100 великих достижений цивилизации - Станислав Эдуардович Ермаков Страница 51

специальная матрица, напрямую преобразующая изображение в электрический сигнал. Правда, хочется, чтобы повсеместность эта не зачеркнула то, что справедливо подметил когда-то Ф.М. Достоевский: «Фотографический снимок и отражение в зеркале – далеко еще не художественные произведения. Если бы и то и другое было художественным произведением, мы могли бы довольствоваться только фотографиями и хорошими зеркалами, и самая Академия художеств была бы одною огромною бесполезностью. Нет, не то требуется от художника, не фотографическая верность, не механическая точность, а кое-что другое, больше, шире, глубже. Точность и верность нужны, элементарно необходимы, но их слишком мало; точность и верность покамест только еще материал, из которого потом создается художественное произведение; это орудие творчества. В зеркальном отражении не видно, как зеркало смотрит на предмет, или, лучше сказать, видно, что оно никак не смотрит, а отражает пассивно, механически. Истинный художник этого не может: в картине ли, в рассказе ли, в музыкальном ли произведении непременно виден будет он сам; он отразится невольно, даже против своей воли, выскажется со всеми своими взглядами, с своим характером, с степенью своего развития».

Двигатель внутреннего сгорания

«Автомобили, автомобили буквально все заполонили…» Эта популярная песня советских лет сегодня стала еще более актуальной. Мечта мужчин и женщин и источник повышенной опасности; механизм, который изменил представление о скорости, и «пылесос», что не хочет работать именно тогда, когда нужнее всего, – конечно же, все это об автомобиле. Об устройстве для передвижения и перевозки грузов, сердцем которого является двигатель внутреннего сгорания.

Считается, что историю двигателя внутреннего сгорания нужно вести с попыток создания первых тепловых машин, то есть со временем древних греков. Вспоминают и Герона Александрийского, и Архимеда, якобы создавшего паровую пушку, то есть заклепанную с одной стороны трубу, в которую заливали воду, добиваясь резкого перегрева и получая пар. Он, в свою очередь, обеспечивал нужное давление, которым выталкивал снаряд из открытого конца трубы.

После застойного периода Средневековья приходит пора нового подъема научного прогресса. К числу предшественников этого подъема относят и великого итальянца Леонардо да Винчи: в его рукописях есть заметки по использованию «внутренней энергии» для выполнения механической работы. Придуманное им устройство очень похоже на то, как описывают Архимедову пушку, но с поставленным внутри трубы поршнем.

Однако если подходить строго, ни одна из упомянутых конструкций, как реально существовавших, так и оставшихся лишь фантазиями и проектами, не может называться двигателем внутреннего сгорания. Ведь по определению это двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере, то есть внутри двигателя, который преобразует давление от сгорания топлива в механическую работу.

С этой точки зрения одним из первых худо-бедно работавших устройств стал продукт совместного творчества знаменитого голландца Христиана Гюйгенса и Денни Папена, которые в 1680 изобрели механизм, работавший на порохе, – пороховую машину, или «пороховую бочку», как его иногда называют.

В нижнюю часть цилиндра вместо воды подавался порох, который затем поджигали. Порох сгорал, при этом выделяя газы, которые создавали давление, обеспечивавшее движение поршня. По окончании цикла цилиндр приходилось поливать снаружи водой, чтобы он остыл, а давление выровнялось бы. Дальше поршень естественно опускался вниз, тогда как груз увлекало наверх. Устройство получилось весьма громоздким и опасным. Папен, правда, попробовал довести его до ума, попытавшись создать паровую машину, но не смог решить ряд конструктивных проблем.

Тем не менее паровые машины были созданы и начали постепенно завоевывать себе все больше места под солнцем, поскольку, невзирая на все недостатки, оказались самыми выгодными и совершенными устройствами того времени.

Однако все это пока по-прежнему было не вполне то. В 1801 году французский инженер Филипп Лебон оформил патент на конструкцию газового двигателя. Эта конструкция, по сути, могла стать первым реальным двигателем внутреннего сгорания: в нем смешанный с воздухом газ воспламенялся, выделяя большое количество тепла, но само используемое топливо было очень опасно и очень загрязняло воздух. До первого двигателя оставалось буквально несколько лет.

Уже в 1806 году братья Жозеф-Нисефор и Клод Ньепсы представили в Национальном институте Франции самый первый в мире в полном смысле слова действующий двигатель внутреннего сгорания. Придуманная ими конструкция была не без вычурности названа на греческий лад «пиреолофор» (pireolofor), то есть «влекомая огненным ветром».

20 июля 1807 года устройство было продемонстрировано Наполеону Бонапарту. Работало оно на смеси угольной пыли и измельченной в порошок древесной смолы. По заявлениям братьев, их двигатель по мощности не уступал паровому, но был значительно экономичнее. Тогдашние французские газеты писали, что трехметровая лодка с пиреолофором могла двигаться по Сене против течения.

Увы и ах, Наполеона двигатель не впечатлил, а потому изобретатели не получили никакой поддержки, и, провозившись с ним еще с десяток лет, Жозеф-Нисефор увлекся световой фиксацией изображений, став одним из основоположников фотографии.

В том же 1807 году французско-швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Ривас создал первый поршневой двигатель, который до сих пор часто называют двигателем де Риваса. Он работал на газообразном водороде, имея искровое зажигание и шатунно-поршневую группу, с тех пор ставшие неотъемлемой частью всех аналогичных механизмов.

Инженер из Англии Сэмюэль Браун начал использовать газ как топливо, взяв в качестве основы своего механизма старый паровой двигатель Ньюкомена. Эпоха двигателей внутреннего сгорания подступала все ближе. В 1860 году инженер из Бельгии Жан Жозеф Этьен Ленуар придумал, как сделать двигатель двухтактным, а также добавил к нему свечи зажигания, которые воспламеняли угольный газ.

Главной особенностью двухтактного двигателя является цикл работы, который осуществляется только на одном обороте коленчатого вала. В начале рабочего хода и начале такта у него происходят одновременно и подача топлива, и выход переработанных продуктов.

Карета Даймлера с ДВС, 1886 г.

Три года спустя Ленуар заменил газовое топливо керосином и создал прототип трехколесного автомобиля. В этом первом в истории транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания двигатель был соединен с задней осью ременным приводом. Жаль, что устройство смогло проехать всего 50 миль.

В 1863 году прославленный немецкий конструктор Николаус Август Отто на основе двигателя Ленуара создал свой вариант атмосферного двигателя с вертикальным расположением цилиндра и зажиганием открытым пламенем. Коэффициент полезного действия его разработки достигал 15% – весьма неплохо по тем временам.

В 1865 году свой вариант предложил известный парижский инженер и изобретатель Пьер Гюгон, который по внешнему виду напоминал известный двигатель Ленуара, но Гюгон смог добиться уменьшения расхода топлива и более надежного возгорания.

Таким образом, к середине XIX века двигатель уже как таковой сложился, а дальнейшие работы шли уже по направлению улучшения и совершенствования уже сделанного.

Австриец Зигфрид Маркус создал одноцилиндровый двигатель с полностью работающим карбюратором, работавший на