的力增大；当从大齿轮转到小齿轮时，转速反而增大，传递的力减小。通过连接不同直径（不同齿数）的齿轮，可以获得大量的齿轮比，这对于机器执行复杂工作至关重要。多级变速箱就是这样发明的——史前变速箱。
不久之后，人们开始利用风能，并开始建造风力发动机——风车。但风是一种变化无常的能源：有时吹，有时不吹，有时吹得太弱或吹向错误的方向，有时又会突然刮得很猛，把磨坊吹翻。但河水总是朝一个方向流动，使车轮以几乎恒定的速度旋转。水力发动机的发明，标志着人类生活的一个重要阶段——由体力劳动向机器劳动的转变。
河流动力输出问题的解决有力地推动了设计思维的发展，并催生了一个新职业：机械技师。最有趣的古代技术建筑是一座 17 世纪的锯木厂。
由于一组复杂的、顺序连接的圆柱齿轮，旋转从水轮转移并分成两股动力流。第一个动力通过曲柄和连杆使锯片做往复运动，第二个动力通过一个复杂的机构将原木或木板拉到锯片上。通过改变轮子的直径，可以调节锯子的速度和原木的速度。
渐渐地，大大小小的工厂开始沿着河岸发展起来：纺纱厂、轧棉厂、锯木厂。结果，越来越多的人离开农业，进入工业领域，一个新的阶级——无产阶级开始出现。
但事实证明，水发动机也并不理想。首先，工厂是与河流“捆绑”起来的，但并不是所有地区都有河流。其次，有的王国国家冬天气候寒冷，水力机械结冰。世界各地的机械师们开始绞尽脑汁想办法发明一种发动机，使其运转不再受大自然的影响，不再受河流的束缚。
蒸汽机发明史
肘子近了，尽力咬住。嗯，古代力学就是找不到构造发动机的原理，使它能够在没有变化无常的自然力帮助的情况下运转。需要某种驱动力，但从哪里获得它呢？
然后，一如既往，Chance 陛下向人类伸出了援助之手。
有一天，一位姓氏很有趣的科学家帕潘 (Papin) 决定煮一些土豆。他把锅放到火上，过了一会儿，水烧开了，冒出的蒸汽开始把锅盖弄得嘎嘎作响。这种常见的现象已被世界各地的许多人不假思索地观察到数百万次，这突然引起了好奇的帕潘的兴趣。他把一块石头放在盖子上并开始观察：接下来会发生什么？
盖子静止了一会儿，但随后又开始嘎嘎作响。爸爸放进一块更大的石头，过了一会儿，蒸汽又开始摇晃盖子。科学家仿佛被迷住了，目不转睛地注视了许久，看着蒸汽顽强地将盖子向上推，然后蒸汽压力减小，盖子在石头的重压下掉下来，然后又升了起来。这种情况一直持续到水完全沸腾为止。
爸爸加了些水，然后一个有趣的想法浮现在他的脑海中。他拿了另一个直径较小的盖子，它紧紧地盖在锅里，几乎不接触锅壁。当水沸腾时，他把锅盖放低，惊讶地发现蒸汽从下方均匀地压过来，锅盖在压力下迅速上升到锅边缘的高度。爸爸倒出一些水，让盖子几乎位于最底部，然后重复实验。蒸汽再次压在锅盖上，将其从锅中顶出，但现在锅盖比以前移动得更远了。此时帕潘意识到沸水可以产生相当大的力，并开始思考如何将这种力从水中分离出来，并使之旋转机器的驱动轮。
正是在这种有趣的情况下，第一台活塞发动机的运行原理被发现，其中盖子是活塞，平底锅是气缸。帕潘在他的作品《新艺术》（1707年）中概述了他利用蒸汽动力做有用功的想法。
在这一发现之后，机械师只需弄清楚如何将活塞的往复运动转换为车轮的旋转运动。这是通过一根连杆（连杆）连接到活塞和一个重金属圆圈（飞轮）来实现的，飞轮在连杆的推动下旋转起来，并在活塞完成其工作行程后获得惯性，将其返回到其原始位置 - 将盖子推入锅中，这是通过向外释放蒸汽导致锅内压力急剧下降来实现的。飞轮通过一根称为曲柄的短杆与连杆相连。三个铰链使零件具有活动性。这就是全部智慧。
于是，在18世纪初，一个偶然的机会，人们产生了一种创造的冲动，最终导致了第一台活塞发动机的诞生，后来被称为蒸汽机。
以上表明，所有最重要的发明都极其简单，引向这些发明的线索就在我们身边，但并非每个人都有机会看到它们。
由于蒸汽机是利用汽缸外的火来煮沸水的，所以根据 19 世纪的分类，蒸汽机被称为 外燃机但在遥远的 18 世纪，它们被叫做“火机器”，这个名字并不那么奇特。
显然，上述帕潘的平底锅在这种形式下不可能成为适合执行各种生产任务的蒸汽机，而在普遍接受的发动机制造史上，发现第一台蒸汽机的荣誉通常不归于他。
只有一件事是可以肯定的：丹尼斯·帕潘是一位极具天赋的人，他作为高压蒸汽锅炉中第一个安全阀的发明者载入史册，这个安全阀挽救了许多人的生命，至今仍在使用。
第一艘蒸汽船的发明史
然而，从丹尼斯·帕潘与德国著名科学家莱布尼茨之间现存的通信记录来看，这位发明家在1707年仍然实现了他一生的梦想，制造出了一台可以运转的蒸汽机。不仅要建造它，还要测试它并找到实际应用，将其改装为小型纵帆船的船用发动机。事实上，才华横溢的帕潘建造了世界上第一艘蒸汽船，这比蒸汽船建造时代早了100年。据发明者介绍，该机器运转平稳可靠，帆船可以轻松地逆流行驶。
但心胸狭窄的德国统治者不仅对这项发明不感兴趣，甚至没有给帕潘从河口起航的许可（通行证）。他从富尔达到威悉河，再到不来梅，最终到达伦敦，希望在那里他的发现能引起人们的极大兴趣。这位发明家在生活陷入绝境时，资金严重捉襟见肘，决定孤注一掷——未经许可、没有通行证就出海航行。24 年 1707 月 XNUMX 日早晨，他带着家人和少量家当在卡塞尔登上了蒸汽船，启程前往远方。这艘装有两个巨大明轮的木质船抵达了明登附近的洛哈村，并在那里停泊在岸边补充煤炭。
这艘怪船冒着浓烟，发出刺耳的蒸汽声，在技术落后的当地船主看来，就像是一个来自地狱的可怕恶魔，竟然公然闯入他们垄断的水域，不给通行证。帆船的主人勃然大怒，将这艘“史前蒸汽船”拖上岸，将其砸成碎片，同时船主的肋部也遭到重创。为了纪念这一事件，愚蠢、不懂技术的人开始被称为傻瓜。
一位不知名的艺术家创作的版画，描绘了帕潘蒸汽船的毁灭（右下角描绘了这位绝望的发明家）
上述关于蒸汽船消亡的描述是作者的一个玩笑，但我们知道，每个玩笑都包含着一丝真理。最有可能的是，船主们直觉地认为，这种自行式纵帆船是一种新型船舶的先驱，它不受洋流和变化无常的风向的影响，能够成为他们古老帆船的强劲竞争对手。这就是为什么他们决定将潜在的危险敌人消灭在萌芽状态。
震惊于所发生的悲剧，帕潘离开了这片荒野，离开了被困在黑暗的中世纪的国度，来到了英国。然而，遭遇失败后，他停止了创作活动并悄然离世，在贫困和完全被遗忘中度过了生命的最后几年——甚至连他的去世日期都无人知晓。
忘恩负义的人类就是这样对待一位毕生致力于技术进步的天才发明家的。
帕潘的船用发动机图纸并未保存下来，其建造过程在那个世纪仍不为人所知，而在下个世纪则被宣布为历史疑问。后者的原因很明显：骄傲的德国人认为自己是一个技术精湛的民族，他们不好意思承认自己未能理解帕潘发明的价值。而发明者本人是法国人，这显然也是导致他在德国推广这项发明的致命失败的原因，也是德国人否认建造第一艘蒸汽船的事实的原因。
随后，许多不熟悉帕潘机器设计的发明家经过长时间的努力，试图找到一种设计方案，使蒸汽机能够发挥最大的效能，并且足够可靠。在 18 世纪的不同年代，出现了多种蒸汽机模型，但蒸汽机一直未能真正投入使用。
只有苏格兰人詹姆斯·瓦特成功解决了如此艰巨的任务，下面将对此进行讨论。
来源：
博德里·德·索尼埃。关于汽车结构的详细课程。印刷厂尼克。奥尔洛夫斯基，彼得格勒，1916 年。
Gumilevsky L. 第一台发动机的创造者。科普、青少年文学主编。 M.，1936年
Kuznetsov B.V. 热机的开发。国家能源出版社，1953。
Shpanov N. 发动机的诞生。国家能源出版社，M，1934。
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