Ivan Ivanovich Polzunovin nimi, joka rakensi ensimmäisenä Venäjällä höyry "palokoneen", melkein unohdettiin pitkään. Vain kapea joukko ihmisiä tiesi Polzunovista, pääasiassa ne, jotka joutuivat kosketuksiin Altain kaivostuotannon kanssa. Vasta vuonna 1842 Polzunovin nimi sisällytettiin ensimmäisen kerran G.I. Spasskyn kaivossanakirjaan Severin, Newcomenin, Watin ja muiden höyrykoneiden luojien nimien kanssa. Polzunovin innovaation arvioimiseksi on tarpeen kertoa, mikä oli lämmitystekniikan kehitystaso 1700-luvun 60-luvun alussa.
Mäntähöyrykoneen luomista ehdotti ensimmäisenä (vuonna 1690) ranskalainen keksijä Denis Papin, joka piti useita vuosia kirjeenvaihtoa kuuluisan Leibnizin kanssa. Papinin höyrykattilaa, sylinteriä ja lauhdutinta ei kuitenkaan erotettu toisistaan (vesi keitettiin ja jäähdytettiin työsylinterissä). Papin oletti, että uutta moottoria voitaisiin käyttää paitsi "veden tai malmin nostamiseen kaivoksista", vaan myös "laivojen kuljettamiseen tuulta vastaan". Tämä tai Papenin myöhemmät hankkeet ja mallit eivät kuitenkaan saaneet käytännön sovellusta. Vuonna 1698 englantilainen insinööri Thomas Severi rakensi ensimmäisen toimivan höyrykoneen - "palopumpun".
Mutta Severin koneella oli kapea tarkoitus - veden pumppaus nostotöistä, vaikka teoriassa Severi salli mahdollisuuden käyttää "palokäyttöistä" konetta muihin tarpeisiin. Severin koneessa ei ollut mäntää eikä sylinteriä. Tämäntyyppinen kone oli ensimmäinen höyrykone, joka ilmestyi Venäjälle. Vuosina 1717-1718 tilasi Severi-järjestelmäkoneen Englannista.
Tätä "palopumppua", jonka pallomaiseen pataan mahtui 5-6 tynnyriä vettä, käytettiin suihkulähteiden laukaisemiseen Kesäpuutarhassa. Vuosina 1711-1712 Englantilainen keksijä, seppä Thomas Newcomen rakensi yhdessä John Colleyn (tai Keighleyn) kanssa ensimmäisen höyryn (höyry-atmosfäärisen) mäntätyyppisen koneen. Newcomen-moottori oli myös alun perin tarkoitettu vain veden pumppaamiseen. Tietysti Ivan Polzunov luki I. A. Schlatterin vuonna 1760 julkaistun kirjan "Yksityiskohtaiset kaivosohjeet", joka sisältää kuvauksen ja kuvan Newcomenin höyryilmakehän koneesta.
Mutta Polzunov ei löytänyt kirjan sivuilta ehdotusta "jatkuvan paloauton" luomisesta korvaamaan kaivostoiminnan vesimoottorit. Ivan Polzunov syntyi Jekaterinburgissa vuoden 1729 alkupuoliskolla. Hänen isänsä Ivan Aleksejevitš Polzunov, joka tuli talonpoikaperheestä, otettiin sotilaana vuonna 1723. Tulevan keksijän äitiä kutsuttiin Daria Abramovna. Polzunovin perhe asui puutalossa kaupungin länsiosassa, jota kutsuttiin kauppapuolelle. Isäni pieni sotilaan palkka (vuosipalkka "vähemmän univormu" oli 8 ruplaa 44 ja puoli kopekkaa) riitti tuskin kattamaan ruokaa. Vanhemmat eivät halunneet poikansa pysyvän lukutaidottomana, kuten hekin, ja päättivät lähettää hänet kouluun. Muuten, tästä tuli pieni apu perheelle - opiskelijan piti maksaa "palkka". Peruskirjan mukaan nuoremmat vuoristoupseerit - sikhtmasterit - nimitettiin opettajiksi kouluihin. (Venäjän kaivostoiminnassa otettiin käyttöön saksan kielestä lainattu nimistö.
Sana "schichtmeister" tulee sanoista "schicht" - muutos ja "meister" - mestari. Tämä oli 13. ja 14. luokkien nuorempien vuorikiipeilijöiden aseman nimi, joka vastasi lipun ja yliluutnantin sotilaallisia rivejä). Jekaterinburgin koulun luokat olivat pitkiä: kesällä 12 tuntia päivässä, syksyllä ja keväällä - 9 tuntia, talvella - 7 tuntia. Sunnuntaisin ja pyhäpäivinä oppitunteja ei pidetty, mutta koululaiset pakotettiin (ja opettajat olivat tästä tiukasti vastuussa) osallistumaan jumalanpalvelukseen "ilman verkkoja" ja vuorotellen kirkossa lukemaan "vesperissä, matinoissa ja messuissa, ja lisäksi. , opettaa laulua sen mukaisesti." Tultuaan sanalliseen kouluun vuonna 1736, Polzunov valmistui siitä vuonna 1738 ja siirtyi aritmeettiseen kouluun. Siellä hän opiskeli Fjodor Ivanovitš Sannikovin, Jekaterinburgin tehtaan päällikön, piirtämisen ja piirtämisen asiantuntijan, johdolla. Vuonna 1742 Polzunov kutsuttiin pois koulusta ja hänet siirrettiin "mekaanikkojen oppipoiksi" mekaanikko Nikita Bakhoreville, joka oli kaivos- ja metallurgisen tuotannon merkittävä asiantuntija, joka oli koulutettu Pietarissa, opiskeli koneenrakennusta Ruotsissa ja lähetettiin parantamaan "suuresti". koneet” Uralilla vuonna 1729. 14-vuotiaan Polzunovin tehtävät vaihtelivat. Hänen, yhdessä muiden opiskelijoiden kanssa, oli autettava Nikita Bakhorevia ja hänen "oppipoikaansa" kaikessa. Ja mekaanikon eli koneistajan tehtäviin kuului monenlaisia tehdas- ja kaivosasioita.
Mekaanikko joutui valvomaan masuunien, tiili- ja muiden tehdasliikkeiden, veden- ja kuormannostokoneiden rakentamista kaivoksissa, sahoissa ja muissa tehtaissa, asuin- ja tehdastiloissa jne. Työskennellyt 1742-1747 "mekaanisena oppipoikana" ” Bakhorevin johdolla Polzunov pääsi tutustumaan tämän alan edistyneimpiin valmistustekniikan esimerkkeihin. Vuonna 1747 Altain Kolyvano-Voskresenskin tehtaiden päällikkö kenraalimajuri A.V. Beer pyysi Hänen Majesteettinsa kabinetin alaisuudessa parhaat asiantuntijat Uralilta ja maan muilta teollisuusalueilta Altaille, ja Polzunov siirrettiin Altai vuoden 1748 alussa. Polzunovin vanhemmat jäivät Jekaterinburgiin. Äiti tuli myöhemmin tapaamaan poikaansa Barnauliin, eikä Polzunov koskaan nähnyt isäänsä, joka lähetettiin Pietariin hiomapajaan "leikkaamaan marmoria ja pilkkomaan kiviä". Polzunovin isä kuoli Pietarissa vuonna 1763. Vuonna 1748 Ivan Polzunov "Jekaterinburgin mekaniikkaopiskelijoista" vahvistettiin virallisesti Gitenschreiberin virkaan. Hänen tehtäviinsä kuului erilaisten asiakirjojen ja raporttien laatiminen tehtaan tuotannon edistymisestä. Hänen palkkansa oli 24 ruplaa vuodessa. Vuonna 1750 Polzunov ylennettiin nuoremmaksi aliherraksi. Marraskuussa 1753 hänet siirrettiin Kolyvano-Voskresenskin tehdastoimistosta Zmeevskin kaivokselle "kaivosalan koulutusta varten". Polzunovin suunnittelutyö alkoi Zmeevskyn kaivoksella. Hän vietti kuusi kuukautta sahan rakentamiseen, ja tämä tehdas rakennettiin kokonaan, kuten 16. marraskuuta 1754 päivätyssä raportissa kirjoitettiin. Puhumme vesikäyttöisen sahan rakentamisesta.
Monimutkaisen voimansiirtomekanismin kautta vesipyörä ohjasi sahan runkoja sekä puun nostoa ja syöttöä. Aivan vuoden 1757 lopulla viranomaiset päättivät lähettää kapteeni Shirmanin ja Unterschichtmeister Polzunovin jalometallikaravaanin kanssa Pietariin. Polzunoville tämä työmatka oli erityisen tärkeä. Häntä ja Shirmania kehotettiin toimittamaan Hänen Majesteettinsa hallitukselle raportti kaivosten ja tehtaiden työstä piirroksineen sekä viraston raportti Polzunovin nostamisesta johtajaksi. Shirman, Polzunov ja heidän mukanaan olleet saattajat - 11 sotilasta korpraalin kanssa - kuljettivat Pietariin erittäin arvokasta lastia: 3,6 tonnia kimaltelevaa hopeaa ja 24 kiloa kultaa.
Saattue lähti Barnaulista 1. tammikuuta 1758 ja liikkui lähes pysähtymättä talvireittiä pitkin Kainskin linnoitukseen ja Tomskiin sekä edelleen länteen Tobolskin, Permin ja Vjatkan kautta, etelään Nižni Novgorodiin, sitten taas länteen - Moskovaan ja sieltä Pietariin. Saattue kulki 5000 km yli kahdessa kuukaudessa. Polzunovin oleskelusta pääkaupungissa helmikuusta kesäkuuhun 1758 ei ole dokumentoituja todisteita. On kuitenkin kiistatonta, että uteliaalla Altai-mestarilla oli pääkaupungissa nähtävää ja opittavaa. Luovutettuaan jalometallit Shirman ja kymmenen sotilasta palasivat Altaihin. Polzunov jäi Pietariin "rukoilemaan hänelle annettujen ohjeiden mukaisesti... rahaa ja ostaakseen hänelle uskottuja tarvikkeita".
Yksi sotilas ja korpraali jäivät hänen luokseen suojelemaan häntä. Kesäkuun puolivälissä Polzunov meni Altaihin. Paluumatkalla tapahtui tapahtuma, jolla oli tärkeä rooli Polzunovin henkilökohtaisessa elämässä. Moskovassa hän tapasi 22-vuotiaan lesken Pelageya Ivanovna Povalyaevan. Hänen miehensä, Pihkovan jalkaväkirykmentin sotilas, kuoli kampanjassa preussialaisia vastaan. Ivan Polzunov palasi Barnauliin hänen kanssaan. Hän ei kuitenkaan voinut virallistaa avioliittoa Pelageya Ivanovnan kanssa. Avioliiton solmimiseen vaadittiin lupa Barnaulin papistolta ja sitten tehtaan kansliasta, koska "tehdasosaston arvoltaan kaikenlaiset ihmiset" eivät saaneet mennä naimisiin ilman "ryhmiensä lupakortteja".
Koska heillä ei ollut asiakirjoja, jotka todistaisivat, että Pelageyan aviomies "kuoli kampanjan aikana Preussin toiminnan vihollista vastaan", Polzunov ja hänen vaimonsa pakotettiin piilottamaan avioliittoaan kolmeksi vuodeksi. Pelageya asui Polzunovin kanssa Barnaulissa ja laitureilla, jonne hänet lähetettiin, palvelijan varjossa. Pian Pelageyasta tuli äiti, sitten syntyi toinen, jälleen avioton lapsi. Polzunov asui tuolloin Kabanovskajan laiturilla, jonne hänet lähetettiin vastaanottamaan ja tallentamaan malmia, maksamaan kuljettajia jne. Tämä vieraannutti Polzunovin ja hänen vaimonsa sekä naapureiden että Barnaulin kansliakunnan huomiosta. He asettuivat laiturille yhteen hauraista asunnoista, jotka rakennettiin laiturille vieraileville kansliavirkamiehille. 31. maaliskuuta 1759 saapui kauan odotettu viesti, että Polzunov Hänen Majesteettinsa kabinetin määräyksellä "määrättiin panospäälliköksi paikallisiin tehtaisiin ja kaivostoimintaan". Hän sai oikeuden käyttää univormua ja miekkaa, ja hänellä on myös järjestys. Polzunov siirtyi "ilkeää alkuperää olevista" ihmisistä "aateloliukkaan".
Nyt he alkoivat puhua hänelle virallisissa kirjeissä: "Jalo ja kunnioitettava herra Schichtmeister." Kaikella tällä oli erittäin suuri moraalinen merkitys Polzunoville. Ja elokuussa 1761 tapahtui toinen iloinen tapahtuma. Polzunov onnistui saamaan "ikuisen muiston" ja luvan lailliseen avioliittoon Pelageya Ivanovnalle. Ei tiedetä, milloin Polzunov keksi ensimmäisen kerran ajatuksen "palo" (höyry-ilmakehän) moottorin luomisesta, joka pystyy korvaamaan vesipyörät erilaisiin tuotantotarkoituksiin. Huhtikuussa 1763 Polzunov toimitti Kolyvan-Voskresenskin tehtaiden johtajalle kenraalimajuri A.I. Poroshinille muistion, jossa ehdotettiin "palokoneen" rakentamista tehtaan tarpeisiin. Se oli yksityiskohtainen suunnittelu yleishöyrykoneelle, jonka teho on noin kaksi hevosvoimaa. Projekti sisälsi piirustuksen ja selittävän tekstin, joka kuvaa ehdotetun koneen suunnittelua ja toimintaa. "Tulipalokoneen" kuvauksessa on kohdat: "Koneen osista", "Lämmöstä", "Koostuksista", "Voiman vähentämisestä" ja "Koneen lisäämisestä" . Ne tarjoavat tietoa vedestä, ilmasta, ilmanpaineesta, höyrystä, höyrystymisprosessista, teoreettisista pohdinnoista lämmöstä (samaan aikaan Polzunov ei koskaan käytä käsitteitä "kalori" tai "lämpöarvo", jotka olivat yleisiä tuolloin; todennäköisimmin hän kallistui lämmön molekyyliteoriaan). Koneen suunnittelun selitykset osoittavat materiaalit, joista sen osat ja tekniset prosessit (valu, kiillotus, juottaminen) tulee valmistaa. Osassa "Voiman vähentäminen" Polzunov antaa laskelman koneesta, määrittää tarvittavan suhteen mäntiin vaikuttavien voimien ja koneen käyttämien palkeiden kahvoihin vaadittavien voimien välillä; Samalla hän otti huomioon myös itse koneen menetykset. Keksijä tuli siihen tulokseen, että kitkahäviöt ylitettäisiin.
Kohdassa "Tietoja koneen rakentamisesta" määritellään koneen luomiseen tarvittava metallimäärä. Tavoitteena on toteuttaa hanke mahdollisimman pienin kustannuksin. Muistiossa varamestari Polzunov jakaa myös suurenmoiset suunnitelmansa, jotka koskevat "koko valtiota", joiden tavoitteena on "helpottaa tulevien työtä". Ja keksijä aloittaa viittaamalla valtaviin tuotantokustannuksiin, joita havaitaan kaivostoiminnassa ei vain Altaissa, vaan "koko valtiossamme". Koska tehtaiden ”liikkuva perusta” on nyt vesipyörät, ”melkein kaikki tehtaat on rakennettu jokien varaan”. Tämä tekee välttämättömäksi kuljettaa malmia ja polttoainetta tehtaille kaukaa ja maksaa valtavia kuluja "kuljettajille". Polzunovin mielestä on välttämätöntä poistaa tehtaiden riippuvuus vesilähteiden saatavuudesta. Tätä varten vesimoottorit on korvattava "tulisilla" koneilla, jotka pystyvät paitsi huoltamaan ilmanpuhallusmekanismeja myös yleensä "halullamme, mitä tahansa on korjattava". Siksi on luotava uudenlainen kone.
Tuolloin kaikki yritykset käyttivät yksinomaan käsityötä. Vain joissain tapauksissa aputyössä, erityisesti työvoimavaltaisessa työssä, käytettiin isoja koneita, joista suurin osa oli puuta ja vain harvat metallia. Muutamia yksinkertaisia mekanismeja kaadettiin kirjaimellisesti kirveellä, aivan kuten "katkaistiin kota", ja sen ajan koneiden päärakentajat olivat "pato"-mestarit ja heidän alaisuudessaan olevat puusepät. Yleisimmät koneet olivat metallurgisten uunien puhaltimet ja vasarat metallien takomiseen. Edistyksellisin moottori oli vesipyörä, jonka valmistuksen päätyökalu oli jälleen kirves. Polzunovin muistiossa mainitaan "palokoneiden" käyttö palkeen puhalluksessa, koska nämä laitteet olivat yleisimpiä tehtaissa, ja hän puhui uusien moottoreiden muunlaisesta käytöstä yleisellä tasolla: "mitä pitää korjata", eli , tehdä työtä. Selvästi arvioiden täysin uuden liiketoiminnan toteuttamisen vaikeuksia Venäjällä, Polzunov ehdotti ensin rakentavansa kokeeksi yhden suunnittelemansa pienen koneen, joka palvelee puhallinlaitteistoa (joka koostuu kahdesta palkeesta) ja yhtä sulatusuunia. Asennus Polzunovin ensimmäisen projektin mukaan sisälsi: kattilan - yleensä saman mallin kuin Newcomenin koneissa; höyry-ilmakehän kone, joka koostuu kahdesta sylinteristä, joissa männät ("tunnukset") liikkuvat vuorotellen vastakkaisiin suuntiin, varustettu höyryn ja veden jakelujärjestelmillä; säiliöt, pumput ja putket veden syöttämiseen laitteistoon; voimansiirtomekanismi, joka on ketjupyöräjärjestelmän muodossa, joka käyttää puhaltimen palkea.
Kolyvano-Voskresensky-tehtaiden toimisto tarkasteli Polzunovin projektia ilman suurta viivytystä ja lähetettiin Pietariin, Hänen Keisarillisen Majesteettinsa omalle kabinetille saatekirjeen kanssa. Toimisto hyväksyi mestari Polzunovin kiitettävän aikomuksen. Mutta kanslia pelkäsi, että "tätä hanketta ei voida toteuttaa, koska ei ole todellista mekaanikkoa, joka tietäisi koneenosien koostumuksen tai joka todella rakentaisi sen. Ja vaikka joku matematiikkaa ja mekaniikkaa tunteva löytyisikin, ei sellaiseen työhön ole taitavia käsityöläisiä. Mutta jos hän, Polzunov, hyväksyy vapaaehtoisesti tuon työn ja säälimättömän johtamisen välttääkseen siten monet muutokset ja tappiot valtionkassalle ja ainakin ensimmäisessä tapauksessa valmistaa koneen pienessä muodossa ja ottaa sen käyttöön, niin virasto palkitsee hänet, hän yrittää saada muutoksen asemassa ja rahallisen palkkion korkeimmalta kabinetilta. Ja jos käsityöläisten taitojen puutteen vuoksi tapahtuu joitain virheitä ja muutoksia, virasto ei peri häneltä, Polzunovilta, vahingonkorvauksia ja suojelee häntä panettelulta. Ja vaikka tämä yritys olisi edellä mainituista syistä täysin epäonnistunut ja tappio jopa tuhat ruplaa, niin paikallisista tehtaista saatujen tulojen perusteella sitä ei voida pitää tyhjänä." Polzunovin muistio moottorin suunnittelusta ja laskelmista lähetettiin Berg Collegelle, josta jonkin ajan kuluttua tuli Berg Collegen presidentin I. A. Schlatterin johtopäätös. Schlatter huomautti, että Polzunovin uutta konetta "tulee kunnioittaa uutena keksintönä". Mutta Schlatter ei ymmärtänyt ollenkaan Polzunovin suunnittelun uutuutta, sen eroa aiemmista voimalaitoksista, joita käytettiin ilman syöttämiseen sulatusuuneihin ja jotka olivat höyrypumpun liitäntä vesipyörään. Juuri näitä asetuksia I. A. Schlatter suositteli päätelmissään.
Polzunov hylkäsi kokonaan Berg Collegen presidentin suosituksen ja alkoi toimia perusideansa mukaisesti. Mutta nyt hän päätti rakentaa autoa ei alkuperäisen, vaan uuden (toisen) projektin mukaan, mikä lisäsi merkittävästi sekä koneen kokoa ja tehoa että merkittäviä suunnittelumuutoksia. Uuden koneen oli tarkoitus syöttää ilmaa kokonaiseen uuniryhmään ja sen tehon piti olla 30 hevosvoimaa. Yhdelläkään höyrylaitoksella maailmassa ei ollut tuolloin tällaista tehoa. Keksijä ei kehittänyt vain moottorin suunnittelua, vaan myös koko puhallinjärjestelmän suunnittelua suhteessa tehtaansa olosuhteisiin. Polzunov suunnitteli keskitetyn ilmansyötön kaikkiin tehtaan uuneihin valtavilla palkeilla, joita ohjasi "tulinen kone".
Keskipalkeesta ilma johdettiin putkien kautta jokaiseen sulatusuuniin. Polzunovin koneen suunnittelussa oli nyt sen automaattinen säätö, suoratoimisen säätimen luominen tasaisen vedenpinnan ylläpitämiseksi kattilassa. Puhalluksen tasaisuuden varmistamiseksi suunniteltiin "ilmaarkku" eli puhallusakku. Tammikuussa 1764 Kolyvan-Voskresenskyn tehtaiden toimisto antoi asetuksen Polzunovin projektin toteuttamisesta Barnaulin tehtaalla. Koneen luomiseen liittyi valtavia vaikeuksia. Polzunov aloitti työnsä ilman päteviä avustajia ja päteviä työntekijöitä. Hänelle annettiin vain neljä opiskelijaa ja kaksi eläkkeellä olevaa mestaria. Tarvittavia työkaluja ei ollut, ja kaikki piti tehdä itse. 20. toukokuuta 1765 mennessä koneesta oli valmistettu jo 110 osaa höyrykattilaa lukuun ottamatta. Keksijän piti henkilökohtaisesti valvoa kaikkea, koska hänen avustajansa olivat kokemattomia. Hänen täytyi opettaa heille, kuinka kuparia ja lyijyä valataan, kattilalevyjä leikataan, porataan, sorvataan, leikataan ja kiillotetaan metallia. Polzunov teki paljon asioita omin käsin. Koneelle rakennettiin "konetalo" - vankka, parikymmentä metriä korkea puurakennus.
Joulukuuhun 1765 mennessä moottorin rakentaminen oli melkein valmis. Viimeiset kuukaudet olivat erityisen vaikeita: taukoamatonta, uuvuttavaa työtä ilman lepoa, jatkuvaa jännitystä... Marraskuussa Polzunovin kurkku alkoi vuotaa verta, mutta silti auto koottiin! Kaikki sen osat on sovitettu toisiinsa - testaus voi alkaa. Talon korkeassa osassa männät liikkuvat ja tasapainottimet heiluvat, matala osa on tarkoitettu puhaltimille. Palkea ei ole vielä tehty, kuten ei sulatusuunejakaan turhan kulutuksen välttämiseksi - siltä varalta, että kone ei lähde liikkeelle. Ja jos testi onnistuu, palkeen tekeminen ei kestä kauan. Mutta jos ensimmäisessä hankkeessa, joka lähetettiin Berg Collegeen, Polzunovin kone oli universaali - se pyöritti akselia, rakennettiin sitten käytännössä toisen projektin mukaan, kymmenen kertaa tehokkaampi ja tarkoitettu puhaltamiseen (ilman pumppaamiseen sulatusuuneihin palkeilla) , se ei ollut enää yleiskone. Rakennetussa koneessa oli yksinkertaisimmat tasapainottimet: ylös - alas, ylös - alas... Ratkaisevan koepäivän aattona kattilan alle sytytettiin tuli. Seuraavana päivänä Polzunov käänsi nosturin omin käsin päästäen höyryä sylintereihin, ja vapisten männät ja tasapainottimet alkoivat liikkua, heiluivat ketjuissa ja rakentamattomien puhaltimien tilalle ripustetut raskaat puut alkoivat liikkua tasaisesti. Auto toimi! Polzunov vaatii, että puhaltimet rakennetaan mahdollisimman pian. Hän pyytää myös varoja ja materiaaleja uuden kattilan rakentamiseen paksummista levyistä, sillä rakennettu kattila on tarkoitettu vain koneen koekäyttöön, mutta ei jatkuvaan käyttöön. Keksijä pyrkii poistamaan testeissä havaittuja puutteita ja puutteita - ennen kaikkea sylintereihin tarvitaan uudet männän tiivisteet. Mutta joka päivä Polzunovin voimat heikkenivät, ja hän kehitti ohimenevää kulutusta. Hän yrittää edelleen työskennellä, mutta hänen kurkkunsa vuotaa verta yhä useammin. 27. toukokuuta 1766 Ivan Ivanovich Polzunov kuoli. Vähän ennen kuolemaansa hän kirjoitti Pietariin raportin, että moottori on valmis, ja pyysi, että koneen jatkotyöt uskottaisiin hänen oppilailleen D. Levzinille ja I. Chernitsynille.
Viikko Polzunovin kuoleman jälkeen aloitettiin koneen uudet testit ja puutteiden poistaminen: sylintereiden epätarkka käsittely, kuoret ja epäsäännöllisyydet sekä jo valmiit ilmapalkkeet. Polzunovin koneen vuoden 1766 koepäiväkirjasta voi lukea: ”Toukokuun 23. päivänä iltapäivällä kello 2 vesi nostettiin säiliöstä ylemmälle rintaan... ja kone alkoi toimia, palkeet olivat tahallisella liikkeellä, kiinnitetyistä paljeputkista tai rintakehän suuttimista ilma virtaa tyytyväisenä kaikkiin kahteentoista putkeen, ja todettiin, että ilmaa riittää 10 tai kaikkiin 12 uuniin... (Paremman testauksen vuoksi kone, päätettiin rakentaa kolme sulatusuunia ja tehdä malmin koesulatus.) 4. elokuuta. Sulaton rakentamisen jälkeen... aamulla kello 7 kone otettiin käyttöön, joka jatkui iltapäivällä klo 2:een asti ja lopuksi, koska kukaan ei tiedä miksi, yhtäkkiä pohjassa embolia vasen sylinteri pysähtyi... 7. elokuuta. Säätimen korjauksen jälkeen tämä kone otettiin turvallisesti käyttöön ennen puoltapäivää kello 6 ja sulatusuunit otettiin käyttöön turvallisesti puolen päivän jälkeen kello 2..." Mutta 10.11.1766 vuoto tapahtui kattilassa, joka paloi laiminlyönnistä (uunin suojakatto romahti). Näytti siltä, että kattila pitäisi korjata tai tehdä uusi, kuten Polzunov elinaikanaan pyysi, ja sitten kone pitäisi käynnistää.
Mutta niin ei käynyt. Kuitenkin, kuten virasto raportoi, "tämän koneen rakentamisen kautta ei vain palautettu kaikkia kustannuksia, vaan paljon voittoa jäi..." Kesällä 1778 Kolyvano-Voskresenskin tehtaiden uusi johtaja Irman, kirjoitti hänen Majesteettilleen: "... ja miten se kone nyt yli kymmenen vuoden ajan on ilman mitään toimintaa, tyhjäkäynnillä... rakennus on erittäin rappeutunut, se on vaarallista, jotta se ei hajoa kokonaan ja siten sylinterit , putket ja muut lukuisat siihen kootut, erityisesti tulevaan tehdastoimintaan sopivat osat eivät ole vaurioituneet, ja siksi, ettei hallituksen tappiota seuraa...” vuonna tuli vastaus: ”Määritetyistä syistä pura tulinen kolossi , hajottaa sen vieressä sijaitseva tehdas ja käyttää puuta mihin se sopii, ja varastoida jäsenet tulevia joskus tulevia tarpeita varten...” Lyhyestä työajasta huolimatta Polzunovin ”tulinen kone” on ensimmäinen venäläinen höyry jatkuvan toiminnan moottori, jonka ansiosta Ivan Ivanovich Polzunovin nimi pysyy ikuisesti maailmantekniikan historiassa.
Polzunov Ivan Ivanovich on venäläinen keksijä, Venäjän ensimmäisen höyrykoneen ja maailman ensimmäisen kaksisylinterisen moottorin luoja. I. I. Polzunov syntyi Jekaterinburgin kaupungissa vuonna 1729 sotilaan perheeseen. Valmistuttuaan Jekaterinburgin kaivoskoulusta vuonna 1742 hän oli "mekaanikon opiskelija" Uralin tehtaiden päämekaanikon N. Bakharevin johdolla. Siihen mennessä hän oli opiskellut 6 vuotta Jekaterinburgin metallurgisen tehtaan verbaalissa ja sitten aritmeettisessa koulussa, mikä oli tuolloin melko paljon. Barnaulissa nuori Polzunov sai Gittenschreiberin eli sulavan virkailijan viran. Vuonna 1750 hän läpäisi kokeet ja ylennettiin Unterschichtmeisterin esiupseeriarvoon. I. I. Polzunov oli generalisti. Sitä käytettiin kuparisulaton suunnitteluun ja uusimiseen, lasitehtaan tekniikan virheenkorjaukseen, sahan ja kullanpesutehtaan rakentamiseen Zmeinogorskin kaivokselle; pitkään hän johti malmia kuljettavaa laivuetta, suunnitteli teitä, rakensi laitureita, malmia kuljettavia aluksia, tutki Charysh- ja Ob-jokien väylää, loi niiden karttoja; osallistui uusien tehtaiden suunnitteluun, Kabanovan ja Biyskin linnoitusten korjaukseen ja jälleenrakentamiseen sekä perusti reitin ja pääristeyksen Chumysh-joen yli Ust-Talmenkaan.
Hän on aktiivisesti mukana keksinnöissä ja rationalisoinnissa, ja tämä intohimo jätti hänet vasta hänen elämänsä loppuun asti. Esimerkiksi laitureilla työskentelyn kokemuksensa perusteella hän ehdotti nerokasta ja taloudellista tapaa laittaa rahtilaivoja talvivarastointiin. Innovaatio koostui seuraavista: joen pohjalle asennettiin puiset kannet, joille alukset voitiin laskea vesille "ilman nostamista". Kun vesi laantui, laivat joutuivat kuivalle maalle. Kaikella, mitä Polzunov keksi, oli yksi tavoite - helpottaa ihmisten työtä.
Tuolloin Venäjän kaivostuotantoprosessit olivat täysin riippuvaisia vesipyörästä - pääenergian lähteestä. Huhtikuussa 1763 hän asetti tehtaan päällikön pöydälle odottamattoman projektin "tulisesta" koneesta. I.I. Polzunov tarkoitti sitä puhalluspalkeen voimanlähteeksi. Polzunov ehdotti rakentavansa ensin kokeeksi yhden pienen koneen, jonka hän oli kehittänyt palvelemaan ilmapuhalluslaitteistoa (joka koostuu kahdesta palkeesta) yhdellä sulatusuunilla.
Hanke, joka esiteltiin tsaarikabinetille, ilmoitettiin Katariina II:lle. Hän ylensi käskyllään Ivan Polzunovin "mekaanikoksi, jolla on insinöörikapteeni-luutnantin arvo ja arvo", päätti antaa hänelle "neljassadan ruplan" palkkion ja, jos mahdollista, lähettää hänet opiskelemaan tiedeakatemiaan. Maaliskuusta 1764 lähtien kaivospiirin toimisto vapautti Polzunovin kaikista muista virallisista tehtävistä ja hyväksyi hänet vain uuden koneen suunnittelijaksi ja rakentajaksi, jolla on vankka valtion palkka. Joten I. I. Polzunovista tuli ensimmäinen asiantuntija, suunnittelija ja keksijä Venäjällä! Kone luotiin hyvin lyhyessä ajassa; joulukuussa 1765 suoritettiin tyhjät testit, komissio oli vakuuttunut toimintavalmiudestaan.
Valtava ylikuormitus ja työskentely lämmittämättömässä huoneessa yöhön asti, jolloin koneiden kylmät metalliosat polttivat hänen kädet pakkasella, heikensi Polzunovin terveyttä. 16. toukokuuta 1766 kello kuusi illalla Barnaulissa, I.I. Polzunov kuoli.
Kone antoi ensimmäisen räjähdyksensä 7. elokuuta ja työskenteli lyhyillä tauoilla marraskuuhun asti, jolloin se onnistui paitsi kattamaan kaikki rakennuskustannukset, myös tekemään valtavan voiton. Polzunovin kone toimi hieman yli kolme kuukautta, ja rikkoontumisen jälkeen se pysäytettiin. Rikkoutunut yksikkö purettiin osiin.
Polzunovin kone unohdettiin pian, ja ensimmäisestä moottorista alettiin puhua sen jälkeen, kun kuuluisa skotlantilainen keksijä James Watt suunnitteli sen uuden version vuonna 1774, eli paljon myöhemmin kuin Polzunov. Watin konettakin käytettiin laajasti käytännössä ja sillä oli tärkeä rooli siirtymisessä konetuotantoon. Ensimmäisen höyrykoneen loi kuitenkin Ivan Ivanovich Polzunov Altaissa.
kuuntele)) - Venäläinen keksijä, Venäjän ensimmäisen höyrykoneen ja maailman ensimmäisen kaksisylinterisen höyrykoneen luoja.
Elämäkerta
Polzunov syntyi Turinskin talonpoikien syntyperäisen sotilaan perheeseen. Valmistuttuaan Jekaterinburgin kaivoskoulusta vuonna 1742 hän oli "mekaanikon opiskelija" Uralin tehtaiden päämekaanikon N. Bakharevin johdolla. Siihen mennessä hän oli opiskellut 6 vuotta Jekaterinburgin metallurgisen tehtaan verbaalissa ja sitten aritmeettisessa koulussa, mikä oli tuolloin melko paljon. Barnaulissa nuori Polzunov sai Gittenschreiberin eli sulavan virkailijan viran. Tämä työ ei ole vain tekninen, sillä nuori mies oppi kuinka paljon ja millaista malmia, hiiltä, sulatteita tarvitaan sulatukseen tietyssä uunissa, ja tutustui, vaikkakin teoreettisesti, sulatusjärjestelmään. Nuoren Gittenschreiberin lahjakkuus oli niin ilmeinen, että se kiinnitti tehtaan johdon huomion.
Barnaulin tehtaan kirjastossa hän tutustuu M. V. Lomonosovin teoksiin ja opiskelee myös höyrykoneiden suunnittelua.
Alle 3 vuotta Barnauliin muuttamisen jälkeen, 11. huhtikuuta 1750, yhden tehtaan johtajan ja kaivosalan suurimman asiantuntijan Samuel Christianin suosituksesta Polzunov ylennettiin nuoremmaksi johtajaksi palkkaa korottamalla 36:een. ruplaa. vuonna. Samanaikaisesti uuden tuotannon kanssa päätettiin, että Christianin tulisi kouluttaa Polzunov, jotta Polzunov "... voisi olla ylennettävä pääupseeriksi". Päätöslauselmassa ilmoitettiin Polzunoville "... että jos hän osaa mainitut tieteet ja on myös taitava, niin hänelle määrätään vanhemman aliherran palkka, eikä hänelle myöskään jätetä arvonkorotusta. ” Tätä päätöstä, joka antoi Polzunoville mahdollisuuden toteuttaa opetushalunsa, ei toteutunut. Andreas Beerin kuoleman jälkeen toukokuussa 1751 hänelle uskottu tehtaiden johtaminen kiireisenä Christiani pyrki käyttämään Polzunovia luotettavana ja tunnollisena työntekijänä erilaisissa taloustehtävissä. Ihmisten, erityisesti asiantuntijoiden, puute oli Kolyvan-Voskresenskin tehtaiden vitsaus. Monet työntekijät kuolivat huonon ravinnon (leipää toimitettiin ajoittain satojen kilometrien päähän), kotitalouden epävakauden ja sairaanhoidon puutteen vuoksi. 26. kesäkuuta 1750 nuorempi Unterschichtmeister Ivan Polzunov sai tehtävän tarkistaa, onko paikka Charysh-joella, Tugozvonnayan kylän yläpuolella (nykyinen Charyshskyn alue), valittu oikein, sekä mitata ja kuvata tie Zmeinogorskyn kaivos. Siihen mennessä sinne oli kertynyt valtavia malmikasoja, joita he eivät ehtineet poistaa. Polzunov tarkasti laskeutumispaikan ja käveli sitten mittaketjun kanssa kaivokselle asti. Hän mittasi 85 verstaa 400 sylaa, merkitsi koko reitin paaluilla ja jopa hahmotteli "talvimajat" - käteviä paikkoja yöpymiseen malmilla. Tulevan tien pituus osoittautui 2 kertaa lyhyemmäksi kuin olemassa oleva malmitie.
Matkan tulosten perusteella hän "tei" piirustuksen yksityiskohtaisella kuvauksella, joka osoitti myös olevansa erinomainen piirtäjä (tämä piirustus säilyy edelleen Altain alueen valtionarkistossa). Polzunov palasi tehtaalle heinäkuussa, ja elokuussa hänet lähetettiin jälleen Krasnojarskin laiturille, jossa hän tällä kertaa viipyi koko vuoden. Syksyllä hän rakensi malmivajan, vartiomajan vartiosotilaille, talvella hän otti vastaan viisituhatta puntaa malmia talonpoikavaunuilta, ja keväällä hän järjesti sen lähetyksen Charyshia ja Obia pitkin Barnaulin tehtaalle; Hän palasi Gittensteyburgiin vasta syksyllä.
21. syyskuuta 1751 Polzunov esitti jälleen yhdessä kumppaninsa A. Beerin kanssa kanslialle yhteisen hakemuksen, jossa hän vaati ja muistutti lupauksesta opettaa heille kaivostieteitä. Mutta vasta marraskuussa 1753 Christiani lopulta täytti pyyntönsä. Hän määrää Polzunovin valvomaan sulattojen työtä kuuden kuukauden ajan ja sitten Zmeinogorskin kaivokselle. Tämä oli koulutusta. Minun täytyi opetella sulatusuunissa, kaivoksessa, ottamalla käyttöön alan ammattilaisten kokemusta ja tietoa, sillä Altaissa ei tuolloin ollut yliopistoja, teknisiä kouluja tai edes kouluja, kuten ei ollut venäjänkielistä teknistä kirjallisuutta. Erilaisten kaivostoimintojen opiskelun lisäksi Polzunov osoitti itsensä ensimmäisen kerran keksijänä. Hän osallistui uuden sahan rakentamiseen lähellä patoa. Saha oli ensimmäinen tehdasrakennus, joka pystytettiin I. I. Polzunovin johdolla.
Se edusti yhtä sen ajan monimutkaisimmista teknisistä rakenteista. Pyörivältä vesipyörältä siirto suoritettiin kahdelle sahan rungolle, "rekiin", jolla sahatut puut siirrettiin, sekä puunvetäjälle. Voimansiirtomekanismi oli monimutkainen sarja liikkuvia osia, joihin kuului: nokkavaihteisto, vaihteisto, akselit, kammet, kiertokanget, räikkäpyörät, köysiportit. Täällä Polzunov sai käytännön koulutuksen monimutkaisten automaatioelementtejä sisältävien voimansiirtomekanismien suunnittelussa ja asennuksessa. Erittäin mielenkiintoinen oli Polzunovin päätös sijoittaa saha ei lähelle patoa, vaan jonkin matkan päähän Zmeevka-joesta kiertokanavan varrelle.
Marraskuussa 1754 Polzunov määrättiin tehtaalle johtamaan "käsityöläisten ja työläisten toimeksiantoa töihin" sekä "valvomaan kaikkea työtä". Tähän mennessä Polzunov oli saavuttanut esimiehensä keskuudessa sellaisen vallan, jota kenelläkään hänen Unterschichtmeister-tovereistaan ei ollut.
Tammikuussa 1758 Pietariin suunniteltiin lähettää toinen hopeavaunu. Vain upseerille voitiin uskoa tällainen lasti, joka oli vähintään 3600 kg hopeaa ja 24 kg kultaa. Mutta siihen mennessä niitä oli saatavilla vain neljä. Oli "mahdotonta" olla ilman kumpaakaan kahdeksasta kymmeneen kuukauteen (niin kauan kesti matka pääkaupunkiin) vahingoittamatta liiketoimintaa. Ja toimisto keksi tällaisen ulospääsyn; Armeijakapteeni Shirman nimitettiin karavaaniupseeriksi, ja koska hän ei ollut perillä tehdasasioista, Untersichtmeister Polzunov tunnistettiin kykeneväksi auttamaan häntä siinä tapauksessa, että "jos joku kysyi jotain, hän pystyi välittämään sen selkeästi ja yksityiskohtaisesti". Hänelle annettiin myös paketti, jossa oli asiakirjoja siirrettäväksi kabinettiin, sekä suuri rahasumma tehtaan tarvitsemien tavaroiden ostoon.
Tämä matka oli Polzunoville kaksinkertaisesti, kolminkertaisesti iloinen. Hän sai mahdollisuuden vierailla, vaikkakin juuri kulkemassa, kotimaassaan Jekaterinburgissa nähdäkseen pääkaupungin Moskovassa ja Venäjällä. 64. päivänä karavaani saapui Pietariin. Polzunoville annettiin jälleen tehtäväksi luovuttaa jalometallit. Ne vastaanotti henkilökohtaisesti rahapajan johtaja Johann Wilhelm Schlatter, Venäjän suurin kaivos-, kolikon- ja metallurgian asiantuntija. Pietarin jälkeen Polzunov viipyi Moskovassa vielä kolme kuukautta ostaakseen viraston tilaamia tavaroita. Täällä hän löysi henkilökohtaisen onnensa - hän tapasi nuoren sotilaan lesken Pelageya Povalyaevan. He lähtivät yhdessä Siperiaan.
Tammikuussa 1759 Polzunov lähetettiin Krasnojarskin ja Kabanovskajan laitureille valvomaan malmin vastaanottoa. Täällä hän sai maaliskuussa Christianilta kirjeen, joka alkoi näin: "Jaloin ja kunniallisin herra Schichtmeister." Vaalittu unelma toteutui, kymmenen vuoden moitteeton palvelus kruunasi menestyksen - Polzunovista tuli upseeri ja hänet siirrettiin upseerin virka - Kolyvanin tehtaan komissaari "tuloilla ja kuluilla rahakassa" tai nykyisten käsitteiden mukaan tehtaan talousasioista vastaava varajohtaja.
Samaan aikaan Kolyvano-Voskresenskyn tehtaiden liiketoiminta alkoi laskea. Joten, jos Beerin kuolinvuonna 1751 hopeasulatus saavutti 366 puntaa, niin vuonna 1760 se putosi 264 paunaan. Hallitus, tai pikemminkin tehtaiden kruunattu omistaja, ei halunnut sietää tällaista tulonmenetystä. Lokakuussa 1761 tehtaiden päällikkö A.I. Poroshin, joka oli äskettäin ylennetty kenraalimajuriksi, palautettiin Altaille. Hän toi mukanaan koko paketin toimenpiteitä "tehtaiden parantamiseksi", jonka hallitus oli kehittänyt (hänen osallistumisellaan) ja hyväksynyt keisarinna. Yksi näistä toimenpiteistä oli uuden hopeasulatton rakentaminen.
A.I. Poroshinin saapuessa etsinnät saivat laajan ulottuvuuden. Kaikki vuoristoupseerit olivat mukana niissä, vain I.I. Polzunov ei ollut mukana. Pian ennen kuin hän johti osastoa (toimistoa) Barnaulin tehtaan "puu- ja savustusosastoilla", hänelle annettiin aikaa tottua uuteen hankalaan asemaan. Mutta hän ei halunnut pysyä poissa siitä, mistä koko "kaivosyhteiskunta" eli, hän etsi myös ulospääsyä, vain hänen ajatuksensa kulkivat toiseen suuntaan: kuinka voittaa kaivostuotannon riippuvuus vesipyörästä?
Huhtikuussa 1763 hän asetti tehtaan päällikön pöydälle odottamattoman ja rohkean projektin "tulisesta" koneesta. I. I. Polzunov tarkoitti sen puhalluspalkeen voimanlähteeksi; ja tulevaisuudessa hän haaveili mukauttaa "tahtojemme mukaan, mikä on korjattava", mutta hänellä ei ollut aikaa tehdä tätä. Tuolloin Venäjällä tai maailmassa ei ollut yhtään höyrykonetta. Ainoa lähde, josta hän tiesi, että maailmassa on sellaista, oli Pietarissa vuonna 1760 julkaistu I. V. Schlatterin kirja "Yksityiskohtaiset ohjeet kaivostoimintaan". Mutta kirja sisälsi vain kaavion ja Newcomenin yksisylinterisen koneen toimintaperiaatteen, eikä sanaakaan sen valmistustekniikasta.
Polzunov lainasi I. V. Schlatterilta vain idean höyryilmakehän moottorista, kaiken muun hän keksi itse. Hän sai tarvittavat tiedot lämmön luonteesta, veden, ilman ja höyryn ominaisuuksista M. V. Lomonosovin teoksista. Selvästi arvioidessaan täysin uuden liiketoiminnan toteuttamisen vaikeuksia Venäjällä, Polzunov ehdotti rakentavansa ensin kokeeksi yhden pienen koneen, jonka hän oli kehittänyt palvelemaan puhallinlaitteistoa (joka koostuu kahdesta palkeesta) yhdellä sulatusuunilla.
Muistiinpanon liitteenä olevassa piirustuksessa, selittävässä tekstissä, Polzunovin ensimmäisen projektin mukainen asennus sisälsi: kattilan - yleensä saman mallin kuin Newcomenin koneissa; höyry-ilmakehän kone, joka koostuu kahdesta sylinteristä, joissa männät ("tunnukset") liikkuvat vuorotellen vastakkaisiin suuntiin, varustettu höyryn ja veden jakelujärjestelmillä; säiliöt, pumput ja putket veden syöttämiseen laitteistoon; voimansiirtomekanismi ketjullisten hihnapyörien järjestelmän muodossa (Polzunov kieltäytyi tasapainottimesta), joka käyttää puhaltimen palkea. Kattilan vesihöyry pääsi yhden työsylinterin mäntään. Tämä tasoitti ilmanpaineen. Höyrynpaine oli vain hieman korkeampi kuin ilmakehän ilmanpaine. Sylinterin männät yhdistettiin ketjuilla, ja kun toinen männistä nostettiin, toinen laskettiin. Kun mäntä saavutti yläasennon, höyryn pääsy pysähtyi automaattisesti ja kylmää vettä ruiskutettiin sylinterin sisään. Höyry tiivistyi ja männän alle muodostui tyhjiö (harvinainen tila). Ilmakehän paineen voimalla mäntä laskettiin ala-asentoon ja vedettiin mäntää pitkin toisessa työsylinterissä, johon päästettiin samasta kattilasta höyryä tasaamaan paine automaattisesti moottorin voimansiirtomekanismista toimien. Se, että männät liikkeenvälitysjärjestelmällä yhdistettiin ketjuilla, osoittaa, että mäntiä nostettaessa ketjua pitkin liikettä ei voitu välittää (ketjua ei jännitetty). Kaikki moottorin osat toimivat laskeutuvan männän energian ansiosta. eli mäntä, joka liikkui ilmanpaineen vaikutuksesta. Höyry ei tuottanut hyödyllistä työtä moottorissa. Tämän työn määrä riippui lämpöenergian kulutuksesta koko syklin ajan. Kulutetun lämpöenergian määrä ilmaisi kunkin männän potentiaalienergian määrän. Tämä on kaksinkertainen ilmakehän ja höyryn kierto. Polzunov ymmärsi selvästi lämpömoottorin toimintaperiaatteen. Tämä näkyy esimerkeissä, joilla hän luonnehti olosuhteita, joiden avulla hän keksisi moottorin parhaan toiminnan. Hän määritteli moottorin toiminnan riippuvuuden höyryä tiivistävän veden lämpötilasta seuraavin sanoin: "emvolien toiminta ja niiden nousu ja lasku tulee sitä korkeammaksi mitä kylmempää vesi on fantaaleissa, ja vielä enemmän sellaisista. että se saavuttaa lähellä jäätymispistettä eikä ole vielä paksuuntunut." ja tästä koko liikkeessä se antaa paljon kykyä."
Tätä kantaa, joka tunnetaan nyt termodynamiikassa erään sen peruslain erikoistapauksena, ei ollut vielä muotoiltu ennen Polzunovia. Nykyään tämä tarkoittaa sitä, että lämpökoneen työ on sitä suurempi, mitä alhaisempi on höyryä tiivistävän veden lämpötila ja varsinkin kun se saavuttaa veden jähmettymispisteen - 0 celsiusastetta.
Polzunovin moottori hänen vuoden 1763 projektissaan oli tarkoitettu syöttämään ilmaa sulatusuuneihin puhaltimen palkeilla. Haluttaessa moottori voisi helposti suorittaa pyörimisliikkeitä Venäjällä laajalti tunnetun kampimekanismin avulla. Kolyvan-Voskresenskyn tehtaiden toimisto arvioi Polzunovin projektin, ja tehtaiden johtaja A. I. Poroshin arvosti sitä suuresti. Poroshin huomautti, että jos Polzunov sitoutuu valmistamaan koneen, joka soveltuu useiden uunien huoltoon kerralla, jos hän rakentaa koneen, joka soveltuu veden kaatamiseen kaivoksista, niin virasto tukee mielellään hänen suunnitelmiaan. Lopullinen päätös tästä asiasta jäi hallitukselle ja tehtaiden omistajalle Katariina II:lle. Projekti lähetettiin Pietariin, mutta hallituksen vastaus saatiin Barnauliin vasta vuotta myöhemmin.
Hallituksen asetuksella 19. marraskuuta 1763 keisarinna myönsi keksijälle "mekaanikoille" konekapteeni-luutnantin arvon ja arvonimen. Tämä tarkoitti, että Polzunoville annettiin nyt 240 ruplaa vuosipalkka, johon lisättiin kaksi hoitajaa ja hevosten ylläpito, hän sai 314 ruplaa. Hänelle luvattiin 400 ruplan palkkio. Kaikki tämä ei ole pientä armoa. Se osoittaa jälleen kerran, että keisarinna Katariina II rakasti säilyttää maineensa tieteiden ja taiteiden suojelijana. Mutta kannustimen suuruus vahvistaa, että Polzunovin keksinnön merkitystä ei ymmärretty Pietarissa.
Kun hallitus pohti moottorin suunnittelua, Polzunov ei tuhlannut aikaa toisen vaiheen projektin parissa. Hän suunnitteli tehokkaan lämpömoottorin 15 sulatusuuniin. Tämä oli jo todellinen lämpövoimala. Polzunov ei vain lisännyt moottorin kokoa, vaan toi siihen useita merkittäviä muutoksia. Kun tehokkaan moottorin projekti oli saatu päätökseen, Polzunov sai tietää, että kabinetti, joka oli tutustunut hänen ensimmäiseen projektiinsa, myönsi hänelle mekaanikon arvonimen ja päätti antaa hänelle palkkiona 400 ruplaa, mutta ei tehnyt päätöstä aineesta. asiasta.
Tästä hallituksen kannasta huolimatta Kolyvano-Voskresenskin tehtaiden johtaja A.I. Poroshin antoi Polzunoville mahdollisuuden jatkaa projektin ensimmäisen vaiheen toteuttamista. Maaliskuussa 1764 I. I. Polzunov ehdotti suuren lämpökoneen rakentamisen aloittamista. Poroshin hyväksyi tämän ehdotuksen. Niinpä Barnaulin laitoksella aloitettiin maailman ensimmäisen universaalin lämpövoimalaitoksen rakentaminen.
Tämä oli vakava päätös jo pelkästään siksi, että auto maksaisi vähintään uuden tehtaan rakentamisen. Polzunovin oli jätettävä työ- ja materiaalihakemus. Ennen koneen rakentamisen aloittamista keksijä kohtasi vaikeuden: hänen suunnitelmiaan toteuttavien ihmisten sekä rakentamiseen tarvittavien työkalujen ja mekanismien puute. Venäjän ensimmäinen höyrykone jouduttiin rakentamaan, mutta siellä ei ollut rakentamista johtavia asiantuntijoita eikä tällaisten moottoreiden suunnitteluun perehtyneitä päteviä työntekijöitä. Polzunov itse, joka otti vastaan työn pääjohtajan vastuut, ratkaisi jossain määrin teknisen hallinnan ongelman, mutta nimenomaan "jossain määrin", koska yhden henkilön ei voinut hallita tällaista uutta ja monimutkaista. tekninen yritys.
Työntekijöiden valintaongelma osoittautui yhtä vaikeaksi. Tarvittiin kokeneita mallintekijöitä, valimotyöntekijöitä, seppiä, mekaanikkoja, puuseppiä, polttimia, kupari- ja juotosasiantuntijoita. Polzunovin laskelmien mukaan moottorin rakentamiseen olisi pitänyt osallistua suoraan 76 henkilöä, joista 19 oli erittäin pätevää käsityöläistä. Näytti mahdottomalta saada tällaisia asiantuntijoita paikallisesti. Oli vain yksi ulospääsy; soita asiantuntijoille Uralista - teknisen henkilöstön takomosta.
Vaikeudet rakennustyökalujen ja -mekanismien hankinnassa osoittautuivat vielä ylitsepääsemättömämmiksi. Keksijän suunnitelman mukaan "koko koneen tulisi olla metallia", mikä väistämättä vaati erityisten metallintyöstölaitteiden läsnäoloa, jota Venäjällä ei melkein ollut käytettävissään. Asiaa pahensi se, että moottoria rakennettiin Altaissa, ja tällä alueella oli kehittynyt kuparin ja hopean sulatustuotanto, mutta takapajuisia valimo-, taonta- ja metallintyöstölaitteita. Keksijän aavistus ei pettänyt häntä. Toimisto hyväksyi täysin vain tarvittavaa materiaalimäärää koskevat näkökohdat. Koska tehtaan johto ei halunnut käyttää rahaa kokeneiden käsityöläisten kutsumiseen kaukaisista Uraleista, se myönsi Polzunoville neljä opiskelijaa, jotka hän tunsi ja joita hän pyysi nimittämään, kaksi eläkkeellä olevaa käsityöläistä ja neljä sotilasta vartioimaan rakennustyömaa. Virasto päätti määrätä loput käsityöläiset (yli 60 henkilöä) Polzunoville tarpeen mukaan, "kuinka paljon työtä hänen, Polzunovin, on tehtävä".
Autoa rakennettiin kahdessa paikassa kerralla. Sylinterien, kuormalavojen ja muiden suurten osien valu ja käsittely suoritettiin yhdessä Barnaulin tehtaan työpajoista, jossa oli mahdollista käyttää vesipyörää, sorveja, tasoituskoneita (valssauskoneita, vesitoimisia vasaroita) pallomaiset kuparilevyt kattilan kokoamiseen; pieniä osia valettiin ja takottiin väliaikaisesti suljetun lasitehtaan tiloissa, jonne rakennettiin erityisesti tätä tarkoitusta varten pieni sulatusuuni, johon oli kiinnitetty takomo. Tehdas sijaitsi lammen yläjuoksulla kolmen mailin päässä kylästä. Sellainen kuorma voi uuvuttaa terveen ihmisen ja hän kehittää kulutusta.
Vuoteen 1765 mennessä koneen osat olivat pääosin valmiita. Ennen talvea jäljellä olevana aikana sille piti rakentaa rakennus, jossa tarvitsisi "suurelta osin yhdistää" ja koota auto. Polzunov lupasi tehdä tämän lokakuuhun mennessä. Maailman ensimmäinen lämpökone rakennettiin lammen oikealle rannalle, lähellä Barnaulin hopeasulattoa, pienen lasitehtaan viereen. He rakensivat autolle suuren navetan, kolmikerroksisen talon korkeuden.
Valtava ylikuormitus ja työskentely lämmittämättömässä huoneessa yöhön asti, jolloin koneiden kylmät metalliosat polttivat hänen kädet pakkasella, heikensi Polzunovin terveyttä. Tiedetään, että toukokuusta 1764 elokuuhun 1765 hän kääntyi kolme kertaa Barnaulin sairaalan lääkärin Yakov Keesingin puoleen saadakseen apua, koska hän oli "kiihtynyt rintapuukotukseen".
Joulukuun 7. päivään mennessä koneen kokoonpano oli käytännössä valmis, ja keksijä päätti tehdä sen ensimmäisen koeajon ja testata sen toiminnassa. Mutta julkaisun aikana ilmeni myös useita puutteita (mikä on täysin luonnollista). Polzunov alkoi heti korjata niitä. Siihen mennessä hän oli muuttanut lasitehtaan asuntoon. Ei tarvinnut tuhlata aikaa matkustamiseen kylältä ja takaisin. Nyt hän katosi auton luo, kunnes hänen voimansa jättivät hänet kokonaan.
Hän palasi kotiin pimeän tultua, täysin jäähtyneenä, tuskin liikuttaen jalkojaan ja yskien verta. Ja aamulla vaimonsa suostuttelusta ja kyyneleistä huolimatta hän kiirehti jälleen autoon. Oli aivan selvää, että kun tunsi lopun olevan lähellä, hänellä oli kiire saattamaan aloittamansa työ päätökseen henkensä kustannuksella. Lyhyt talvipäivä ei riittänyt, illat olivat liian pitkiä. Tiedetään, että 30. joulukuuta 1765 Polzunov sai kolme kiloa kynttilöitä. Maaliskuuhun mennessä keksijän suunnitelman mukaan tehdyt valtavat palkeenpäälliset toimitettiin lopulta 8 hevoselle. Ne asennettiin ja auto koottiin lopulta kokonaan. Asia jätettiin sulatusuuneihin.
Keväällä 1766 Polzunovin sairaus paheni. Huhtikuun 18. päivänä hänen kurkkunsa alkoi jälleen vuotaa verta, minkä jälkeen hän ei enää pystynyt nousemaan sängystä. Keksijä ymmärsi armottoman selkeästi, ettei hän eläisi näkemään koneen käynnistämisen. Huhtikuun 21. päivänä Polzunov saneli opiskelijalleen Vanja Tšernitsynille (hän itse ei osannut enää kirjoittaa) keisarinnalle osoitetun vetoomuksen, jossa hän pyysi luvattua palkintoa perheelleen.
16. toukokuuta 1766 kello kuusi illalla Barnaulissa, Irkutskin linjalla (nykyinen Pushkinskaya katu) I. I. Polzunov kuoli. Hän oli 38-vuotias.
Viikko I. I. Polzunovin kuoleman jälkeen, 23. toukokuuta (5. kesäkuuta) 1766, aloitettiin maailman ensimmäisen lämpömoottorin viralliset testit. Ensimmäisenä päivänä testaajat tulivat siihen johtopäätökseen, että kone voi käyttää palkeita syöttämään ilmaa 10-12 uuniin. Polzunovin rakentama suuri moottori poikkesi rakenteeltaan merkittävästi koneesta, jonka hän kuvaili alkuperäisessä projektissa 1763. Liikkeen välitys koneille, joita moottorin oli tarkoitus palvella, suoritettiin tasapainottimien avulla. Suuremman lujuuden saavuttamiseksi keksijä teki ketjut, jotka yhdistävät moottorin männät tasapainottimiin erillisistä rautatangoista ja saranoiduista, tyyppiä, joka tunnetaan nykyään nimellä "Gall-ketjut". Kattilan lämmitetyn veden syöttö oli automatisoitu. Polzunov keksi yksinkertaisen mekanismin, joka varmisti, että vesi kattilassa pysyi samalla tasolla moottorin käydessä. Tämä yksinkertaisti konetta huoltavien ihmisten työtä.
Muisti
I. I. Polzunovin muistomerkki Altain valtion teknillisen yliopiston päärakennuksen edessä
Altain valtion teknillinen yliopisto kantaa nimeä I. I. Polzunov, vastapäätä päärakennusta, jonka keksijälle on muistomerkki.
Tekninen kehitys on jossain määrin ennalta määrättyä: on vaikea kuvitella sivilisaatiota, joka menisi avaruuteen hallitsematta sähkön käyttöä tai tietämättä mitä suihkukoneisto on. Monet luonnonlait muotoilivat lähes samanaikaisesti kaksi eri maissa asunutta tiedemiestä - muistakaamme koulun opetussuunnitelmasta hyvin tuttu Boyle-Mariotten laki. Tieteessä tätä tapahtuu niin usein, että sille on jopa keksitty erityinen termi - "useita löytöjä". Sitä käytetään puhuttaessa löydöistä, jotka on tehty itsenäisesti ja enemmän tai vähemmän samanaikaisesti.
Kaksisylinterisen höyrykoneen löytöä, joka yleensä lasketaan englantilaisen James Wattin ansioksi, tuskin voi kutsua moninkertaiseksi - jos vain siksi, että venäläinen mestari Ivan Polzunov loi sen melkein kaksikymmentä vuotta aikaisemmin. Maailmassa Wattia pidetään kuitenkin edelläkävijänä, ja syyt tähän ovat luonteeltaan hyvin erilaisia. Ensinnäkin hänen höyrykoneensa löysi kaupallisen sovelluksen, ja sitä kopioitiin ensin Isossa-Britanniassa ja sitten kaikkialla maailmassa - toisin sanoen siitä, ei Polzunovin "palokoneesta", tuli höyrymaailman esi- ja suunnannäyttäjä. Toiseksi, Venäjä pysyi Euroopalle eksoottisena reuna-alueena melko pitkään - kulttuuristen esteiden ja tuolloin kehittymättömän venäläisen tieteellisen journalismin vuoksi maailma sai tietää Polzunovin autosta myöhässä ja näkee sen nyt huvittavana uteliaana.
Ollakseni täysin rehellinen, keksijä, joka sai ensimmäisenä höyryn toimimaan, ei ollut James Watt tai edes Polzunov, vaan antiikin kreikkalainen Aleksandrian Heron, joka noin 130 eaa loi niin sanotun aeolipilin - primitiivisen höyryturbiinin. Höyry tuli onttoon palloon paineen alaisena, sitten mekaanikko avasi kaksi palloon yhdistettyä L-muotoista putkea, joista höyryä alkoi karkaa, mikä sai pallon pyörimään huimaa vauhtia - nykyaikaiset insinöörit, jotka loivat eolipiilin uudelleen, olivat vakuuttuneita siitä, että "turbiini" ” voisi tehdä jopa 3600 kierrosta minuutissa! Aeolipili jäi kuitenkin hauskaksi leluksi - monista hyödyllisistä keksinnöistä, kuten ovien avaamislaitteista, tunnettu Heron ei keksinyt sille mitään käytännön käyttöä. Eolipiilin historia havainnollistaa täydellisesti, kuinka löydön kohtalo riippuu yhteiskunnan kehityksestä - esimerkiksi uuden mekanismin tarpeesta taloudessa. Tällä seikalla oli tärkeä rooli Polzunovin auton kohtalossa.
Polzunovin höyrykone. Lähde: Polyteknillinen museo
maailmanpyörä
Ivan Ivanovich Polzunov syntyi vuonna 1729 Jekaterinburgissa sotilaan perheeseen, joka osoittautui vain 6 vuotta vanhemmiksi kuin hänen loistava poikansa. Jekaterinburg syntyi kaupunkitehtaana: arvokas ja kuuluisa historioitsija Vasily Tatishchev loi tänne maan suurimman rautatuotannon. Tehdas oli edistynyt: teknisesti sillä ei ollut vertaa Euroopassa. Muutamassa vuodessa syntyivät valtiolle kuparirahoja toimittanut Rahapaja sekä Pietarin kuninkaallisen hovin ja Pietarin rikkaimpien aatelisten aarteita täydentävä Lapidary Factory, joka koristi Euroopan rikkaiden käymälöitä. se.
Tsaari Pietari ei tietenkään voinut tietää, että hän määräsi ruukin perustamista koskevalla asetuksella ennalta yhden Venäjän lahjakkaimmista keksijistä. Tehdas tarvitsi työntekijöitä, ja Vanya, joka oli hallitsenut matematiikan perusteet aritmeettisessa koulussa, tuli sinne "mekaanisena" opiskelijana mestari Nikita Bakhorevin johdolla. Poika osoittautui ihmelapseksi - hän hallitsi kaivostieteen niin hyvin, että hän sai 20-vuotiaana epätavallisen tärkeän tehtävän. Nuori asiantuntija lähetettiin Altain Kolyvano-Voskresensky-tehtaille, joissa he louhivat kultaa ja hopeaa valtiovarainministeriöön. Lahjakas kaivosmestari sai tehtäväkseen tutkia malmiesiintymiä Charysh-joen läheisyydessä valitakseen paikan uusien tehtaiden rakentamiselle. Polzunov onnistui kartoittamaan miinat. Hänen ajatuksiaan ei kuitenkaan vallannut kaivosetsintä, vaan itse tehtaiden työ.
Useimmissa tehdasoperaatioissa tuolloin työläisten tai hevosten fyysistä voimaa käytettiin energianlähteenä (nykyaikainen ihminen, joka tietää, että hänen autonsa teho mitataan hevosvoimissa, ei yleensä ajattele, että tätä termiä alettiin käyttää juuri teollisuusyrityksissä, joissa mitattiin tiettyjen toimintojen ponnistelukustannuksia). Polzunov etsi luonnollista voimaa, joka voisi korvata lihakset. Tuli vain tuuli ja vesi mieleen. Tuuli ei sopinut, koska se antoi liian vähän energiaa, jota voitaisiin hyödyntää tehdastyössä. Myrskyisät Altai- ja Ural-joet tarjosivat paljon havaittavampaa voimaa - monissa Venäjän tehtaissa vesipyörä toimi energianlähteenä metallia taovien palkeiden ja vasaroiden käyttämiseen. Polzunov kokeili vesimoottoreita jonkin aikaa - joten vuonna 1754 nuori keksijä rakensi "vesikäyttöisen sahan". Täällä hän ei ollut edelläkävijä - Venäjän ensimmäisen tällaisen sahan rakensi Vyshnevolotskin vesijärjestelmän luoja Mihail Serdjukov vuonna 1720. Todennäköisesti Polzunov rakensi sen Pietarista erissä tilattujen insinöörikirjojen mukaan.
Vesipyörällä on pitkä ja ansaittu historia: sitä käytettiin ensimmäisen kerran Babylonissa, ja Venäjällä se ei menettänyt suosiotaan ennen vallankumousta - vuonna 1917 Venäjällä "työskenteli" 46 tuhatta vesipyörää, joiden kokonaisteho oli noin 40 % kaikista energiateollisuuden energialähteistä (sanotaan mitä tahansa, Leniniä isoisälle on syytä kiittää hänen iskulauseessaan koko maan sähköistämisestä). Tämän laitteen haitat olivat kuitenkin ilmeisiä jo 1700-luvulla: tehtaita ja tehtaita voitiin rakentaa vain suurten jokien lähelle, mikä asetti rajoituksia tuotannon laajuudelle ja aiheutti lisäksi lisäkustannuksia materiaalien - malmin, polttopuun jne.
Vesi ei kuitenkaan pysty liikkumaan vain joenuomassa - tulen avulla se voidaan pakottaa juoksemaan putkien läpi valtavalla voimalla. Polzunovin ajatuksia miehitti "tulinen kone", joka voisi korvata vesipyörän. ”Rakentamalla tulikoneen vesihuolto pysäytetään ja näissä tapauksissa tuhotaan kokonaan ja laitoksen liikkuvan perustuksen patojen sijaan perustetaan niin, että se pystyy kantamaan kaikki sille aiheutuvat rasitukset. itse, joita yleensä tarvitaan tehtaiden tulen puhkaisemiseen.” ja tahtomme mukaan korjata kaikki tarpeelliset” – näin hän määrittelee tehtävänsä nimensä kunnialla kruunaavassa ”projektissa”.
Kolossin rakentaminen
Tässä tarvitaan selvennystä - Polzunov keksi ensimmäisenä kaksisylinterisen jatkuvan höyrykoneen. Tosiasia on, että yksinkertaisesti höyrykoneita luotiin 1700-luvun alusta lähtien, eikä Polzunovin keksintö syntynyt tyhjästä. Hän ei tietenkään voinut olla tietämättä englantilaisen Thomas Severin höyrypumppujärjestelmästä, jonka Pietari I osti vuonna 1717 toimittaakseen vettä Kesäpuutarhan suihkulähteille. Severin kone oli männätön – höyryruiskutuksen avulla se liikutti vettä putkien läpi, jolloin syntyi suihkuja. Mutta toisen englantilaisen (muuten jälleen Thomasin) - Newcomenin - höyry-ilmakehän kone oli jo yksimäntäinen. Höyrynpaine siinä oli alhainen, ja se saattoi toimia vain pumpun kanssa, mutta se oli se, joka määritti höyrykoneiden jatkokehityspolun. Muuten, yksi Newcomenin koneista työskenteli kaivoksissa lähellä Königsbergiä 1720-luvulla. Kaikki nämä höyrypumput, joita käytetään pääasiassa veden pumppaamiseen kaivoksista, kuvattiin Venäjällä saatavilla olevissa kaivoskirjoissa - siellä annettiin niiden piirustukset, joista voitiin ymmärtää niiden toimintaperiaate.
Juuri nämä kehitystyöt toimivat Polzunovin omien piirustusten perustana. Vuonna 1763 hän esitti ne Kolyvan-Resurrectionin kanslialle. Viranomaiset eivät ottaneet vastuuta ja lähettivät paperit pääkaupunkiin. Höyrykoneprojektia harkitsi hänen majesteettinsa kabinetti. Polzunov oli onnekas - "projekti" joutui kaivosteollisuutta käsittelevän Berg Collegen presidentin, erittäin koulutetun miehen, Ivan Schlatterin käsiin. Hän antoi Polzunovin keksinnölle korkeimman arvion: "tämä hänen keksintönsä tulee kunnioittaa uutena keksintönä", raportoi siitä keisarinna Katariina II:lle. Päätös "projektista" hyväksyttiin vuotta myöhemmin: keisarinna ihaili Polzunovin löytämää ratkaisua, määräsi hänet ylennettäväksi "mekaanikoksi, jolla on kapteeni-luutnantin arvo ja arvo", hänelle myönnettiin 400 ruplaa, ja mikä tärkeintä, siunasi häntä koneen rakentamisen johdosta ja käski "antaa niin paljon ihmisiä, kuinka paljon työtä hänelle tapahtuu".
Kevääseen 1766 mennessä Ivan Polzunov ja neljä opiskelijaa rakensivat auton Barnaulin tehtaalla Altaissa. Sillä oli todella sykloopin mitat - se oli kolmikerroksisen talon korkeus, ja jotkut osat painoivat 2,5 tonnia. Se toimi näin: vesi lämmitettiin metallilevyistä niitatussa kattilassa, ja höyryksi muuttuessaan se meni kahteen kolmen metrin sylinteriin. Sylinterin männät painoivat keinuvarsia, jotka yhdistettiin malminsulatusuuneissa liekkejä puhaltaviin palkeisiin sekä vedenjakelupumppuihin. Kahden männän olemassaolo mahdollisti työprosessin jatkuvan. Lämmitetyn veden automaattinen syöttö kattilaan.
Mutta Polzunov itse ei koskaan nähnyt aivotuoksuaan toiminnassa - työskennellyt yli vuoden ajan piirustusten ja sitten itse koneen parissa, keksijä heikensi hänen terveyttään ja supistui kulutukseen, johon ei tuolloin ollut parannuskeinoa. Hän kuoli yllättäen 6. (27.) toukokuuta 1766 vain 38-vuotiaana.
Höyrykone Barnaulin museosta. Kuva: Dr. Bernd Gross
Watti ei ole syyllinen
Auto lanseerattiin ilman Polzunovia saman vuoden elokuussa. Se toimi 43 päivää, päivä ja yö, tarjoten metallin sulatusta malminsulatusuuneissa. Tänä aikana se ei vain saanut takaisin rakentamiskustannukset - 7 200 ruplaa, vaan myös tuotti 12 tuhatta ruplaa voittoa tämän lisäksi.
Keksijän ennenaikainen kuolema kuitenkin vaikutti hänen aivolapsensa kohtaloon valitettavaimmalla tavalla - kun saman vuoden marraskuussa sylintereistä ja itse koneen kattilasta ilmaantui vuotoja, insinöörin opiskelijat yrittivät korjata ongelma käärimällä männät tuohon. Jos Polzunov olisi elossa, hän tietysti ymmärtäisi, että ensimmäinen pannukakku tuli möykkyisenä ja vanhaa ei tarvinnut korjata, vaan rakentaa uusi kone, jonka suunnittelu kestäisi pitkäaikaista kuumennusta. Hänen oppilailla ei ollut hänen valtaansa, eivätkä he onnistuneet vakuuttamaan tehtaan johtoa rakentamaan uutta höyrykonetta. Pysähtynyt jättiläinen seisoi tehtaalla 14 vuotta, minkä jälkeen se purettiin ja vietiin pois. Tehtaan ihmiset kutsuivat paikkaa, jossa hän seisoi, "Polzunovin tuhkaksi".
Kiistat siitä, ketä pitäisi pitää kaksisylinterisen höyrykoneen löytäjänä - Polzunov vai Watt - ovat jatkuneet maassamme useita vuosikymmeniä. "Watt's" väittää, että Polzunovin aivotuote ja kehitys, johon hän luotti, eivät olleet universaali höyrykone: ensinnäkin lämpötekniikan syklin ominaisuudet eivät tehneet siitä mahdollisuutta tehdä kompaktimpaa, jotta sitä voitaisiin käyttää herkempiä operaatioita, toiseksi Polzunov, toisin kuin Watt, ei kehittänyt välitysmekanismia, joka muuttaisi edestakaisen liikkeen pyöriväksi liikkeeksi. Sanomattakin on selvää, että Wattin neljäs malli, jonka hän patentoi vuonna 1782 ja täytti kaikki nämä vaatimukset, oli todella toimivampi. Nämä parannukset eivät kuitenkaan olleet mitään monimutkaista - jos Polzunov ei olisi kuollut niin aikaisin, hän tuskin olisi asettunut alun perin keksimäänsä malliin.
Ongelma ei tietenkään ollut vain tämä - toisin kuin Isossa-Britanniassa, Venäjällä tuolloin keksintökulttuuri oli huonosti kehittynyt. Ei ollut ketään, joka jatkaisi Polzunovin kehitystä. Emme saa unohtaa, että tieteellisiä löytöjä tekevät tutkijat, mutta niille tulee kysyntää taloudellisen kehityksen myötä. Teollinen kapitalismi kehittyi nopeasti Englannissa, ja kilpailevat tehtaat omaksuivat nopeasti höyrykoneen nähdessään sen tulevaisuudennäkymät. Venäjällä kapitalismi kehittyi hitaasti ja lisäksi laajasti - luonnonvarat ja valtava kehittymätön alue mahdollistivat sen, että työn tehokkuutta ei ajatella liikaa. Siksi jopa Wattin höyrykone, jonka kopioiminen ja valmistaminen Venäjällä ei vaatinut paljon vaivaa, alkoi saada tunnustusta maassamme vasta seuraavan, 1800-luvun puolivälissä. Mutta Polzunov pysyi yksinäisenä lahjakkaana, jonka keksintöä ei tarvittu enempää kuin Aleksandrian Heronin eolipiiliä.
Joten aika, jolloin Polzunov teki upean keksintönsä, juontaa juurensa Barnaulin kaupungin historian alkuun. Vuonna 1727 Belaja-joelle Kolyvan-vuorten juurelle rakennettiin Akinfiy Demidoville määrättyjen henkilöiden toimesta Altain ensimmäinen kuparisulatto, joka sai nimekseen Kolyvano-Voskresensky, joka on nimetty Kolyvan-järven ja Voskresensky-kaivoksen sijainnin mukaan. . 12 vuoden kuluttua he alkoivat rakentaa uutta tehdasta Barnaulka-joen suulle. Barnaulin tehdas oli tarkoitettu Zmeinogorskin kaivoksessa louhittujen hopeapitoisten malmien sulattamiseen.
Vuonna 1747 kaikki Demidovin tehtaat ja kaivokset Altaissa joutuivat Venäjän tsaarien omaisuuteen. Uusi kuninkaallinen tila, jota kutsutaan Kolyvan-Voskresensky-tehtaiksi, sisälsi nykyaikaisen hallinnollisen jaon mukaan Altai-alueen, Novosibirskin, Tomskin, Kemerovon alueet ja osan Kazakstanin itäisistä alueista. Kokonaispinta-ala oli 443 tuhatta km 2, mikä on suunnilleen yhtä suuri kuin Ruotsin pinta-ala. Keskus oli Barnaulin tehdas, jossa sijaitsi Kolyvan-Voskresenskin tehtaiden toimisto, joka oli suoraan kaikkien keisarillisten tilojen hallinnon alainen - "Hänen Majesteettinsa kabinetti".
Joulukuussa 1747 Altai-matkallaan Beer pysähtyi Jekaterinburgiin. Hän hyödynsi hänelle myönnettyä oikeutta ja valitsi tänne suuren joukon kaivosalan asiantuntijoita kuninkaallisiin tehtaisiin. Heidän joukossaan oli 18-vuotias mekaanikkooppipoika Ivan Polzunov. Siihen mennessä hän oli opiskellut 6 vuotta Jekaterinburgin metallurgisen tehtaan verbaalissa ja sitten aritmeettisessa koulussa, mikä oli tuolloin melko paljon. Koulusta, parhaista parhaista, Nikita Bakhorev, Uralin ja Siperian tehtaiden mekaanikko, otti hänet opiskelijaksi, ja hänen kanssaan työskennellyn viiden vuoden aikana Polzunov saavutti paljon. Barnaulissa nuori Polzunov sai Gittenschreiberin viran, ts. sulava virkailija. Tämä työ ei ole vain teknistä, koska... nuori mies oppi, kuinka paljon ja millaista malmia, hiiltä ja sulatteita tarvitaan sulatukseen tietyssä uunissa, ja tutustui, vaikkakin teoreettisesti, sulatusjärjestelmään. Nuoren Gittenschreiberin lahjakkuus oli niin ilmeinen, että se kiinnitti tehtaan johdon huomion.
Alle 3 vuotta Barnauliin muuttamisen jälkeen, 11. huhtikuuta 1750, yhden tehtaan johtajan ja kaivosalan suurimman asiantuntijan Samuel Christianin suosituksesta Polzunov ylennettiin nuoremmaksi mestariksi palkankorotuksella. 36 ruplaa. vuonna. Samanaikaisesti uuden tuotannon kanssa päätettiin, että Christianin tulisi kouluttaa Polzunovia niin paljon, että Polzunov "... voisi olla ylennettävä pääupseeriksi". Asetuksessa ilmoitettiin Polzunoville "...että jos hän osaa mainitut tieteet ja on myös taitava, niin hänelle määrätään vanhemman aliherran palkka, jonka jälkeen häntä ei koroteta."
Tätä päätöstä, joka antoi Polzunoville mahdollisuuden toteuttaa opetushalunsa, ei toteutunut. Andreas Beerin kuoleman jälkeen toukokuussa 1751 hänelle uskottu tehtaiden johtaminen kiireisenä Christiani pyrki käyttämään Polzunovia luotettavana ja tunnollisena työntekijänä erilaisissa taloustehtävissä. Ihmisten, erityisesti asiantuntijoiden, puute oli Kolyvan-Voskresenskin tehtaiden vitsaus. Monet työntekijät kuolivat huonon ravinnon (leipää toimitettiin ajoittain satojen kilometrien päähän), kotitalouden epävakauden ja sairaanhoidon puutteen vuoksi.
26. kesäkuuta 1750 nuorempi Unterschichtmeister Ivan Polzunov sai tehtävän tarkistaa, onko paikka Charysh-joella, Tugozvonnayan kylän yläpuolella (nykyinen Charyshskyn alue), valittu oikein, sekä mitata ja kuvata tie Zmeinogorskyn kaivos. Siihen mennessä sinne oli kertynyt valtavia malmikasoja, joita he eivät ehtineet poistaa. Polzunov tarkasti laskeutumispaikan ja käveli sitten mittaketjun kanssa kaivokselle asti. Hän mittasi 85 verstaa 400 sylaa, merkitsi koko reitin paaluilla ja jopa merkitsi "talvimajat" - käteviä paikkoja yöpymiseen malmilla. Tulevan tien pituus osoittautui 2 kertaa lyhyemmäksi kuin olemassa oleva malmitie.
"Saha" tehdas Zmeinogorskissa
Matkan tulosten perusteella hän "tei" piirustuksen yksityiskohtaisella kuvauksella, joka osoitti myös olevansa erinomainen piirtäjä (tämä piirustus säilyy edelleen Altain alueen valtionarkistossa). Polzunov palasi tehtaalle heinäkuussa, ja elokuussa hänet lähetettiin jälleen Krasnojarskin laiturille, jossa hän tällä kertaa viipyi koko vuoden. Syksyllä hän rakensi malmivajan, vartiomajan vartiosotilaille, talvella hän otti vastaan viisituhatta puntaa malmia talonpoikavaunuilta, ja keväällä hän järjesti sen lähetyksen Charyshia ja Obia pitkin Barnaulin tehtaalle; hän palasi vain Gittensteyburgiin
syksyllä. 21. syyskuuta 1751 Polzunov esitti jälleen yhdessä kumppaninsa A. Beerin kanssa kanslialle yhteisen hakemuksen, jossa hän vaati ja muistutti lupauksesta opettaa heille kaivostieteitä. Mutta vasta marraskuussa 1753 Christiani lopulta täytti pyyntönsä. Hän määrää hänet valvomaan sulattojen työtä kuuden kuukauden ajan ja sitten Zmeinogorskin kaivokselle. Tämä oli koulutusta. Minun täytyi opetella sulatusuunissa, kaivoksessa, ottamalla käyttöön alan ammattilaisten kokemusta ja tietoa, sillä Altaissa ei tuolloin ollut yliopistoja, teknisiä kouluja tai edes kouluja, kuten ei ollut venäjänkielistä teknistä kirjallisuutta. Erilaisten kaivostoimintojen opiskelun lisäksi Polzunov osoitti itsensä ensimmäisen kerran keksijänä. Hän osallistui uuden sahan rakentamiseen lähellä patoa. Saha oli ensimmäinen tehdasrakennus, joka pystytettiin I. I. Polzunovin johdolla.
Se edusti yhtä sen ajan monimutkaisimmista teknisistä rakenteista. Pyörivältä vesipyörältä siirto suoritettiin kahdelle sahan rungolle, "rekiin", jolla sahatut puut siirrettiin, sekä puunvetäjälle. Voimansiirtomekanismi oli monimutkainen sarja liikkuvia osia, joihin kuului: nokkavaihteisto, vaihteisto, akselit, kammet, kiertokanget, räikkäpyörät, köysiportit. Täällä Polzunov sai käytännön koulutuksen monimutkaisten automaatioelementtejä sisältävien voimansiirtomekanismien suunnittelussa ja asennuksessa. Erittäin mielenkiintoinen oli Polzunovin päätös sijoittaa saha ei lähelle patoa, vaan jonkin matkan päähän Zmeevka-joesta kiertokanavan varrelle. Marraskuussa 1754 Polzunov määrättiin tehtaalle suorittamaan "käsityöläisten ja työläisten työtehtäviä" sekä "valvomaan kaikkea työtä".
Tämän ohella Christiani ei silti ohittanut häntä tehtävissä, toisinaan melko odottamattomilla. Tässä on yksi niistä. Tammikuussa 1755 tehdaslammen yläjuoksulla aloitti toimintansa lasitehdas. Sen parissa työskenteli kaksi Keski-Venäjältä lähetettyä lasimestaria. Aluksi heidän valmistamissaan astioissa oli "sumua" eivätkä ne olleet kovin läpinäkyviä - ilmeinen vika. Lasimestarit eivät pystyneet tunnistamaan vian syytä. Sitten tämä uskottiin Polzunoville. Hän vietti tehtaalla noin kuukauden, syventyen huolellisesti kaikkiin hänelle täysin tuntemattoman lasinsulatustekniikan pieniin yksityiskohtiin ja lopulta ratkaisi arvoituksen! Astioista tuli sumuisia, koska niitä ei jäähdytetty kunnolla.
Voidaan liioittelematta sanoa, että tähän mennessä Polzunov oli saavuttanut esimiehensä keskuudessa sellaisen vallan, jota ei ollut kenelläkään hänen kersanttikovereistaan, tästä on vakuuttava todiste. Tammikuussa 1758 Pietariin suunniteltiin lähettää toinen hopeavaunu. Vain upseerille voitiin uskoa tällainen lasti, joka oli vähintään 3600 kg hopeaa ja 24 kg kultaa. Mutta siihen mennessä niitä oli saatavilla vain neljä. Oli "mahdotonta" olla ilman kumpaakaan kahdeksasta kymmeneen kuukauteen (niin kauan kesti matka pääkaupunkiin) vahingoittamatta liiketoimintaa. Ja toimisto keksi tällaisen ulospääsyn; Armeijakapteeni Shirman nimitettiin karavaaniupseeriksi, ja koska hän ei ollut tietoinen tehdasasioista, auttamaan häntä siinä tapauksessa, että "jos jotain kysyttiin, hän pystyi ilmaisemaan sen selvästi ja pitkästi... hänet tunnustettiin päteväksi.
Untersichtmeister Polzunov." Hänelle annettiin myös paketti asiakirjoja siirrettäväksi hallitukseen sekä suuri rahasumma tehtaan tarvitsemien tavaroiden ostoon.
Tämä matka oli Polzunoville kaksinkertaisesti, kolminkertaisesti iloinen. Hän sai mahdollisuuden vierailla, vaikkakin juuri kulkemassa, kotimaassaan Jekaterinburgissa nähdäkseen pääkaupungin Moskovassa ja Venäjällä. 64. päivänä karavaani saapui Pietariin. Polzunoville annettiin jälleen tehtäväksi luovuttaa jalometallit. Rahapajan johtaja Johann Wilhelm Schlatter (venäjäksi Ivan Andreevich) otti heidät henkilökohtaisesti vastaan, Venäjän suurin kaivos-, kolikon- ja metallurgian asiantuntija. Pietarin jälkeen Polzunov viipyi Moskovassa vielä kolme kuukautta ostaakseen viraston tilaamia tavaroita. Täällä hän löysi henkilökohtaisen onnensa - hän tapasi nuoren sotilaan lesken Pelageya Povalyaevan. He lähtivät yhdessä Siperiaan.
Tammikuussa 1759 Polzunov lähetettiin Krasnojarskin ja Kabanovskajan laitureille valvomaan malmin vastaanottoa. Täällä hän sai maaliskuussa Christianilta kirjeen, joka alkoi näin: "Jaloin ja kunniallisin herra Schichtmeister"! Tarvitseeko minun sanoa, mitä tunteita nämä sanat herättivät Polzunovissa? He tarkoittivat, että kauan odotettu hallituksen asetus oli vihdoin saapunut! Hänestä tuli maksun mestari! Vaalittu unelma on toteutunut, kymmenen vuoden moitteeton palvelu on kruunannut menestyksen!...
Miksi Polzunov pyrki niin upseeriksi?
Häntä ei ohjannut kunnianhimo, vaikka hänellä todennäköisesti oli sekin. Mutta pääasia oli, että nyt hän oli siirtymässä veronmaksavasta, voimattomasta, "ilkeästä" luokasta etuoikeutettuun, ja hänestä tuli aatelismies, "sinun kunniasi", vapaa mies. Kukaan ei voinut kohdistaa häntä ruumiilliseen kuritukseen, loukata häntä tai edes sanoa "sinä". Palvelurajoitukset poistettiin, nyt hän pystyi täysin kehittämään kykyjään, tietonsa, energiansa, sanalla sanoen tuomaan enemmän hyötyä isänmaalle. Lopulta myös aineellisella puolella oli tärkeä rooli hänelle, nyt perheenisälle: hänen palkkansa kolminkertaistui, järjestynyt ilmestyi...
Polzunov siirrettiin "todelliseen" upseeriasemaan - Kolyvanin tehtaan komissaariksi "vastaavaksi kassan tuloista ja menoista" tai nykyisten käsitteiden suhteen tehtaan talousasioiden apulaisjohtajaksi. Samaan aikaan Kolyvano-Voskresenskyn tehtaiden liiketoiminta alkoi laskea. Joten, jos Beerin kuolinvuonna 1751 hopeasulatus saavutti 366 puntaa, niin vuonna 1760 se putosi 264 paunaan. Hallitus, tai pikemminkin tehtaiden kruunattu omistaja, ei halunnut sietää tällaista tulonmenetystä. Lokakuussa 1761 tehtaiden päällikkö A.I. Poroshin, joka oli äskettäin ylennetty kenraalimajuriksi, palautettiin Altaille. Hän toi mukanaan koko paketin toimenpiteitä "tehtaiden parantamiseksi", jonka hallitus oli kehittänyt (hänen osallistumisellaan) ja hyväksynyt keisarinna.
Yksi näistä toimenpiteistä oli uuden hopeasulatton rakentaminen. Herää kysymys: eikö nykyisten tehoa olisi helpompi lisätä?
Barnaulsky ja Kolyvansky? Siinä se pointti, ei. Laitoksen kapasiteettia rajoitti vesipyörien määrä tai toisin sanoen lammen veden määrä. Tehdas tarvitsi myös suuren määrän metsää lähistöltä polttaakseen hiiltä (kiveä ei silloin osattu käyttää).
Joki ja metsä olivat välttämättömiä edellytyksiä laitoksen rakentamiselle, eikä jokainen joki ollut sopiva, vaan vain sellainen, joka ei ollut kovin leveä ja ei kovin nopea ja jolla oli vahvat (ei hiekkaiset) rannat. Tällaisen paikan löytäminen Zmeinogorsky-kaivoksen lähellä ei ollut helppoa. Ei ole sattumaa, että Barnaulin tehdas sijaitsee 240 mailin päässä. A.I. Poroshinin saapuessa etsinnästä tuli laajaa. Kaikki vuoristoupseerit olivat mukana niissä, vain I.I. Polzunov ei ollut mukana. Vähän ennen sitä hän johti osastoa (toimistoa) Barnaulin tehtaan "metsätalous- ja tupakointiosastoilla", hänelle annettiin aikaa tottua uuteen hankalaan asemaan. Mutta hän ei halunnut pysyä poissa siitä, mitä koko "kaivosyhteiskunta" eli, hän etsi myös ulospääsyä, vain hänen ajatuksensa menivät toiseen suuntaan: kuinka voittaa kaivostuotannon orjariippuvuus vesipyörästä ? Huhtikuussa 1763 hän asetti tehtaan päällikön pöydälle odottamattoman ja rohkean projektin "tulisesta" koneesta. I.I. Polzunov tarkoitti sen puhalluspalkeen voimanlähteeksi; ja jatkossa haaveilin mukautuvani "tahtojemme mukaan, mitä tahansa korjattavaa", mutta minulla ei ollut aikaa tehdä sitä..."
Arvostaaksemme täysin I. I. Polzunovin luovaa saavutusta, muistakaamme, että Venäjällä ei tuolloin ollut yhtään höyrykonetta. Ainoa lähde, josta hän tiesi, että maailmassa on sellaista, oli Pietarissa vuonna 1760 julkaistu I. V. Schlatterin kirja "Yksityiskohtaiset ohjeet kaivostoimintaan". Mutta kirja sisälsi vain kaavion ja Newcomenin yksisylinterisen koneen toimintaperiaatteen, eikä sanaakaan sen valmistustekniikasta. I.V. Schlatterille ei koskaan tullut mieleen, että joku Venäjällä saattaa tarvita tällaista tietoa. Voidaan liioittelematta sanoa, että Polzunov lainasi vain idean höyryilmakehän moottorista I. V. Schlatterilta ja keksi kaiken muun itse. Hän sai tarvittavat tiedot lämmön luonteesta, veden, ilman ja höyryn ominaisuuksista M. V. Lomonosovin teoksista.
Selvästi arvioidessaan täysin uuden liiketoiminnan toteuttamisen vaikeuksia Venäjällä, Polzunov ehdotti rakentavansa ensin kokeeksi yhden pienen koneen, jonka hän oli kehittänyt palvelemaan puhallinlaitteistoa (joka koostuu kahdesta palkeesta) yhdellä sulatusuunilla. Muistiinpanon liitteenä olevassa piirustuksessa, selittävässä tekstissä, Polzunovin ensimmäisen projektin mukainen asennus sisälsi: kattilan - yleensä saman mallin kuin Newcomenin koneissa; höyry-ilmakehän kone, joka koostuu kahdesta sylinteristä, joissa männät ("tunnukset") liikkuvat vuorotellen vastakkaisiin suuntiin, varustettu höyryn ja veden jakelujärjestelmillä; säiliöt, pumput ja putket veden syöttämiseen laitteistoon; voimansiirtomekanismi ketjullisten hihnapyörien järjestelmän muodossa (Polzunov kieltäytyi tasapainottimesta), joka käyttää puhaltimen palkea. Kattilan vesihöyry pääsi yhden työsylinterin mäntään. Tämä tasoitti ilmanpaineen.
Höyrynpaine oli vain hieman korkeampi kuin ilmakehän ilmanpaine. Sylinterin männät yhdistettiin ketjuilla, ja kun toinen männistä nostettiin, toinen laskettiin. Kun mäntä saavutti yläasennon, höyryn pääsy pysähtyi automaattisesti ja kylmää vettä ruiskutettiin sylinterin sisään. Höyry tiivistyi ja männän alle muodostui tyhjiö (harvinainen tila). Ilmakehän paineen voimalla mäntä laskettiin ala-asentoon ja vedettiin mäntää pitkin toisessa työsylinterissä, johon päästettiin samasta kattilasta höyryä tasaamaan paine automaattisesti moottorin voimansiirtomekanismista toimien.
Se, että männät liikkeenvälitysjärjestelmällä yhdistettiin ketjuilla, osoittaa, että mäntiä nostettaessa ketjua pitkin liikettä ei voitu välittää (ketjua ei jännitetty). Kaikki moottorin osat toimivat laskeutuvan männän energian ansiosta. nuo. se mäntä, joka liikkui ilmanpaineen vaikutuksesta. Höyry ei tuottanut hyödyllistä työtä moottorissa. Tämän työn määrä riippui lämpöenergian kulutuksesta koko syklin ajan. Kulutetun lämpöenergian määrä ilmaisi kunkin männän potentiaalienergian määrän. Tämä on kaksoishöyry-ilmakehäkierto. Polzunov ymmärsi selvästi lämpömoottorin toimintaperiaatteen. Tämä näkyy esimerkeissä, joilla hän luonnehti olosuhteita, joiden avulla hän keksisi moottorin parhaan toiminnan. Hän määritteli moottorin toiminnan riippuvuuden höyryä tiivistävän veden lämpötilasta seuraavasti: "Embolien toiminta ja niiden nousu ja lasku tulee sitä korkeammaksi mitä kylmempää vesi on fantaaleissa, ja vielä enemmän sellaisista. että se ulottuu lähelle jäätymispistettä eikä ole vielä paksuuntunut ja tästä koko liikkeessä se antaa paljon kykyä." Tätä kantaa, joka tunnetaan nyt termodynamiikassa erään sen peruslain erikoistapauksena, ei ollut vielä muotoiltu ennen Polzunovia. Ymmärtääksemme sen merkityksen, käännetään Polzunovin sanat nykykielellemme: lämpökoneen työ on sitä suurempi, mitä alhaisempi on höyryä tiivistävän veden lämpötila ja varsinkin kun se saavuttaa veden jähmettymispisteen 0 ° C. Polzunovin moottori hänen vuoden 1763 projektissaan oli tarkoitettu ilman syöttämiseen sulatusuuneihin puhaltimien avulla. Samalla hän aktivoi vesipumppujen männät ja toimitti vettä ylempään uima-altaaseen sylintereiden sisällä olevien "suihkulähteiden" tehostamiseksi höyryn tiivistymisen hetkellä. Siten moottori pystyi käyttämään kahta eri mekanismia - vesipumppuja ja puhaltimia, mitä mikään muu kone maailmassa ei ollut aiemmin tehnyt. Lisäksi hän pystyi käyttämään vasaroita, malmimurskaimia ja monia muita tehdas- ja kaivosmekanismeja. Haluttaessa moottori voisi helposti suorittaa pyörimisliikkeitä Venäjällä laajalti tunnetun kampimekanismin avulla. Kolyvan-Voskresenskyn tehtaiden toimisto arvioi Polzunovin projektin, ja tehtaiden johtaja A.I. Poroshin arvosti sitä suuresti. Poroshin huomautti, että jos Polzunov sitoutuu valmistamaan koneen, joka soveltuu useiden uunien huoltoon kerralla, jos hän rakentaa koneen, joka soveltuu veden kaatamiseen kaivoksista, niin virasto tukee mielellään hänen suunnitelmiaan. Lopullinen päätös tästä asiasta jäi hallitukselle ja
tehtaiden omistaja - Katariina II. Projekti lähetettiin Pietariin, mutta hallituksen vastaus saatiin Barnauliin vasta vuotta myöhemmin. Hallituksen asetuksella 19. marraskuuta 1763 keisarinna myönsi keksijälle "mekaanikoille" tekniikan kapteeniluutnantin arvon ja arvonimen. Tämä tarkoitti, että Polzunoville annettiin nyt 240 ruplaa vuosipalkka, johon lisättiin kaksi hoitajaa ja hevosten ylläpito, hän sai 314 ruplaa. Hänelle luvattiin 400 ruplan palkkio.
Kaikki tämä ei ole pientä armoa. Se osoittaa jälleen kerran, että keisarinna Katariina rakasti säilyttää maineensa tieteiden ja taiteiden suojelijana. Mutta kannustimen suuruus vahvistaa jälleen kerran, että Polzunovin keksinnön merkitystä ei ymmärretty Pietarissa. Tämän vahvistamiseksi voimme mainita seuraavan tosiasian: kun Polzunovin kaima Ivan Kulibin esitteli keisarinnalle valmistamansa alkuperäisen kellon, hän sai lahjaksi 1000 ruplaa. Kun hän teki mallin Nevan ylittävästä sillasta yhdellä jännevälillä, hänelle myönnettiin saman summan ja muita kannustimia. Sillan testauksen jälkeen Kulibin sai palkkioksi vielä 2 000 ruplaa. Ivan Kulibin oli tietysti erittäin lahjakas mekaanikko, mutta silti hänen keksintöjään ei voi laittaa Polzunovin koneen viereen.
Puhuttaessa ensimmäisen ”palokoneen” projektin roolista ja merkityksestä tekniikan maailmanhistoriassa, tulee vakuuttavasti todeta seuraavaa: jos Polzunov ei olisi rakentanut tai suunnitellut juuri mitään, vaan jättänyt vain luonnoksen ensimmäisestä. Tämä olisi riittänyt ihailemaan hänen loistavaa suunnitelmaansa.
Kun hallitus pohti moottorin suunnittelua, Polzunov ei tuhlannut aikaa toisen vaiheen projektin parissa. Hän suunnitteli tehokkaan lämpömoottorin 15 sulatusuuniin. Tämä oli jo todellinen lämpövoimala. Polzunov ei vain lisännyt moottorin kokoa, vaan toi siihen useita merkittäviä muutoksia. Kun tehokkaan moottorin projekti oli saatu päätökseen, Polzunov sai tietää, että kabinetti, joka oli tutustunut hänen ensimmäiseen projektiinsa, myönsi hänelle mekaanikon arvonimen ja päätti antaa hänelle palkkiona 400 ruplaa, mutta ei tehnyt päätöstä aineesta. asiasta.
Tästä kabinetin kannasta huolimatta Kolyvano-Voskresensky-tehtaiden johtaja A.I. Poroshin antoi Polzunoville mahdollisuuden jatkaa projektin ensimmäisen vaiheen toteuttamista. Maaliskuussa 1764 I. I. Polzunov ehdotti suuren lämpökoneen rakentamisen aloittamista. Poroshin hyväksyi tämän ehdotuksen. Niinpä Barnaulin laitoksella aloitettiin maailman ensimmäisen universaalin lämpövoimalaitoksen rakentaminen.
Tämä oli vakava päätös jo pelkästään siksi, että auto maksaisi vähintään uuden tehtaan rakentamisen. Polzunovin oli jätettävä työ- ja materiaalihakemus. Hän esitteli sen maaliskuun lopussa. Mutta se oli hakemus
jo toisessa koneessa, tehokkaampi kuin ensimmäisessä projektissa. Miksi? Ilmeisesti viime kuukausien tapahtumat ovat pakottaneet keksijän katsomaan kaikkea eri tavalla. Hän sai luvan rakentaa liian korkealla hinnalla. Luultavasti ei todennäköistä
Sellainen tilaisuus tulisi jälleen kerran elämässään... Tietysti Polzunov ymmärsi, että ilman riittävää kokemusta ei ollut helppoa luoda isoa konetta puhaltimen palkeiden ohjaamiseen, jossa on 6-9 sulatusuunia. Ja kuitenkin päätin tehdä sen. Ennen koneen rakentamisen aloittamista keksijä kohtasi vaikeuden: hänen suunnitelmiaan toteuttavien ihmisten sekä rakentamiseen tarvittavien työkalujen ja mekanismien puute. Venäjän ensimmäinen höyrykone jouduttiin rakentamaan, mutta siellä ei ollut rakentamista johtavia asiantuntijoita eikä tällaisten moottoreiden suunnitteluun perehtyneitä päteviä työntekijöitä. Polzunov itse, joka otti vastaan työn pääjohtajan vastuut, ratkaisi jossain määrin teknisen hallinnan ongelman, mutta nimenomaan "jossain määrin", koska yhden henkilön ei voinut hallita tällaista uutta ja monimutkaista. tekninen yritys.
Työntekijöiden valintaongelma osoittautui yhtä vaikeaksi. Tarvittiin kokeneita mallintekijöitä, valimotyöntekijöitä, seppiä, mekaanikkoja, puuseppiä, polttimia, kupari- ja juotosasiantuntijoita. Polzunovin laskelmien mukaan moottorin rakentamiseen olisi pitänyt osallistua suoraan 76 henkilöä, joista 19 oli erittäin pätevää käsityöläistä. Näytti mahdottomalta saada tällaisia asiantuntijoita paikallisesti. Oli vain yksi ulospääsy; soita asiantuntijoille Uralista - todellinen teknisen henkilöstön takomo.
Vaikeudet rakennustyökalujen ja -mekanismien hankinnassa osoittautuivat vielä ylitsepääsemättömämmiksi. Keksijän suunnitelman mukaan "koko koneen tulisi olla metallia", mikä väistämättä vaati erityisten metallintyöstölaitteiden läsnäoloa, jota Venäjällä ei melkein ollut käytettävissään. Asiaa pahensi se, että moottoria rakennettiin Altaissa, ja tällä alueella oli kehittynyt kuparin ja hopean sulatustuotanto, mutta takapajuisia valimo-, taonta- ja metallintyöstölaitteita.
Keksijän aavistus ei pettänyt häntä. Toimisto hyväksyi täysin vain tarvittavaa materiaalimäärää koskevat näkökohdat. Koska tehtaan johto ei halunnut käyttää rahaa kokeneiden käsityöläisten kutsumiseen kaukaisista Uraleista, se myönsi Polzunoville neljä opiskelijaa, jotka hän tunsi ja joita hän pyysi nimittämään, kaksi eläkkeellä olevaa käsityöläistä ja neljä sotilasta vartioimaan rakennustyömaa.
Virasto päätti määrätä loput käsityöläiset (yli 60 henkilöä) Polzunoville tarpeen mukaan, "kuinka paljon työtä hänellä, Polzunovilla on tehtävä". Koneen rakentamisen aikana tämä "tarpeen mukaan" aiheutti jatkuvia vaikeuksia. Viraston päätös toi keksijälle uusia vaikeuksia. Neljä nuorta opiskelijaa - Ovchinnikov, Levzin, Chernitsyn ja Vjatchenin - muistuttivat häntä hänen omasta nuoruudestaan, aloittelevan "mekaanisen opiskelijan" elämästä. Eläkkeellä olevat käsityöläiset Medvedev ja Bobrovnikov rappeutuivat vuosien varrella ja menettivät voimansa niin, että heidät erotettiin tehdastöistä heikkoutensa vuoksi. Siten 76 ihmisen sijasta Polzunoville uskottiin kymmenen. Vasta sitten tunnistettiin useita muita määrättyjä talonpoikia. Mutta edes sellaisissa olosuhteissa keksijä ei sitä tee
horjui, ei perääntynyt. Hänen liiketoimintansa oli hänen elämäntyönsä. Kun hänen oli valittava tavallisen tehdastyöntekijän hiljaisen olemassaolon ja koneenrakentajan vaikeuksien ja riskialtis elämän välillä, hän valitsi toisen. Autoa rakennettiin kahdessa paikassa kerralla. Sylinterien, kuormalavojen ja muiden suurten osien valu ja käsittely suoritettiin yhdessä Barnaulin tehtaan työpajoista, jossa oli mahdollista käyttää vesipyörää, sorveja, tasoituskoneita (valssauskoneita, vesitoimisia vasaroita) pallomaiset kuparilevyt kattilan kokoamiseen; pieniä osia valettiin ja takottiin väliaikaisesti suljetun lasitehtaan tiloissa, jonne rakennettiin erityisesti tätä tarkoitusta varten pieni sulatusuuni, johon oli kiinnitetty takomo. Tehdas sijaitsi lammen yläjuoksulla kolmen mailin päässä kylästä. Polzunovin piti mitata nämä mailit useammin kuin kerran päivässä. Tällainen kuorma saattoi uuvuttaa terveenkin ihmisen, mutta hän kehitti kulutuksen...
Ulkokuva rakennuksesta, jossa Polzunovin auto sijaitsi. Myöhempi kopio piirroksesta vuodelta 1765.
Tähän asti kaikki tehtaan laitteet, mukaan lukien vesipyörä ja työstökoneet, olivat pääosin puuta, metalliosia oli vähän. Ja tänne meidän piti rakentaa valtava kone noita aikoja varten, 11 metriä korkea, lähes kokonaan metallista valmistettu, kuten sanotaan, paperiarkista, testaamatta sitä edes mallilla. Ja tämä huolimatta kokeneiden asiantuntijoiden, tarvittavien koneiden ja työkalujen puutteesta. Polzunovin täytyi keksiä joitain koneita ja työkaluja kirjaimellisesti lennossa. Rakentamisen alussa Polzunov teki vakavan virheen, jonka vuoksi hän menetti noin kaksi kuukautta arvokasta kesäaikaa. Alentaakseen auton kustannuksia hän päätti valaa sylinterit kuparin ja lyijyn seoksesta ja vesiputket ja muut pienet osat - kokonaan lyijystä. Itse asiassa kävi ilmi, että heillä ei ollut tarvittavaa turvamarginaalia. Meidän piti aloittaa kaikki alusta, jota varten pyysimme lisää 224 puntaa kuparia ja 15 puntaa
tina. Varastossa ei ollut tinaa, vaan virasto määräsi sen ostettavaksi paikallisilta kauppiailta, vaikka he tilaisuutta hyväkseen nostivat hintaa tavallista korkeammalle. Uudet sylinterit (kuparin ja tinan seoksesta) valettiin vasta syyskuun lopussa - lokakuun alussa; niiden sorvaus ja sisäseinien kiillotus alkoi jo talven tullessa. Hän kertoi 20. toukokuuta, että koneeseen oli kattilan lisäksi valmistettu "valimolla ja sorvauksella" jo 110 osaa, joista kukin "taakka" on yhdestä sataan seitsemänkymmeneen puuta. Pelkästään sorvaustyön laajuudesta kertoo seuraava luku: heinäkuussa Polzunov toimitti varastoon 97 puntaa kupariviilaa!
Auton osat olivat siis periaatteessa valmiita. Ennen talvea jäljellä olevana aikana sille piti rakentaa rakennus, ja siinä piti "suurelta osin yhdistää" ja koota auto. Polzunov lupasi tehdä tämän lokakuuhun mennessä. On sanottava, että hän asetti itselleen erittäin lyhyen ajanjakson.
Maailman ensimmäinen lämpökone rakennettiin lammen oikealle rannalle, lähellä Barnaulin hopeasulattoa, pienen lasitehtaan viereen. He rakensivat autolle suuren navetan, kolmikerroksisen talon korkeuden. Kaivurit pääsivät ensimmäisinä töihin. He poistivat kerroksen pehmeää maaperää paikasta, johon kone oli tarkoitus asentaa. Peruspalkit laitettiin tasaiselle alueelle. Nyt voisi toivoa, että auton painon alla maa ei alkaisi asettua. Kattilalämmitysuunin seinät kasvoivat vähitellen. Alla rakennettiin mekanismit sylintereiden ja muiden raskaiden osien nostamiseksi. Uunin tulipesä laitettiin ja oli aika asentaa höyrykattila. Tähän mennessä rakentajat eivät olleet vielä saaneet paksuseinäistä valettua kattilaa. Jekaterinburgin tehtaalle lähetetyn tällaisen kattilan valmistuspyynnön kohtalo jäi tuntemattomaksi. Tilanne muuttui kriittiseksi. Pitkän harkinnan jälkeen Polzunov päätti tilapäisesti asentaa oman valmistamansa ohutseinäisen kattilan. Muuta ulospääsyä ei yksinkertaisesti ollut. Koko syksy meni auton kokoamiseen. Nämä päivät olivat intensiivisimpiä "tulisen" koneen rakentajille. Tarvittiin vain yhden seitsemänsadan kauhan kattilan kokoaminen erillisistä levyistä niittauksella ja saumojen juottauksella ja erilaisten liittimien kiinnittäminen siihen. Oli tarpeen nostaa 150 kilon sylinterit kahden kerroksen korkeuteen, asentaa ne tarkasti pystysuoraan tiettyihin kohtiin, koota monimetrinen putkiverkko, pumppausyksikkö, tasapainottimet jne., kiinnittää kaikki kunnolla, juottaa se sata paikkaa jne.
Valtava ylikuormitus ja työskentely lämmittämättömässä huoneessa yöhön asti, jolloin koneiden kylmät metalliosat polttivat hänen kädet pakkasella, heikensi Polzunovin terveyttä. Tiedetään, että toukokuusta 1764 elokuuhun 1765 hän kääntyi kolme kertaa Barnaulin sairaalan lääkärin Yakov Keesingin puoleen saadakseen apua, koska oli "kiinnostunut rintaan hakkaamisesta".
Joulukuun 7. päivään mennessä koneen kokoonpano oli käytännössä valmis, ja keksijä päätti tehdä sen ensimmäisen koeajon ja testata sen toiminnassa. Puhaltimen palkeen kahvojen sijasta (paljeen rakentaminen ei ollut vielä alkanut) voimansiirtomekanismin tasapainottimiin kiinnitettiin tukikimppu. Keksijä toivoi määrittävänsä sen tehon sen perusteella, kuinka kone nostaisi tällaisen painon. Ja niin
Kauan odotettu koneen ensimmäisen lanseerauksen päivä on koittanut. Työt alkoivat tavallista aikaisemmin. Viimeksi tarkistimme höyryn ja veden jakelumekanismin säädön, höyryn ja vesihanojen toiminnan luotettavuuden. Keskipäivään mennessä saimme kaikkien mekanismien ja järjestelmien tarkastuksen valmiiksi. Lyhyen tauon jälkeen he kaatoivat käskystä vettä varaaltaaseen ja pumppasivat sen käsipumpulla ylempään säiliöön.
Lopulta hälinä laantui. He seisoivat hiljaa ja hieman kauniisti ja katsoivat tilaisuuden "sankaria". Niinpä hän terävällä liikkeellä lähestyi tulipesää, kumartui ja alkoi sytyttää polttopuita, jotka oli pinottu siihen eilisestä illasta asti. Kuivat koivutukit leimahtivat nopeasti, rätisivät iloisesti ja levittivät kipinöitä. Lopulta ensimmäiset liekkikielet nuolivat höyrykattilan tylsää kuparia. Kaksi tylsää tuntia kului. Kattilassa oleva vesi alkoi kiehua vapauttaen yhä enemmän höyryä. Lopulta höyry tunkeutui sylinteriin ääni ja vihellys. Tasapainon palkki näytti vastahakoisesti heiluttavan siitä riippuvia puuta. Sitten sylinteristä kuului kova ääni ja tasapainotin alkoi taas heilua. Välittömästi, kuin käskystä, toisen sylinterin mäntä heräsi henkiin. Männänvarret liikkuivat yhä nopeammin ja heiluttivat helposti tasapainotankoihin ripustettuja raskaita puuta. Mutta Polzunov ei enää nähnyt tätä. Paksu hunnu peitti hänen silmänsä. Iso, rohkea mies, jota mikään elämän vastoinkäymisistä ei ollut murtanut, itki ilosta.
Mutta julkaisun aikana ilmeni myös useita puutteita (mikä on täysin luonnollista). Polzunov alkoi heti korjata niitä. Tähän mennessä hän oli muuttanut lasitehtaan asuntoon, joka kuului aiemmin ”lasimestareille”. Kylältä ja takaisin matkustamiseen ei tarvinnut tuhlata aikaa. Se oli tietysti hyvä. Mutta huono asia on, että nyt hän katosi auton luokse, kunnes hänen voimansa jättivät hänet kokonaan. Mutta talvi oli tullut, konetalossa oli aika jäädyttää sudet, kuinka hän selvisi siellä on vaikea ymmärtää. Hän palasi kotiin pimeän tultua, täysin jäähtyneenä, tuskin liikuttaen jalkojaan ja yskien verta. Ja aamulla vaimonsa suostuttelusta ja kyynelistä huolimatta hän kiirehti jälleen autolle, hänen silmänsä loistaen fanaattisesti hänen paleltuille, laihtuneille kasvoilleen - olisi parempi laittaa hänet arkkuun. Oli aivan selvää, että kun tunsi lopun olevan lähellä, hänellä oli kiire saattamaan aloittamansa työn päätökseen jopa henkensä kustannuksella. Jäisessä vedessä hän ja hänen avustajansa kiipesivät tikkaita kylmää hengittävän auton ympärillä
loputtomasti säätämistä, kiristämistä, säätämistä. Lyhyt talvipäivä ei riittänyt, illat olivat liian pitkiä. Tiedetään, että 30. joulukuuta 1765 Polzunov sai kolme kiloa kynttilöitä. Maaliskuuhun mennessä keksijän suunnitelman mukaan tehdyt valtavat palkeenpäälliset toimitettiin lopulta 8 hevoselle. Ne asennettiin ja auto koottiin lopulta kokonaan. Asia jätettiin sulatusuuneihin. Keväällä Polzunovin sairaus paheni. Huhtikuun 18. päivänä hänen kurkkunsa alkoi jälleen vuotaa verta, minkä jälkeen hän ei enää pystynyt nousemaan ylös
sänky. Keksijä ymmärsi armottoman selkeästi, ettei hän eläisi näkemään koneen käynnistämisen. Huhtikuun 21. päivänä Polzunov saneli Vanja Tšernitsynille (hän itse ei voinut enää kirjoittaa) keisarinnalle osoitetun vetoomuksen. "Terveisin, suvereeniin, suuri keisarinna keisarinna Jekaterina Aleksejevna, koko Venäjän itsevaltias, armollisin keisarinna! Mechanicus Ivan iskee otsaansa
Ivanovitšin poika Polzunov seuraavista asioista: Keisarillinen Majesteettinne, uudelle koneelle laatimani projekti, käsitteli sitä jo vuonna 1763 ja oli tyytyväinen siihen. Ja rohkaistakseen minua ja muita, seuraten esimerkkiäni sellaisissa hyödyllisissä harjoituksissa, he antoivat minulle 400 ruplaa palkkioksi. Mutta sitä rahaa ei ole annettu minulle tähän päivään mennessä. Ja vaikka minulla ei ollut kunniaa vastaanottaa sitä dachaa, palveluinnostukseni ei heikentynyt, ja tein edellä mainitun koneen kaikkinensa ja kokosin sen rakennetussa tehtaassa, asensin sen ja laitoin sen käyttöön sulatusuuneissa. , josta pääasia oli Kolyvano-Voskresenskin tehtailla komentaja kenraalimajuri ja kavaleri Poroshin joidenkin vuoristoupseerien kanssa on jo todistettu. Minkä rakenteen alla kärsin terveydestäni huomattavaa taakkaa ja uupumusta. Kaikella tuolla konerakenteella, mukanani olevien mekaniikkojen kanssa, opiskelijat Dmitri Levzin, Ivan Tšernitsyn ymmärsivät tarkoituksella sen kokoonpanon jäsenissä ja tuntevat tuotannon, ja jos jokin vaurioituu tulevaisuudessa, he voivat korjata sen.
16. toukokuuta 1766 kello kuusi illalla Barnaulissa, Irkutskin linjalla (nykyinen Pushkinskaya katu), I. I. Polzunov kuoli. Hän oli 38-vuotias. Viikko I. I. Polzunovin kuoleman jälkeen, 23. toukokuuta (5. kesäkuuta) 1766, aloitettiin maailman ensimmäisen lämpömoottorin viralliset testit. Ensimmäisenä päivänä testaajat tulivat siihen johtopäätökseen, että kone voi käyttää palkeita syöttämään ilmaa 10-12 uuniin.
Polzunovin rakentama suuri moottori poikkesi rakenteeltaan merkittävästi koneesta, jonka hän kuvaili alkuperäisessä projektissa 1763. Liikkeen välitys koneille, joita moottorin oli tarkoitus palvella, suoritettiin tasapainottimien avulla. Keksijä teki lujuuden lisäämiseksi moottorin männät tasapainottimiin yhdistävät ketjut erillisistä rautatangoista ja saranoidut, ts. tämän tyyppisiä, jotka tunnetaan nykyään "sappiketjuina". Kattilan lämmitetyn veden syöttö oli automatisoitu. Polzunov keksi yksinkertaisen mekanismin, joka varmisti, että vesi kattilassa pysyi samalla tasolla moottorin käydessä. Tämä yksinkertaisti konetta huoltavien ihmisten työtä.
Tasaisen ilmanpuhalluksen varmistamiseksi sulatusuunissa I. I. Polzunov keksi puhallusakun. Palkeet eivät syöttäneet ilmaa suoraan uuniin, vaan suureen laatikkoon - "ilmaarkkuun", josta jatkuva ilmavirta tuli sulatusuuneihin. Hänen aikalaisensa kutsuivat I. I. Polzunovin moottoria "sulatustehtaaksi". Koneen korkeus oli 10 metriä ja sylinterit noin 3 metriä. Lämpökone kehitti 40 hevosvoimaa. Suuren, ennennäkemättömän koneen rakentaminen I. I. Polzunovin tuotanto-olosuhteissa oli todella sankarillinen, melkein upea saavutus. Se oli todella ihme, johon vain suurten nero pystyy
venäläisiä ihmisiä. Sankarillisen luovan rohkeuden mies, sotilaan poika Polzunov oli kansallemme ominaisen kekseliäisyyden ja sitkeyden ruumiillistuma. Lämpömoottorin ensimmäisten testien aikana havaittiin ongelmia. Testien aikana kävi ilmi, että vettä ja höyryä tihkuu mäntien (emboolien) ja sylinterin seinämien väliin ja pumput eivät syötä vettä riittävästi.
määrä. Zmeinogorskin kaivokselta kutsuttu Kozma Frolov ehdotti pumppujen korvaamista kaivoksen veden nostopumpuilla. Toimme pumput Zmeinogorskin kaivokselta, asensimme ne ja tulos oli erinomainen. Siten todistettiin, että Polzunovin kone pystyy suorittamaan vielä yhden tehtävän - pumppaamaan vettä kaivoksesta. Jos Polzunov olisi elänyt pidempään, hän olisi ehkä keksinyt, kuinka käyttää sitä koneiden liikkeelle panemiseen ja ylipäätään "tahdollamme, mikä tahansa on korjattava".
Tunnuksilla asia osoittautui monimutkaisemmaksi. Nahkatiiviste kului nopeasti: testit osoittivat, että korkinkuori sopi paremmin tähän.
Ajoneuvon viides ja viimeinen testi suoritettiin 4. heinäkuuta. Kaikki mekanismit ja järjestelmät toimivat hyvin. Tehtaan johto päätti ottaa auton käyttöön. Testit kestivät puolitoista kuukautta. Suurin osa puutteista johtui joko rakentamisen puutteista tai niistä, joita ei voitu poistaa silloisella teknologian kehitystasolla. Mutta itse sammutuskoneen yleisestä suunnittelusta ei sanottu yhtään moitteen sanaa. Keksijä on ennakoinut ja ottanut huomioon kaiken pienintä yksityiskohtaa myöten! Testit saatiin päätökseen, mutta auto jäi käyttämättä koko kuukauden. Elokuun alussa 1766 sulatusuunien rakentaminen saatiin vihdoin päätökseen, ja toimisto ajoitti koneen käyttöönoton 4. elokuuta.
Varhaisesta aamusta lähtien ihmiset tungosivat ennennäkemättömän koneen rakennuksen ympärillä kärsimättömästi jalan toiselle. Uteliaat ihmiset kokoontuivat kaikkialta Barnaulista. Kello 7 aamulla tuli jo kuplii kattilan tulipesässä. Hienovarainen viheltävä höyryn ääni osoitti, että kone oli valmis työhön. Uunien sytytys ja ensimmäisen sulatuksen aloitus viivästyivät minuutista minuuttiin. Auto oli käyttämättä yli kuusi tuntia. Kello kaksi iltapäivällä koko tehtaan johto saapui. Tuli uunien puhalluksen juhlallinen hetki. Mutta juhlaa ei järjestetty, koska... puhallushetkellä vasemman sylinterin mäntä pysähtyi yhtäkkiä ala-asentoon ja kone jäätyi.
Lohkojen avulla jouduimme poistamaan männät sylintereistä ja tarkastamaan molemmat huolellisesti. Pysähtymisen syytä ei vieläkään saatu selville. Ensi silmäyksellä kaikki näytti olevan kunnossa. Vasta sen jälkeen, kun he sammuttivat uunin, päästivät höyryä kattilasta ja suorittivat koneen perusteellisen tarkastuksen, havaittiin, että mutteri, joka oli löystynyt ilmeisesti koejakson aikana, päästi höyryn.
säädin kääntyy paljon suu- rempaan kulmaan kuin on tarkoitettu. Höyrynsäädin oli jumissa eikä kääntynyt sivuille. Tässä tapauksessa imuikkuna oli kiinni; höyry ei päässyt sylinteriin. Valitettava huolimattomuus häiritsi koneen käynnistämistä, ja korjaukset viivästyttivät sitä vielä kahdella päivällä. 7. elokuuta kello kuusi aamulla mekanismi käynnistettiin uudelleen, mutta tällä kertaa ei odotettu korkeiden viranomaisten saapumista. Kello kahdelta sulatusuunit räjäytettiin ilman mitään juhlallisuutta. Päivä 7. elokuuta 1766 jää ihmisten muistiin vuosisatojen ajan. Tänä päivänä otettiin käyttöön ensimmäinen höyryvoimalaitos, joka oli tarkoitettu
tehdasyksiköiden suora käyttö! Kone toimi taukoamatta yli kolme päivää. Tänä aikana sulatettiin noin 400 kiloa malmia. Elokuun 10. päivänä auto pysäytettiin uudelleen. Huonolaatuisesta korkinkuoresta valmistettu tiiviste mureni muruiksi ja alkoi päästää kylmää vettä sylinteriin. Minun piti lähettää korkkipyyntö Tobolskin ja Jekaterinburgin apteekeille. Etsiessään ulospääsyä tästä tilanteesta he käyttivät väliaikaisesti koivun tuohta tiivistämiseen.
Tehtaan toimiston kaikki ajatukset suuntautuivat korkinkuoren hankintaan. Yksikään tehtaiden teknisistä johtajista ei ajatellut ottavansa toista tietä: muuttaa itse männän rakennetta täydellisemmäksi. Lisäksi monilla alueen kaivoksilla käytettiin kahdesta kiekosta valmistettuja mäntäpohjapumppuja, joiden väliin tiivistettiin hamppua. Siksi tällaisen männän käyttö oli oikea-aikaista.
Syyskuun 25. päivänä korkkikuoren saapuessa kone otettiin käyttöön ja se toimi pienin pysähdyksin marraskuun 10. päivään asti. Tänä päivänä ”iltapäivällä kello kuusi, erittäin kunnollisen ja jatkuvan toiminnan aikana, kävi ilmi, että tulipalon takana tiiliholvien kattilan alla, yhdestä kattilasta oli merkittävä vesivuoto, joten sammutti tulipalon kattilan alta, minkä vuoksi he pakottivat tämän koneen yhteen ja sulatuksella sammuttivat uunit." Tällä Polzunovin kone "päätti työnsä". Ohuesta kuparilevystä niitattu kattila osoittautui sen heikkoudeksi. Polzunov huomautti myös, että se soveltui vain alkukokeeseen, mutta sitä ei ollut mahdollista tehdä kestävämmäksi Barnaulin tehtaalla.
Koneen kokonaiskäyttöaika oli 1023 tuntia (42 päivää ja 15 tuntia). Tänä aikana saatiin 14 puntaa hopeaa 38 puntaa 17 puolaa 42 osaketta, kultaa 14 puntaa 22 puolaa 75 osaketta. Kun vähennettiin kaikki koneen rakentamiseen liittyvät kulut, sulattojen maksaminen, jopa Polzunovin 400 ruplan palkkio, nettotulos oli 11 016 ruplaa 10,25 kopekkaa. Mutta kone toimi alle puolitoista kuukautta, eikä silloinkaan täydellä teholla: se palveli vain kolmea uunia. Ja kuitenkin päätettiin, että tulevaisuudessa "se ei katsota tarpeelliseksi ottaa sitä käyttöön paikallisen laitoksen runsaan veden vuoksi". Tämän päätöksen allekirjoitti valitettavasti tehtaiden päällikkö Poroshin, joka viime aikoihin asti oli kiihkeä "tulisen" koneen kannattaja.
Syynä oli ilmeisesti se, että Kolyvano-Voskresenskin tehtailla, kuten koko feodaalisella Venäjällä, ei ollut suurta tarvetta koneille. Pakkotyövoimaa oli runsaasti. Polzunovin tragedia oli, että hän oli aikaansa edellä... Vuonna 1784 James Watt sai patentin yleislämpökoneelle, joka sai pian maailmanlaajuista tunnustusta. Ja Polzunovin auto, seisotettuaan 15 vuotta, 5 kuukautta ja 10 päivää, purettiin maaliskuussa 1782.
Höyrykoneen historia
Ensimmäinen yritys saada höyryä ihmisen palvelukseen tehtiin Englannissa vuonna 1698: Savery-kone oli tarkoitettu kaivosten tyhjentämiseen ja veden pumppaamiseen. Keksijä itse kutsui sitä "palokoneeksi" ja mainosti sitä laajalti "kaivostyöläisten ystävänä". Konetta käyttävän höyryn tuottamiseen vaadittiin tulta, mutta Saveryn keksintö ei vielä ollut moottori sanan täydessä merkityksessä, sillä muutamaa manuaalisesti avattua ja suljettavaa venttiiliä lukuun ottamatta siinä ei ollut liikkuvia osia.
Saveryn kone toimi seuraavasti: ensin tiivistetty säiliö täytettiin höyryllä, sitten säiliön ulkopinta jäähdytettiin kylmällä vedellä, jolloin höyry tiivistyi ja säiliöön syntyi osittainen tyhjiö. Tämän jälkeen vesi - esimerkiksi akselin pohjalta - imettiin säiliöön imuputken kautta ja seuraavan höyryannoksen syöttämisen jälkeen se heitettiin ulos ulostulon kautta. Kierros toistettiin sitten, mutta vettä pystyttiin nostamaan vain alle 10,36 metrin syvyyksistä, koska itse asiassa ilmakehän paine työnsi sen ulos.
Ensimmäisen onnistuneen "höyry"-moottorin männällä rakensi ranskalainen Denis Papin, jonka nimi liittyy useammin autoklaavin keksintöön, joka löytyy nykyään melkein joka kodista painekattilan muodossa.
Vuonna 1674 Papin rakensi ruutimoottorin, jonka toimintaperiaate perustui ruudin sytyttämiseen sylinterissä ja männän liikkeelle sylinterin sisällä jauhekaasujen vaikutuksesta. Kun ylimääräiset kaasut poistuivat sylinteristä erityisen venttiilin kautta ja jäljellä oleva kaasu jäähdytettiin, sylinteriin syntyi osittainen tyhjiö ja mäntä palasi alkuperäiseen asentoonsa ilmakehän paineen vaikutuksesta.
Kone ei ollut kovin menestynyt, mutta se antoi Papenille ajatuksen ruudin korvaamisesta vedellä. Ja vuonna 1698 hän rakensi höyrykoneen (samana vuonna englantilainen Savery rakensi myös "palokoneensa"). Vettä lämmitettiin pystysuorassa sylinterissä, jossa oli mäntä, ja syntynyt höyry työnsi mäntää ylöspäin. Höyryn jäähtyessä ja tiivistyessä mäntä liikkui alaspäin ilmanpaineen vaikutuksesta. Siten Papenin höyrykone pystyi lohkojärjestelmän kautta käyttämään erilaisia mekanismeja, kuten pumppuja.
Kuultuaan Papenin höyrykoneesta, Thomas Newcomen vieraili usein kaivoksissa Länsimaassa, jossa hän työskenteli seppänä ja ymmärsi paremmin kuin kukaan muu, kuinka hyviä pumppuja tarvitaan tulvien estämiseen.
kaivokset, yhdistivät voimansa putkimies ja lasittaja John Culleyn kanssa yrittääkseen rakentaa kehittyneemmän mallin. Vuonna 1705 T. Newcomenille myönnettiin patentti vesinosturille (kuva 4), jossa käytettiin ensimmäistä kertaa männällä varustettuja sylintereitä. Tämän koneen suunnittelu mukana
ristiriita, joka ei antanut sen toimia jatkuvasti: höyryn työ liikutti mäntää, mikä teki hyödyllisen toimenpiteen, mutta loppuun asti ulottunut mäntä lakkasi toimimasta - piti avata venttiili, vapauttaa höyry ja palauttaa mäntä alkuperäiseen asentoonsa tyhjäkäynnillä.
Kuva 4. Newcomen-koneen toimintaperiaate
Ensimmäinen höyrykone asennettiin kaivoslaitokseen Staffordshiressa vuonna 1712. Kuten Papenin koneessa, mäntä liikkui pystysuorassa sylinterissä, mutta kaiken kaikkiaan Newcomenin kone oli paljon edistyneempi. Sylinterin ja männän välisen raon poistamiseksi Newcomen kiinnitti joustavan nahkalevyn jälkimmäisen päähän ja kaatoi siihen hieman vettä.
Kattilan höyry tuli sylinterin pohjaan ja nosti männän ylöspäin. Mutta kun kylmää vettä ruiskutettiin sylinteriin, höyry tiivistyi, sylinteriin muodostui tyhjiö ja ilmakehän paineen vaikutuksesta mäntä putosi alas. Tämä käänteinen isku poisti veden sylinteristä ja nosti pumpun varren ylös keinuvarteen liitetun ketjun kautta, joka liikkui kuin keinu. Kun mäntä oli iskunsa pohjalla, höyryä tuli taas sylinteriin ja pumpun tankoon tai keinuvarteen kiinnitetyn vastapainon avulla mäntä nousi alkuperäiseen asentoonsa. Tämän jälkeen sykli toistui. Newcomenin kone osoittautui erittäin menestyksekkääksi ja sitä käytettiin kaikkialla Euroopassa yli 50 vuoden ajan. Vuonna 1740 2,74 m pitkä ja 76 cm halkaisijaltaan sylinterinen kone suoritti yhdessä päivässä työn, jonka 25 miehen ja 10 hevosen vuorotyöryhmät olivat aiemmin tehneet viikossa. Vuonna 1775 John Smeatonin (Eddystonen majakan luoja) rakentama vielä suurempi kone tyhjensi Venäjän Kronstadtin kuivatelakan kahdessa viikossa. Aikaisemmin suuria tuuliturbiineja käytettäessä tämä kesti kokonaisen vuoden. Ja silti,
Newcomenin kone oli kaukana täydellisestä. Se muutti vain noin 1 % lämpöenergiasta mekaaniseksi energiaksi ja kulutti sen seurauksena valtavan määrän polttoainetta, jolla ei kuitenkaan ollut paljon merkitystä,
kun auto oli töissä hiilikaivoksissa. Yleisesti ottaen Newcomenin koneilla oli valtava rooli kivihiiliteollisuuden säilyttämisessä: niiden avulla pystyttiin jatkamaan kivihiilen louhintaa monissa tulvivissa kaivoksissa.
Venäläinen keksijä I. I. Polzunov, Altain Kolyvano-Voskresensky-kaivostehtaiden mekaanikko, ehdotti 25. huhtikuuta 1763 maailman ensimmäisen höyrykoneen (kuva 5), joka pystyy suoraan käyttämään kaikkia toimivia mekanismeja, projektia. Projekti tuli tehtaiden päällikön pöydälle, joka hyväksyi sen ja lähetti sen Pietariin, josta tuli pian vastaus: "... Tätä hänen keksintöään on pidettävä uutena keksintönä."Polzunovin höyrykone sai tunnustusta.
Piirustus Polzunovin koneesta Kuva 5 Polzunovin höyrykoneen toimintaperiaate
Toisin kuin Newcomenin kone, Polzunovin kone teki työtä jatkuvasti. Hän käytti kahta sylinteriä, joiden männät siirtivät työn vuorotellen yhteiselle akselille. Siten Polzunov levitti tyhjäkäyntiä estävää ehtoa eri esineiden välillä ja esitti ensimmäistä kertaa ajatuksen useiden sylinterien työn yhdistämisestä. Kun yksi sylinteri oli tyhjäkäynnillä, toinen toimi. Polzunov ehdotti rakentavansa ensin
pieni kone, jossa kaikki uuden keksinnön väistämättömät viat voitiin tunnistaa ja poistaa. Tehtaan johto ei suostunut tähän ja päätti välittömästi rakentaa valtavan koneen tehokkaalle puhaltimelle.
Koneen rakentaminen uskottiin Polzunoville, jonka apuun osoitettiin " ne, jotka eivät tiedä, mutta joilla on vain yksi taipumus siihen paikallisten käsityöläisten joukossa
kaksi" ja jopa muutama aputyöläinen. Tällä "henkilökunnalla" Polzunov aloitti koneensa rakentamisen. Sitä rakennettiin vuosi ja yhdeksän kuukautta. Kun kone oli jo läpäissyt ensimmäisen testin, keksijä sairastui ohimenevään kulutukseen ja kuoli muutaman päivää ennen viimeisiä kokeita.
23. toukokuuta 1766 Polzunovin oppilaat Levzin ja Chernitsyn aloittivat höyrykoneen viimeiset testit. Heinäkuun 4. päivänä päivätyssä "päivämuistiossa" todettiin " oikea koneen toiminta", ja 7. elokuuta 1766 koko laitteisto - höyrykone ja voimakas puhallin - otettiin käyttöön.
Vain kolmen käyttökuukauden aikana Polzunovin kone ei vain perustellut kaikkia rakennuskustannuksiaan 7233 ruplaa 55 kopekkaa, vaan myös tuotti nettovoiton 12640 ruplaa 28 kopekkaa.
10. marraskuuta 1766 kattila vuoti ja kone pysähtyi. Huolimatta siitä, että tämä toimintahäiriö olisi voitu helposti poistaa, tehtaan johto, joka ei ollut kiinnostunut koneellistamisesta, hylkäsi Polzunovin luomisen.
Seuraavien 30 vuoden aikana kone oli epäaktiivinen, ja vuonna 1779 Altai-tehtaiden silloiset johtajat antoivat käskyn purkaa kone, "purkaa siinä sijaitseva tehdas ja käyttää puuta siihen, mihin se sopii".
Samoihin aikoihin skotti James Watt työskenteli höyrykoneen luomisessa Englannissa. Vuonna 1784 englantilainen James Watt sai patentin yleishöyrykoneelle.
Kuva 6. Wattin höyrykoneen sylinteritoiminta
Kahdenkymmenen vuoden parannusten jälkeen Watt sai vihdoin jatkuvan koneen (kuva 6). Hän ratkaisi ristiriidan yhden kohteen sisällä: sulki sylinterin kannella, jossa oli öljytiiviste, nyt höyryä voitiin syöttää vuorotellen männän molemmille puolille - joutokäyntinopeus katosi. Sylinterin toisen puoliskon työisku oli toisen puoliskon tyhjäkäyntiisku.
Vuodesta 1763 lähtien hän työskenteli Newcomenin tehottoman höyryilmamoottorin parantamiseksi, joka yleensä soveltui vain veden pumppaamiseen. Hänelle oli selvää, että Newcomenin koneen suurin haittapuoli oli sylinterin vuorotteleva lämmitys ja jäähdytys. Mitä
Joten kuinka voimme välttää tämän? Watt sai vastauksen eräänä kevätsunnuntaina vuonna 1765. Hän ymmärsi, että sylinteri voi pysyä kuumana koko ajan, jos höyry ohjataan erilliseen säiliöön venttiilillä varustetun putken kautta ennen kondensoitumista. Lisäksi sylinteri voi pysyä kuumana ja lauhdutin kylmänä, jos niiden ulkopinta on päällystetty eristemateriaalilla. Lisäksi Watt teki useita muita parannuksia, jotka lopulta muuttivat höyryilmakehän moottorin höyrykoneeksi. Vuonna 1768 hän haki patenttia keksinnölle. Hän sai patentin, mutta pitkään aikaan hän ei kyennyt rakentamaan höyrykonetta. Vasta vuonna 1776 Wattin höyrykone rakennettiin ja testattiin onnistuneesti. Se osoittautui kaksi kertaa tehokkaammaksi kuin Newcomenin kone.
Vuonna 1782 Watt loi merkittävän uuden koneen - ensimmäisen yleisen kaksitoimisen höyrykoneen. Hän varusti sylinterin kanteen vähän aikaisemmin keksityllä tiivisteellä, joka varmisti männänvarren vapaan liikkeen, mutta esti höyryn vuotamisen sylinteristä. Höyryä tuli sylinteriin vuorotellen männän toiselta puolelta ja sitten toiselta puolelta. Siksi mäntä teki sekä työ- että paluuiskun höyryn avulla, mitä ei aikaisemmissa koneissa ollut.
Koska kaksitoimisessa höyrykoneessa männänvarsi suoritti veto- ja työntötoimintoa, jouduttiin suunnittelemaan uudelleen aiempi ketjujen ja keinuvipujen käyttöjärjestelmä, joka reagoi vain pitoon. Watt kehitti kytkettyjen tankojen järjestelmän ja käytti planeettamekanismia männänvarren edestakaisen liikkeen muuttamiseksi pyöriväksi liikkeeksi, käytti raskasta vauhtipyörää, keskipakonopeudensäädintä, levyventtiiliä ja painemittaria höyrynpaineen mittaamiseen.
Watin patentoimaa "pyörivää höyrykonetta" käytettiin ensin laajalti kehruu- ja kutomatehtaiden ja myöhemmin muiden teollisuusyritysten koneiden ja kutomakoneiden käyttämiseen. Siten Wattin höyrykoneesta tuli vuosisadan keksintö, mikä merkitsi teollisen vallankumouksen alkua.
Vuonna 1785 yksi Wattin ensimmäisistä koneista asennettiin Lontooseen Samuel Whitbreadin panimolle maltaiden jauhamiseen. Kone teki työn 24 hevosen sijaan. Sen sylinterin halkaisija oli 63 cm, männän isku 1,83 m ja vauhtipyörän halkaisija 4,27 m. Kone on säilynyt tähän päivään asti, ja nykyään se on nähtävissä toiminnassa Sydney Powerhouse Museumissa.
Watin moottori sopi mihin tahansa koneeseen, ja itseliikkuvien mekanismien keksijät käyttivät tätä nopeasti hyväkseen.
KIRJASTUS
1. www.Aomai.ab.ru/Books/Files/1998-01/02/pap_02.html
2. www.Free-time.ru/razdeis/!anziki/p_11.html.
3. Konfederaation I.Ya. Ivan Ivanovitš Polzunov. - M.-L.: Gosenergoizdat, 1951. - 296 s.: ill.
4. Zubkov B.V., Chumakov S.V. – Nuorten teknikkojen tietosanakirja – 2. painos. – M.: Pedagogiikka 1988
5. Saveljev N.Ya. Altai on erinomaisten keksintöjen syntymäpaikka. - Barnaul: Altaikrayizdat, 1951. - 117 s.
6. Shishkin A.D. "Tulen" koneen luoja (I.I. Polzunov). - Sverdlovsk: Sverdlovsk kirja. kustantamo, 1963. - 83 s.
7. Borodkin P. Tarinoita Polzunovista // Altai. - 1977. - nro 1. - s. 53-61.
8. Virginsky V.S. Ivan Ivanovitš Polzunov 1729-1766 / Rep. toim. N.K. Laman. - M: Nauka, 1989. - 165 s.,: ill.
9. Danilevski V.V. I.I.Polzunov: Ensimmäisen venäläisen lämmitysinsinöörin työt ja elämä. - M.-L.: Neuvostoliiton tiedeakatemia, 1940.- 446 s.: ill., 18 arkkia, piirustus.
10. skbkontur.ru/personal/blink/triz.htm