Polzunovov vynález. Ivan Polzunov - vynálezca „požiarneho stroja“

Meno Ivana Ivanoviča Polzunova, ktorý ako prvý v Rusku zostrojil parný „požiarny“ motor, bolo na dlhú dobu takmer zabudnuté. O Polzunovovi vedel len úzky okruh ľudí, najmä tí, ktorí prichádzali do styku s problematikou altajskej banskej výroby. Až v roku 1842 bolo meno Polzunov prvýkrát zaradené do „Baníckeho slovníka“ G.I. Spasského spolu s menami Severiho, Newcomena, Watta a ďalších tvorcov parných strojov. Aby sme mohli zhodnotiť Polzunovovu inováciu, je potrebné povedať, aká bola úroveň rozvoja vykurovacej techniky začiatkom 60-tych rokov 18.

Vytvorenie piestového parného stroja prvýkrát navrhol (v roku 1690) francúzsky vynálezca Denis Papin, ktorý niekoľko rokov udržiaval korešpondenciu so slávnym Leibnizom. Papinov parný kotol, valec a kondenzátor však neboli od seba oddelené (voda sa varila a chladila v pracovnom valci). Papin predpokladal, že nový motor by sa dal použiť nielen „na zdvíhanie vody alebo rudy z baní“, ale aj „na pohon lodí proti vetru“. Ani tento, ani následné Papenove projekty a modely však nedostali praktické uplatnenie. V roku 1698 anglický inžinier Thomas Severi zostrojil prvý funkčný parný stroj – „požiarne čerpadlo“.

Ale Severiho stroj mal úzky účel - čerpanie vody zo zdvíhacích zariadení, hoci Severi teoreticky umožňoval použitie „požiarneho“ stroja na iné potreby. Severiho stroj nemal ani piest, ani valec. Stroj tohto typu bol prvým parným strojom, ktorý sa objavil v Rusku. V rokoch 1717-1718 objednala systémový stroj Severi z Anglicka.

Toto „požiarne čerpadlo“, ktorého guľovitý kotol pojme 5-6 barelov vody, slúžilo na spúšťanie fontán v letnej záhrade. V rokoch 1711-1712 Anglický vynálezca, kováč Thomas Newcomen, spolu s Johnom Colleym (alebo Keighleym) zostrojili prvý parný (parno-atmosférický) stroj piestového typu. Motor Newcomen bol tiež pôvodne určený len na čerpanie vody. Ivan Polzunov si samozrejme prečítal knihu I. A. Schlattera, vydanú v roku 1760, „Podrobné pokyny pre ťažbu“, ktorá obsahuje popis a obrázok Newcomenovho parno-atmosferického stroja.

Polzunov však na stránkach knihy nenašiel návrh na vytvorenie „nepretržitého hasičského motora“, ktorý by nahradil vodné motory v baníctve. Ivan Polzunov sa narodil v Jekaterinburgu v prvej polovici roku 1729. Jeho otca Ivan Alekseevič Polzunov, ktorý pochádzal z roľníckej rodiny, vzali v roku 1723 za vojaka. Matka budúceho vynálezcu sa volala Daria Abramovna. Rodina Polzunovcov bývala v drevenici v západnej časti mesta zvanej Obchodná strana. Plat malého vojaka môjho otca (ročný plat „menej uniformy“ bol 8 rubľov 44 a pol kopejok) sotva stačil na pokrytie jedla. Rodičia nechceli, aby ich syn zostal negramotný, rovnako ako oni, a rozhodli sa ho poslať do školy. Mimochodom, pre rodinu sa to stalo malou pomocou - študent mal platiť „plat“. Podľa charty boli za učiteľov v školách menovaní mladší horskí dôstojníci - sikhtmasteri. (V ruskom baníctve bola prijatá nomenklatúra mien prevzatých z nemeckého jazyka.

Slovo "schichtmeister" pochádza z "schicht" - zmena a "meister" - majster. Takto sa nazývala funkcia mladších horárov 13. a 14. triedy, ktorá zodpovedala vojenským hodnostiam práporčík a podporučík). Triedy v škole v Jekaterinburgu boli dlhé: v lete 12 hodín denne, na jeseň a na jar - 9 hodín, v zime - 7 hodín. V nedeľu a cez sviatky sa nevyučovalo, ale školáci boli povinní (a za to boli prísne zodpovední učitelia) navštevovať bohoslužby „bez sietí“ a striedať sa v kostole pri čítaní „nešpier, matutín a omší a navyše , podľa toho učiť spev.“ Po vstupe do slovesnej školy v roku 1736 ju Polzunov absolvoval v roku 1738 a presťahoval sa do aritmetickej školy. Tam študoval pod vedením Fjodora Ivanoviča Sannikova, veliteľa závodu v Jekaterinburgu, špecialistu na kreslenie a kreslenie. V roku 1742 Polzunova odvolali zo školy a preložili ho medzi „strojných učňov“ k mechanikovi Nikitovi Bakhorevovi, významnému špecialistovi na baníctvo a hutnícku výrobu, ktorý sa vzdelával v Petrohrade, študoval strojárstvo vo Švédsku a bol poslaný zdokonaliť sa „vo veľkom“. stroje“ na Urale v roku 1729. Povinnosti 14-ročného Polzunova boli rôznorodé. Spolu s ďalšími študentmi musel vo všetkom pomáhať Nikitovi Bakhorevovi a jeho „učňovi“. A povinnosti mechanika alebo strojníka zahŕňali širokú škálu továrenských a banských záležitostí.

Mechanik musel dohliadať na stavbu vysokej pece, tehliarskych a iných závodných dielní, strojov na zdvíhanie vody a bremien v baniach, pílach a iných mlynoch, obytných a továrenských priestoroch atď. Pracoval v rokoch 1742 až 1747 ako „strojný učeň“. “ pod vedením Bakhoreva sa Polzunov mohol zoznámiť s najpokročilejšími príkladmi výrobnej technológie v tomto odvetví. V roku 1747 si vedúci závodov Kolyvano-Voskresensk v Altaji, generálmajor A.V. Beer, pod vedením kabinetu Jej Veličenstva vyžiadal najlepších odborníkov z Uralu a z iných priemyselných oblastí krajiny na Altaj a Polzunov bol presunutý do Altaj začiatkom roku 1748. Polzunovovi rodičia zostali v Jekaterinburgu. Matka neskôr prišla pozrieť svojho syna do Barnaulu a Polzunov nikdy nevidel svojho otca, ktorého poslali do petrohradskej brusiarskej dielne na „rezanie mramoru a sekanie kameňov“. Polzunovov otec zomrel v Petrohrade v roku 1763. V roku 1748 bol Ivan Polzunov „z Jekaterinburgských strojných študentov“ oficiálne potvrdený vo funkcii Gitenschreibera. K jeho povinnostiam patrilo aj zostavovanie rôznych záznamov a správ o postupe továrenskej výroby. Jeho plat bol stanovený na 24 rubľov ročne. V roku 1750 bol Polzunov povýšený do hodnosti mladšieho podmajstra. V novembri 1753 bol premiestnený z továrenskej kancelárie Kolyvano-Voskresensk do bane Zmeevsky „na školenie v baníctve“. Polzunovove dizajnérske práce sa začali v bani Zmeevsky. Strávil „šesť mesiacov stavbou píly a tento mlyn bol kompletne postavený“, ako sa píše v správe zo 16. novembra 1754. Hovoríme o výstavbe píly na vodný pohon.

Prostredníctvom zložitého prevodového mechanizmu vodné koleso poháňalo rámy píl, ako aj zdvíhanie a podávanie kmeňov. Na samom konci roku 1757 sa úrady rozhodli poslať kapitána Shirmana a Unterschichtmeistera Polzunova s karavánou drahých kovov do Petrohradu. Pre Polzunova mala táto služobná cesta osobitný význam. Spolu so Shirmanom dostali pokyn, aby predložili kabinetu Jej Veličenstva správu o práci baní a tovární s pripojenými výkresmi, ako aj správu úradu o otázke, aby sa Polzunov stal veliteľom. Shirman, Polzunov a ich sprievod - 11 vojakov s desiatnikom - prepravovali do Petrohradu veľmi cenný náklad: 3,6 tony trblietavého striebra a 24 kilogramov zlata.

Konvoj opustil Barnaul 1. januára 1758 a takmer bez zastavenia sa presunul po zimnej trase do Kainského pevnosti a Tomska a ďalej na západ cez Tobolsk, Perm a Vjatku, na juh do Nižného Novgorodu, potom opäť na západ - do Moskvy a odtiaľ do Petrohradu. Konvoj prešiel 5000 km za viac ako dva mesiace. Neexistujú žiadne listinné dôkazy o Polzunovovom pobyte v hlavnom meste od februára do júna 1758. Je však nesporné, že zvedavý altajský majster mal v hlavnom meste čo vidieť a študovať. Po odovzdaní cenných kovov sa Shirman s desiatimi vojakmi vybral späť na Altaj. Polzunov zostal v Petrohrade, „aby sa prihováral podľa inštrukcií, ktoré mu boli dané... za peniaze a kúpil jemu zverené zásoby“.

Zostali pri ňom jeden vojak a desiatnik, aby ho chránili. V polovici júna odišiel Polzunov do Altaja. Na ceste späť sa stala udalosť, ktorá zohrala dôležitú úlohu v Polzunovovom osobnom živote. V Moskve sa stretol s 22-ročnou vdovou Pelageyou Ivanovnou Povaljajevovou. Jej manžel, vojak pešieho pluku Pskov, zahynul pri ťažení proti Prusom. Ivan Polzunov sa s ňou vrátil do Barnaulu. Nedokázal však formalizovať manželstvo s Pelageyou Ivanovnou. Na uzavretie manželstva bolo potrebné povolenie od barnaulského duchovenstva a potom od továrenského kancelára, pretože „ľudia akéhokoľvek postavenia v továrenskom oddelení“ sa nesmeli oženiť bez „povolenia od svojich tímov“.

Keďže nemali dokumenty potvrdzujúce, že Pelageyin manžel „zomrel počas kampane proti nepriateľovi pruskej akcie“, Polzunov a jeho manželka boli nútení tri roky skrývať svoje manželstvo. Pelageya žil s Polzunovom v Barnaule a na mólach, kam ho poslali, pod maskou sluhu. Čoskoro sa Pelageya stala matkou a potom sa narodilo druhé, opäť nelegitímne dieťa. V tom čase žil Polzunov na móle Kabanovskaya, kde bol poslaný prijímať a zaznamenávať rudu, platiť vodičom atď. To odcudzilo Polzunova a jeho manželku od pozornosti susedov a úradu Barnaul. Usadili sa na móle, v jednom z krehkých obydlí, ktoré boli postavené na mólach pre hosťujúcich úradníkov kancelárie. 31. marca 1759 prišla dlho očakávaná správa, že Polzunov na základe dekrétu Kabinetu Jej Veličenstva „dostal rozkaz stať sa veliteľom v miestnych továrňach a banských operáciách“. Dostal právo nosiť uniformu a meč a tiež mať rád. Polzunov sa presunul z ľudí „ohavného pôvodu“ do „ušľachtilej triedy“.

Teraz ho začali oslovovať v oficiálnych listoch: "Vznešený a ctihodný pán Schichtmeister." To všetko malo pre Polzunova veľký morálny význam. A v auguste 1761 došlo k ďalšej radostnej udalosti. Polzunovovi sa podarilo získať „večnú pamäť“ a povolenie na zákonné manželstvo pre Pelageyu Ivanovnu. Nie je známe, kedy Polzunov prvýkrát prišiel s myšlienkou vytvorenia „požiarneho“ (parno-atmosferického) motora schopného nahradiť vodné kolesá na rôzne výrobné účely. V apríli 1763 Polzunov predložil správu vedúcemu továrne Kolyvan-Voskresensk, generálmajorovi A.I. Poroshinovi, s návrhom postaviť „požiarny stroj“ pre potreby továrne. Bol to detailný návrh univerzálneho parného stroja s výkonom približne dvoch koní. Projekt obsahoval výkres a vysvetľujúci text popisujúci konštrukciu a prevádzku navrhovaného stroja. V popise „požiarneho stroja“ sú časti: „O členoch stroja“, „O teple“, „O kompozíciách“, „O odčítaní sily“ a „O pridaní stroja“ . Poskytujú informácie o vode, vzduchu, atmosférickom tlaku, pare, procese vyparovania, teoretické úvahy o teple (zároveň Polzunov nikdy nepoužíva pojmy „kalorická“ či „výhrevná hmota“, ktoré boli v tom čase bežné; s najväčšou pravdepodobnosťou sa priklonil k molekulárnej teórii tepla). Vo vysvetlení konštrukcie stroja sú uvedené materiály, z ktorých majú byť vyrobené jeho časti a technologické postupy (odlievanie, leštenie, spájkovanie). V časti „O odčítaní sily“ Polzunov uvádza výpočet stroja, určuje potrebný pomer medzi silami pôsobiacimi na piesty a silami potrebnými na rukoväte mechov poháňaných strojom; Zároveň zohľadnil aj straty v samotnom stroji. Vynálezca dospel k záveru, že straty trením budú prekonané.

Časť „O zostavení stroja“ určuje množstvo kovu potrebného na vytvorenie stroja. Cieľom je realizovať projekt s minimálnymi nákladmi. Veliteľ Polzunov v memorande zdieľa aj svoje veľkolepé plány ovplyvňujúce „celý náš štát“ s cieľom „uľahčiť prácu tým, ktorí majú prísť“. A vynálezca začína poukázaním na obrovské výrobné náklady, ktoré sú pozorované pri ťažbe nielen na Altaji, ale „v celom našom štáte“. Keďže „pohyblivým základom“ tovární sú teraz vodné kolesá, „takmer všetky továrne boli postavené na riekach“. Preto je potrebné dopravovať rudu a palivo do tovární z diaľky a vynakladať obrovské výdavky na zaplatenie „dopravcov“. Polzunov sa domnieva, že je potrebné odstrániť závislosť tovární od dostupnosti vodných zdrojov. Na tento účel je potrebné nahradiť vodné motory „ohnivými“ strojmi, ktoré sú schopné nielen obsluhovať mechanizmy fúkania vzduchu, ale aj všeobecne „podľa našej vôle, čokoľvek je potrebné opraviť“. Preto musí byť vytvorený nový typ stroja.

V tom čase všetky podniky využívali výlučne manuálnu prácu. Len v niektorých prípadoch sa na pomocné, najmä prácne práce používali objemné stroje, ktorých väčšina dielov bola z dreva a len málo z kovu. Niekoľko jednoduchých mechanizmov bolo doslova vyrúbaných sekerou, ako by sa „zrúbala chata“ a hlavnými konštruktérmi vtedajších strojov boli „priehradní“ majstri a im podriadení tesári. Najbežnejšími strojmi boli dúchadlá do hutníckych pecí a buchary na kovanie kovov. Najvyspelejším motorom bolo vodné koleso, hlavným nástrojom pri výrobe ktorého bola opäť sekera. Polzunovova poznámka spomína použitie „ohňových“ strojov na fúkanie mechov, pretože tieto zariadenia boli najbežnejšie v továrňach, a hovoril o iných typoch použitia nových motorov vo všeobecnej forme: „čo bude potrebné opraviť“, tj. , vykonať prácu. Polzunov triezvo zhodnotil ťažkosti pri realizácii úplne nového podnikania v Rusku a najprv navrhol postaviť ako experiment jeden malý stroj svojej konštrukcie na obsluhu dúchadla (pozostávajúce z dvoch vlnovcov) a jednu taviacu pec. Inštalácia podľa prvého projektu Polzunova zahŕňala: kotol - vo všeobecnosti rovnakého dizajnu ako ten, ktorý sa používa v strojoch Newcomen; parno-atmosferický stroj pozostávajúci z dvoch valcov so striedavým pohybom piestov („embolov“) v nich v opačných smeroch, vybavený rozvodmi pary a vody; nádrže, čerpadlá a potrubia na zásobovanie zariadení vodou; prevodový mechanizmus v podobe sústavy kladiek s reťazami, ktorý poháňa mech dúchadla.

Bez veľkého odkladu bol Polzunovov projekt posúdený Úradom závodov Kolyvano-Voskresenského a odoslaný do Petrohradu do vlastného kabinetu Jej cisárskeho veličenstva so sprievodným listom. Úrad schválil chvályhodný zámer majstra Polzunova. Kancelária sa však obávala, že „tento projekt nebude možné zrealizovať pre nedostatok skutočného mechanika, ktorý by poznal zloženie strojových častí alebo kto by ho skutočne postavil. A keby sa aj našiel niekto, kto sa vyzná v matematike a mechanike, na takúto prácu nie sú zruční remeselníci. Ak však on, Polzunov, dobrovoľne prijme túto prácu a vytrvalé vedenie, aby sa tak vyhol mnohým zmenám a stratám v štátnej pokladnici, a aspoň v prvom prípade vyrobí stroj v malej forme a uvedie ho do prevádzky, potom úrad ho odmení, pokúsi sa získať zmenu hodnosti a peňažnú odmenu od Najvyššieho kabinetu. A ak pre nešikovnosť remeselníkov dôjde k nejakým chybám a úpravám, tak úrad od neho Polzunova nebude vymáhať škodu a ochráni ho pred ohováraním. A aj keby bol tento podnik z vyššie uvedených dôvodov úplne neúspešný a strata bola až tisíc rubľov, potom to na základe príjmov z miestnych tovární nemožno považovať za nič. Polzunovovo memorandum s návrhom a výpočtami motora bolo zaslané na Berg College, odkiaľ po čase prišiel záver prezidenta Berg College I. A. Schlattera. Schlatter poznamenal, že Polzunovov nový stroj „by mal byť ocenený ako nový vynález“. Schlatter však vôbec nerozumel novosti Polzunovho dizajnu, jeho odlišnosti od predchádzajúcich elektrární, ktoré sa používali na prívod vzduchu do taviacich pecí a boli spojením parného čerpadla s vodným kolesom. Práve tieto nastavenia odporučil vo svojom závere I. A. Schlatter.

Polzunov úplne odmietol odporúčanie prezidenta Berg College a začal konať v súlade s jeho základnou myšlienkou. Teraz sa však rozhodol postaviť auto nie podľa pôvodného, ale podľa nového (druhého) projektu, ktorý počítal s výrazným zvýšením veľkosti a výkonu stroja a zavedením významných konštrukčných zmien. Nový stroj mal zásobovať vzduchom celú skupinu pecí a mal mať výkon 30 koní. Takú silu v tom čase nemala žiadna parná elektráreň na svete. Vynálezca vyvinul nielen konštrukciu motora, ale aj návrh celého systému dúchadla vo vzťahu k podmienkam svojho závodu. Polzunov predpokladal centralizovanú dodávku vzduchu do všetkých pecí závodu s obrovskými mechmi poháňanými „ohnivým strojom“.

Z centrálneho mechu bol vzduch nasmerovaný potrubím do každej z taviacich pecí. Konštrukcia Polzunovovho stroja teraz počítala s jeho automatickou reguláciou, vytvorením priamo pôsobiaceho regulátora na udržanie konštantnej hladiny vody v kotle. Aby sa zabezpečila rovnomernosť výbuchu, bola navrhnutá „vzduchová komora“, teda akumulátor výbuchu. V januári 1764 vydala kancelária tovární Kolyvan-Voskresensky dekrét o realizácii Polzunovovho projektu v továrni Barnaul. Vytvorenie stroja bolo spojené s obrovskými ťažkosťami. Polzunov začal svoju prácu bez kompetentných asistentov a kvalifikovaných pracovníkov. Dostal iba štyroch študentov a dvoch majstrov na dôchodku. Neexistovali žiadne potrebné nástroje a všetko som musel robiť sám. Do 20. mája 1765 bolo vyrobených už 110 dielov stroja, nepočítajúc parný kotol. Vynálezca musel na všetko osobne dohliadať, keďže jeho pomocníci boli neskúsení. Musel ich naučiť odlievať meď a olovo, rezať kotlové plechy, vŕtať, sústružiť, orezávať a leštiť kov. Polzunov urobil veľa vecí vlastnými rukami. Pre stroj bol postavený „strojovňa“ - pevná, dvadsať metrov vysoká drevená budova.

V decembri 1765 bola konštrukcia motora takmer dokončená. Posledné mesiace boli obzvlášť ťažké: neprestajná, vyčerpávajúca práca bez oddychu, neustále vzrušenie... V novembri začalo Polzunovovi krvácať z hrdla, no napriek tomu bolo auto zmontované! Všetky jeho časti boli navzájom prispôsobené - testovanie môže začať. Vo vysokej časti domčeka sa budú pohybovať piesty a hojdať vyvažovače, spodná časť je určená pre dúchadlá. Mechy ešte nie sú vyrobené, rovnako ako taviace pece, aby sa predišlo zbytočnej spotrebe – v prípade, že sa stroj nerozbehne. A ak je test úspešný, vytvorenie mechu nebude trvať dlho. Ak však v prvom projekte, odoslanom na Berg College, bol Polzunovov stroj univerzálny - otáčal hriadeľ, potom prakticky postavený podľa druhého projektu, desaťkrát výkonnejší a určený na fúkanie (na čerpanie vzduchu do taviacich pecí s mechmi) , už to nebol univerzálny stroj . Zostrojený stroj mal tie najjednoduchšie balancéry: hore - dole, hore - dole... V predvečer rozhodujúceho dňa testovania sa pod kotlom rozhorel oheň. Na druhý deň Polzunov vlastnými rukami otočil žeriav, vypustil paru do valcov a piesty a vyvažovače sa chvením dali do pohybu, hojdali sa na reťaziach a ťažké polená zavesené na mieste nezostavaných dúchadiel sa začali stabilne pohybovať. Auto fungovalo! Polzunov trvá na tom, aby sa dúchadlá postavili čo najskôr. Zároveň žiada financie a materiál na stavbu nového kotla z hrubších plechov, keďže skonštruovaný kotol je určený len na skúšobnú prevádzku stroja, nie však na trvalú prevádzku. Vynálezca sa snaží odstrániť nedostatky a defekty objavené počas testov – v prvom rade sú potrebné nové tesnenia piestov vo valcoch. Ale každý deň Polzunovova sila ubúdala a vyvinul prechodnú spotrebu. Stále sa snaží pracovať, no hrdlo mu krváca čoraz častejšie. 27. mája 1766 zomrel Ivan Ivanovič Polzunov. Krátko pred smrťou napísal do Petrohradu správu, že motor je pripravený, a požiadal, aby ďalšie práce na stroji boli zverené jeho žiakom D. Levzinovi a I. Černitsynovi.

Týždeň po Polzunovovej smrti sa začali nové testy stroja a odstraňovanie nedostatkov: nepresné spracovanie valcov, nábojov a nepravidelností, ako aj už postavené vzduchové mechy. V skúšobnom denníku Polzunovho stroja na rok 1766 sa dočítate: „Dňa 23. mája popoludní o 2. hodine sa zdvihla voda z nádrže do hornej časti hrudníka... a stroj začal pracovať, mechy mali zámerným pohybom, z pripevnených na vlnovcových rúrach, či tryskách truhlice, vzduch spokojne prúdi do všetkých dvanástich rúrok a bolo poznamenané, že vzduchu bude dosť pre 10 alebo všetkých 12 pecí... (Pre lepšie odskúšanie stroja sa rozhodlo postaviť tri taviace pece a urobiť skúšobné tavenie rudy.) 4. august. Po postavení huty... ráno o 7. hodine bol stroj uvedený do prevádzky, ktorá pokračovala poobede až do 14. hodiny a nakoniec, lebo nikto nevie prečo, zrazu embólia na dne. ľavého valca zastavil... 7. augusta. Po oprave regulátora bol tento stroj bezpečne uvedený do prevádzky pred poludním o 6. hodine a taviace pece boli bezpečne uvedené do prevádzky po druhej hodine popoludní...“ Ale 10. novembra 1766 došlo k úniku. došlo v kotli, ktorý nedopatrením vyhorel (zrútila sa ochranná strecha v peci). Zdalo sa, že kotol by mal byť opravený alebo vyrobený nový, ako to žiadal Polzunov počas svojho života, a potom by sa mal stroj spustiť.

To sa však nestalo. Ako však úrad uviedol, „konštrukciou tohto stroja sa vrátili nielen všetky výdavky, ale zostal aj veľký zisk...“ V lete 1778 nový šéf tovární Kolyvano-Voskresensk Irman, napísala Jej Veličenstvu: „... a ako sa ten stroj teraz už viac ako desať rokov skladá bez akejkoľvek činnosti, nečinný... budova je veľmi schátraná, je nebezpečná, aby sa úplne nerozpadla a tým aj valce , fajky a ďalšie početné členy v ňom zmontované, zvlášť vhodné pre budúcu továrenskú akciu, nie sú poškodené, a preto, aby vládna strata nenasledovala...“ roku prišla odpoveď: „Z predpísaných dôvodov rozoberte ohnivý kolos. , zbúrať továreň, ktorá sa nachádza vedľa nej a použiť drevo na to, na čo je dobré, a uložiť členy pre budúce niekedy budúce potreby...“ Napriek krátkej dobe práce je Polzunov „ohnivý stroj“ prvou ruskou parou motor nepretržitej prevádzky, vďaka ktorému meno Ivana Ivanoviča Polzunova navždy zostane v histórii svetovej techniky.

Polzunov Ivan Ivanovič je ruský vynálezca, tvorca prvého ruského parného stroja a prvého dvojvalcového motora na svete. I. I. Polzunov sa narodil v meste Jekaterinburg v roku 1729 v rodine vojaka. Po absolvovaní Baníckej školy v Jekaterinburgu v roku 1742 bol „mechanikom“ u hlavného mechanika uralských závodov N. Bakhareva. V tom čase študoval 6 rokov na slovesnej a potom na aritmetickej škole v Jekaterinburskom metalurgickom závode, čo bolo na tú dobu dosť. V Barnaule dostal mladý Polzunov miesto Gittenschreibera, teda taviaceho úradníka. V roku 1750 zložil skúšky a bol povýšený do preddôstojníckej hodnosti Unterschichtmeister. I. I. Polzunov bol generalista. Slúžil na projektovanie a dovybavenie medenej huty, na odladenie technológie sklárne, na stavbu píly a továrne na pranie zlata v bani Zmeinogorsk; dlho viedol flotilu na prepravu rudy, navrhoval cesty, staval móla, lode na prepravu rudy, študoval plavebnú dráhu riek Charysh a Ob, vytváral ich mapy; podieľal sa na projektovaní nových tovární, na oprave a rekonštrukcii pevností Kabanova a Biysk a zriadil trasu a hlavný prechod cez rieku Chumysh pri Ust-Talmenke.

Aktívne sa venuje invencii a racionalizácii a táto vášeň ho neopustila až do konca života. Napríklad s využitím svojich skúseností z práce na mólach navrhol dômyselný a ekonomický spôsob uskladnenia nákladných lodí na zimu. Inovácia pozostávala z nasledovného: na dne rieky boli inštalované drevené paluby, na ktoré bolo možné spustiť lode „bez zdvíhania“. Keď voda opadla, lode sa ocitli na suchu. Všetko, čo Polzunov vymyslel, malo jediný cieľ – uľahčiť ľuďom prácu.

V tom čase boli ťažobné výrobné procesy v Rusku úplne závislé od vodného kolesa – hlavného zdroja energie. V apríli 1763 položil šéfovi závodu na stôl nečakaný projekt „ohnivého“ stroja. I.I. Polzunov ho zamýšľal na pohon fúkacích mechov. Polzunov navrhol postaviť najprv, ako experiment, jeden malý stroj s dizajnom, ktorý vyvinul na obsluhu zariadenia na fúkanie vzduchu (pozostávajúce z dvoch vlnovcov) s jednou tavnou pecou.

Projekt, predložený cárskemu kabinetu, bol nahlásený Kataríne II. Svojím rozkazom povýšila Ivana Polzunova na „mechanika s hodnosťou a titulom inžinierskeho kapitána-poručíka“, rozhodla sa mu dať odmenu „štyristo rubľov“ a ak je to možné, poslať ho študovať na Akadémiu vied. Od marca 1764 Úrad banského revíru zbavil Polzunova všetkých ostatných úradných povinností a schválil ho len ako konštruktéra a konštruktéra nového stroja za solídny vládny plat. I. I. Polzunov sa tak stal prvým špecialistom, dizajnérom a vynálezcom v Rusku! Stroj bol vytvorený vo veľmi krátkom čase, v decembri 1765 sa uskutočnili slepé testy, komisia bola presvedčená o jeho pripravenosti na akciu.

Obrovské prepätie a práca v nevykúrenej miestnosti až do noci, keď mu studené kovové časti strojov popálili ruky mrazom, podlomili Polzunovovi zdravie. 16. mája 1766 o šiestej hodine večer v Barnaule, I.I. Polzunov zomrel.

7. augusta stroj odpálil prvý odpal a s krátkymi prestávkami pracoval až do novembra, počas ktorých sa mu podarilo nielen vrátiť všetky náklady na stavbu, ale aj dosiahnuť obrovský zisk. Polzunovov stroj pracoval o niečo viac ako tri mesiace a po poruche bol zastavený. Rozbitá jednotka bola rozobratá na časti.

Na Polzunovov stroj sa čoskoro zabudlo a o prvom motore sa začalo hovoriť po tom, čo jeho novú verziu navrhol slávny škótsky vynálezca James Watt v roku 1774, teda oveľa neskôr ako Polzunov. Wattov stroj bol totiž široko používaný v praxi a zohral dôležitú úlohu pri prechode na strojovú výrobu. Prvý parný stroj však vytvoril Ivan Ivanovič Polzunov na Altaji.

počúvajte)) - ruský vynálezca, tvorca prvého ruského parného stroja a prvého dvojvalcového parného stroja na svete.

Životopis

Polzunov sa narodil v rodine vojaka, rodáka z turínskych roľníkov. Po absolvovaní Baníckej školy v Jekaterinburgu v roku 1742 bol „mechanikom“ u hlavného mechanika uralských závodov N. Bakhareva. V tom čase študoval 6 rokov na slovesnej a potom na aritmetickej škole v Jekaterinburskom metalurgickom závode, čo bolo na tú dobu dosť. V Barnaule dostal mladý Polzunov miesto Gittenschreibera, teda taviaceho úradníka. Táto práca nie je len technická, pretože mladý muž sa naučil, koľko a akej rudy, uhlia, taviva je potrebných na tavenie v konkrétnej peci, a oboznámil sa, aj keď teoreticky, s režimom tavenia. Talent mladého Gittenschreibera bol taký zjavný, že pritiahol pozornosť vedenia závodu.

V knižnici závodu Barnaul sa zoznámi s prácami M. V. Lomonosova a tiež študuje dizajn parných strojov.

Necelé 3 roky po presťahovaní do Barnaulu, 11. apríla 1750, na odporúčanie jedného z riaditeľov závodu a najväčšieho odborníka na baníctvo Samuela Christianiho, bol Polzunov povýšený do nižšej hodnosti náčelníka so zvýšením platu na 36. rubľov. v roku. Súčasne s novou produkciou bolo rozhodnuté, že Christiani by mal vycvičiť Polzunova, aby Polzunov „... mohol byť hodný povýšenia do hodnosti hlavného dôstojníka“. Rezolúcia oznámila Polzunovovi „... že ak pozná spomínané vedy a je aj zručný, tak mu bude určený vyšší podriadený magisterský plat a navyše mu nezostane ani zvýšenie hodnosti. “ Toto rozhodnutie, ktoré Polzunovovi poskytlo príležitosť naplniť jeho túžbu po vyučovaní, sa neuskutočnilo. Christiani, zaneprázdnený riadením tovární, ktoré mu boli zverené po smrti Andreasa Beera v máji 1751, sa snažil využiť Polzunova ako spoľahlivého a svedomitého pracovníka v rôznych ekonomických prácach. Nedostatok ľudí, najmä špecialistov, bol pohromou tovární Kolyvan-Voskresensk. Mnoho robotníkov zomrelo v dôsledku zlej výživy (chlieb sa prerušovane dovážal stovky kilometrov ďaleko), domácej nestability a nedostatku lekárskej starostlivosti. Junior Unterschichtmeister Ivan Polzunov dostal 26. júna 1750 za úlohu skontrolovať, či miesto pre mólo na rieke Charysh, nad obcou Tugozvonnaya (dnes Charyshsky okres), bolo vybrané správne a tiež zmerať a opísať cestu do baňa Zmeinogorsky. Dovtedy sa tam nahromadili obrovské kopy rudy, ktoré nestihli odstrániť. Polzunov si prezrel miesto pristátia a potom prešiel s meracou reťazou až do bane. Nameral 85 verst 400 siah, označil celú trasu kolíkmi a dokonca načrtol „zimné chatrče“ - vhodné miesta pre nočné konvoje s rudou. Dĺžka budúcej cesty sa ukázala byť 2-krát kratšia ako existujúca rudná cesta.

Na základe výsledkov cesty „vyrobil“ kresbu s podrobným popisom, pričom sa ukázal aj ako vynikajúci kresliar (táto kresba je stále uložená v štátnych archívoch územia Altaj). Polzunov sa vrátil do závodu v júli av auguste bol opäť poslaný na mólo Krasnojarsk, kde tentoraz zostal celý rok. Na jeseň postavil kôlňu na rudy, strážnu chatu pre strážnych vojakov, v zime prijal päťtisíc libier rudy od sedliackych povozníkov a na jar zorganizoval jej prepravu po Charysh a Ob do závodu Barnaul; Do Gittensteyburgu sa vrátil až na jeseň.

21. septembra 1751 Polzunov spolu so svojím spoločníkom A. Beerom opäť predložili spoločnú petíciu kancelárovi so žiadosťou a pripomenutím sľubu, že ich bude učiť banské vedy. Ale až v novembri 1753 Christiani konečne splnil svoju požiadavku. Polzunova poveruje dohliadaním na prácu hút na šesť mesiacov a potom do bane Zmeinogorsk. Toto bol tréning. Musel som sa učiť v taviacej peci, v bani, preberať skúsenosti a poznatky od praktikov, pretože na Altaji v tom čase neboli univerzity, technické školy, ba ani školy, rovnako ako neexistovala technická literatúra v ruštine. Okrem štúdia rôznych banských operácií sa Polzunov prvýkrát prejavil ako vynálezca. Podieľal sa na výstavbe novej píly pri priehrade. Píla bola prvou továrenskou budovou postavenou pod vedením I. I. Polzunova.

Predstavoval jednu z najzložitejších technických stavieb tej doby. Z rotujúceho vodného kolesa sa prenášal prevod na dva rámy píly, na „sane“, na ktorých sa premiestňovali narezané kmene, a na vynášač guľatiny. Prevodový mechanizmus bol komplexný súbor pohyblivých častí, ktorý zahŕňal: vačkový prevod, ozubený prevod, hriadele, kľuky, ojnice, rohatkové kolesá, lanové brány. Tu Polzunov absolvoval praktické školenie v oblasti navrhovania a inštalácie zložitých prevodových mechanizmov obsahujúcich automatizačné prvky. Veľmi zaujímavé bolo Polzunovovo rozhodnutie umiestniť pílu nie v blízkosti priehrady, ale v určitej vzdialenosti od rieky Zmeevka na odbočnom kanáli.

V novembri 1754 bol Polzunov pridelený do závodu, aby viedol „prideľovanie remeselníkov a pracujúcich ľudí do práce“, ako aj „dohliadať na všetky práce“. V tom čase už Polzunov medzi svojimi nadriadenými získal takú autoritu, akú nemal žiadny z jeho kolegov Unterschichtmeisterov.

V januári 1758 sa plánovalo poslať ďalšiu karavánu so striebrom do Petrohradu. Takým nákladom mohol byť poverený iba dôstojník, ktorý nemal menej ako 3600 kg striebra a 24 kg zlata. V tom čase však boli k dispozícii iba štyri z nich. Osem až desať mesiacov (toľko trvala cesta do hlavného mesta) bez toho, aby to poškodilo firmu, bolo „nemožné“. A úrad prišiel s takýmto východiskom; Armádny kapitán Shirman bol vymenovaný za dôstojníka karavany, a keďže nebol oboznámený s továrenskými záležitosťami, Untersichtmeister Polzunov bol uznaný za schopného pomôcť mu v prípade, že „keby sa niekto na niečo pýtal, vedel to povedať jasne a podrobne“. Dostal tiež balík s dokumentmi na prevod do kabinetu, ako aj veľkú sumu peňazí na nákup tovaru potrebného pre závod.

Tento výlet bol pre Polzunova dvojnásobne, trojnásobne radostný. Dostal príležitosť navštíviť, hoci len prechádzať, rodný Jekaterinburg, vidieť hlavné mesto Moskvu a Rusko. Na 64. deň karavána dorazila do Petrohradu. Odovzdávaním cenných kovov bol opäť poverený Polzunov. Osobne ich prijal riaditeľ mincovne Johann Wilhelm Schlatter, najväčší ruský špecialista v oblasti baníctva, mincovníctva a hutníctva. Po Petrohrade zostal Polzunov v Moskve ešte tri mesiace, aby nakúpil tovar objednaný úradom. Tu našiel svoje osobné šťastie - stretol vdovu mladého vojaka Pelageyu Povalyaeva. Išli spolu na Sibír.

V januári 1759 bol Polzunov poslaný na móla Krasnojarsk a Kabanovskaya, aby dohliadal na príjem rudy. Tu dostal v marci list od Christianiho, ktorý sa začínal takto: „Najvznešenejší a najctihodnejší pán Schichtmeister.“ Splnil sa drahocenný sen, desať rokov bezchybnej služby bolo korunovaných úspechom – Polzunov sa stal dôstojníkom a bol preložený do dôstojnícka pozícia - komisár závodu Kolyvan „peňažná pokladňa príjmov a nákladov“ alebo vo vzťahu k súčasným koncepciám zástupca riaditeľa závodu pre ekonomické záležitosti.

Medzitým podnikanie v továrňach Kolyvano-Voskresensky začalo upadať. Ak teda v roku Beerovej smrti v roku 1751 tavenie striebra dosiahlo 366 libier, potom do roku 1760 kleslo na 264 libier. Kabinet, či skôr korunovaný majiteľ fabrík, sa s takýmto výpadkom príjmov nechcel zmieriť. V októbri 1761 bol šéf tovární A.I. Poroshin, ktorý bol nedávno povýšený na generálmajora, vrátený na Altaj. Priniesol so sebou celý balík opatrení „na zlepšenie tovární“, ktorý vypracoval kabinet (s jeho účasťou) a schválila cisárovná. Jedným z týchto opatrení bola výstavba novej striebornej huty.

S príchodom A.I.Poroshina nadobudlo pátranie široký záber. Boli do nich zapojení všetci horskí dôstojníci, len I.I.Polzunov nebol zapojený. Krátko predtým, ako viedol oddelenie (kanceláriu) „na oddelení dreva a fajčenia“ závodu Barnaul, dostal čas zvyknúť si na novú nepríjemnú pozíciu. Nechcel však zostať ďaleko od toho, čím žila celá „banícka spoločnosť“, hľadal aj východisko, len jeho myšlienky sa uberali iným smerom: ako prekonať závislosť banskej výroby na vodnom kolese?

V apríli 1763 položil šéfovi závodu na stôl nečakaný a odvážny projekt „ohnivého“ stroja. I. I. Polzunov ho zamýšľal poháňať fúkacie mechy; a v budúcnosti sníval o tom, že sa prispôsobí „podľa našej vôle, čo bude potrebné opraviť“, ale nemal na to čas. V tom čase nebol v Rusku ani vo svete jediný parný stroj. Jediným zdrojom, z ktorého vedel, že niečo také na svete existuje, bola kniha I. V. Schlattera „Podrobné návody na ťažbu“, vydaná v Petrohrade v roku 1760. Kniha však obsahovala iba schému a princíp činnosti Newcomenovho jednovalcového stroja a ani slovo o technológii jeho výroby.

Polzunov si požičal od I. V. Schlattera iba myšlienku paro-atmosferického motora, na všetko ostatné prišiel sám. Potrebné poznatky o povahe tepla, vlastnostiach vody, vzduchu, pary získal z diel M. V. Lomonosova. Polzunov triezvo zhodnotil ťažkosti pri realizácii úplne nového podnikania v Rusku a navrhol postaviť najprv ako experiment jeden malý stroj s dizajnom, ktorý vyvinul, na obsluhu dúchadla (pozostávajúce z dvoch vlnovcov) s jednou tavnou pecou.

Na výkrese priloženom k poznámke vo vysvetľujúcom texte inštalácia podľa prvého projektu Polzunova zahŕňala: kotol - vo všeobecnosti rovnakého dizajnu, aký bol použitý v strojoch Newcomen; parno-atmosferický stroj pozostávajúci z dvoch valcov so striedavým pohybom piestov („embolov“) v nich v opačných smeroch, vybavený rozvodmi pary a vody; nádrže, čerpadlá a potrubia na zásobovanie zariadení vodou; prevodový mechanizmus v podobe sústavy kladiek s reťazami (Polzunov odmietol vyvažovačku), poháňajúcich mech dúchadla. Vodná para z kotla sa dostala do piestu jedného z pracovných valcov. Tým sa vyrovnal atmosférický tlak vzduchu. Tlak pár bol len o niečo vyšší ako tlak atmosférického vzduchu. Piesty vo valci boli spojené reťazami a keď sa jeden z piestov zdvihol, druhý sa znížil. Keď piest dosiahol hornú polohu, prístup pary sa automaticky zastavil a do valca sa rozprášila studená voda. Para kondenzovala a pod piestom sa vytvorilo vákuum (zmenšený priestor). Pôsobením atmosférického tlaku bol piest spustený do spodnej polohy a ťahaný pozdĺž piestu v druhom pracovnom valci, do ktorého bola vpúšťaná para z toho istého kotla na automatické vyrovnávanie tlaku pôsobiace z prevodového mechanizmu motora. Skutočnosť, že piesty so systémom prenosu pohybu boli spojené reťazami, ukazuje, že pri zdvíhaní piestov pozdĺž reťaze nebolo možné prenášať pohyb (reťaz nebola napnutá). Všetky časti motora pracovali vďaka energii klesajúceho piesta. teda piest, ktorý sa pohyboval vplyvom atmosférického tlaku. Para nevytvárala v motore žiadnu užitočnú prácu. Množstvo tejto práce záviselo od spotreby tepelnej energie počas celého cyklu. Množstvo vynaloženej tepelnej energie vyjadrovalo množstvo potenciálnej energie každého z piestov. Ide o dvojitý cyklus atmosférických pár. Polzunov jasne pochopil princíp činnosti tepelného motora. Vidno to na príkladoch, ktorými charakterizoval podmienky pre najlepšiu prevádzku motora, ktorý vynašiel. Závislosť chodu motora od teploty vody kondenzujúcej paru definoval slovami: „Pôsobenie emvolov a ich stúpanie a klesanie bude tým vyššie, čím je voda vo fantaloch chladnejšia, a to ešte viac. že dosahuje blízko bodu mrazu a ešte nezhustne.“ a z toho v celom pohybe dá veľa schopnosti.“

Táto pozícia, dnes známa v termodynamike ako špeciálny prípad jedného z jej základných zákonov, ešte nebola sformulovaná pred Polzunovom. Dnes to znamená, že práca tepelného motora bude tým väčšia, čím nižšia bude teplota vody kondenzujúcej paru, a najmä keď dosiahne bod tuhnutia vody - 0 stupňov Celzia.

Polzunovov motor v jeho projekte z roku 1763 mal dodávať vzduch do taviacich pecí pomocou dúchadiel. V prípade potreby by motor mohol ľahko vykonávať rotačné pohyby pomocou kľukového mechanizmu, ktorý je v Rusku všeobecne známy. Polzunovov projekt bol posúdený kanceláriou tovární Kolyvan-Voskresensky a bol vysoko ocenený vedúcim tovární A. I. Poroshinom. Porošin upozornil, že ak sa Polzunov zaviaže vyrobiť stroj vhodný na obsluhu viacerých pecí naraz, ak postaví stroj vhodný na liatie vody z baní, úrad jeho plány ochotne podporí. Konečné rozhodnutie v tejto otázke zostalo na kabinete a majiteľke tovární Kataríny II. Projekt bol zaslaný do Petrohradu, ale odpoveď kabinetu bola prijatá v Barnaule až o rok neskôr.

Dekrétom kabinetu z 19. novembra 1763 cisárovná udelila vynálezcovi „mechanikom“ hodnosť a titul inžinierskeho kapitána-poručíka. To znamenalo, že Polzunov dostal plat 240 rubľov ročne, s pridaním dvoch sanitárov a údržbou koní dostal 314 rubľov. Bola mu prisľúbená odmena 400 rubľov. To všetko nie je malé milosrdenstvo. Opäť to dokazuje, že cisárovná Katarína II si rada udržiavala svoju povesť patrónky vied a umenia. Ale veľkosť stimulu potvrdzuje, že význam Polzunovovho vynálezu nebol v Petrohrade pochopený.

Kým kabinet zvažoval návrh motora, Polzunov nestrácal čas prácou na projekte druhej etapy. Skonštruoval výkonný tepelný stroj pre 15 taviacich pecí. Toto už bola skutočná tepelná elektráreň. Polzunov nezväčšil len veľkosť motora, ale zaviedol doň množstvo významných zmien. Po dokončení projektu výkonného motora sa Polzunov dozvedel, že kabinet, ktorý sa oboznámil s jeho prvým projektom, mu udelil titul mechanik a rozhodol sa dať mu 400 rubľov ako odmenu, ale neprijal žiadne rozhodnutie o látke. problému.

Napriek tejto pozícii kabinetu, vedúci závodov Kolyvano-Voskresensk, A.I. Poroshin, umožnil Polzunovovi pokračovať v realizácii prvej etapy projektu. V marci 1764 I. I. Polzunov navrhol začať stavbu veľkého tepelného motora. Porošin s týmto návrhom súhlasil. V závode Barnaul sa tak začala výstavba prvej univerzálnej tepelnej elektrárne na svete.

Bolo to vážne rozhodnutie, už len preto, že auto nebude stáť menej ako výstavba nového závodu. Polzunov bol povinný predložiť žiadosť o prácu a materiál. Ešte predtým, ako začal stroj stavať, čelil vynálezca ťažkostiam: nedostatku ľudí schopných realizovať jeho plány a nedostatku nástrojov a mechanizmov potrebných na stavbu. Musel byť skonštruovaný prvý parný stroj v Rusku, no chýbali špecialisti, ktorí by stavbu viedli, ani kvalifikovaní pracovníci oboznámení s konštrukciou takýchto motorov. Samotný Polzunov, ktorý prevzal zodpovednosť za generálneho riaditeľa diela, do určitej miery vyriešil problém technického riadenia, ale presne, „do určitej miery“, pretože nebolo v silách jednej osoby riadiť taký nový a komplexný technický podnik.

Nemenej zložitým sa ukázal aj problém výberu pracovníkov. Požadovali sa skúsení modelári, zlievarenskí robotníci, kováči, mechanici, tesári, horári, špecialisti na meď a spájkovanie. Podľa Polzunovových výpočtov sa na konštrukcii motora malo priamo podieľať 76 ľudí vrátane 19 vysokokvalifikovaných remeselníkov. Zdalo sa nemožné získať takýchto špecialistov lokálne. Bolo len jedno východisko; zavolajte špecialistov z Uralu - kováčskeho technického personálu.

Ťažkosti pri získavaní stavebných nástrojov a mechanizmov sa ukázali byť ešte neprekonateľnejšie. Podľa plánu vynálezcu by „celý stroj mal byť vyrobený z kovu“, čo si nevyhnutne vyžadovalo prítomnosť špeciálneho kovoobrábacieho zariadenia, ktoré Rusko takmer nemalo k dispozícii. Situáciu zhoršila skutočnosť, že motor sa staval na Altaji, a to bola oblasť s rozvinutou výrobou tavenia medi a striebra, ale zaostalým zlievarenským, kováčskym a kovoobrábacím zariadením. Vynálezcove predtuchy ho neoklamali. Úrad v plnej miere schválil len úvahy ohľadom potrebného množstva materiálov. Keďže vedenie továrne nechcelo míňať peniaze na povolanie skúsených remeselníkov z ďalekého Uralu, pridelilo Polzunovovi štyroch študentov, ktorých poznal a požiadal, aby mu pridelili dvoch remeselníkov na dôchodku a štyroch vojakov na stráženie staveniska. Úrad rozhodol, že zvyšok remeselníkov (vyše 60 ľudí) pridelí Polzunovovi podľa potreby, „koľko práce má on, Polzunov“.

Auto bolo postavené na dvoch miestach naraz. Odlievanie a opracovanie valcov, paliet a iných veľkých dielov sa realizovalo v jednej z dielní závodu Barnaul, kde bolo možné na výrobu použiť vodné koleso, sústruhy, ploskacie (valcovacie) stroje, vodočinné buchary. guľovité medené plechy na montáž kotla; drobné diely sa odlievali a kovali v priestoroch dočasne zatvorenej sklárne, kde bola špeciálne na tento účel postavená malá taviaca pec s pripojenou vyhňou. Závod sa nachádzal v hornom toku rybníka, tri míle od dediny. Zdravého človeka by takáto záťaž mohla vyčerpať a vyvinula by sa u neho spotreba.

V roku 1765 boli časti stroja väčšinou hotové. V čase, ktorý zostával pred zimou, bolo treba preň postaviť budovu, v ktorej by bolo potrebné auto „z veľkej časti spojiť“ a zmontovať. Polzunov sľúbil, že to urobí do októbra. Prvý tepelný stroj na svete bol postavený na pravom brehu rybníka, neďaleko striebornej huty Barnaul, vedľa malej sklárne. Pre auto postavili veľkú stodolu vo výške trojposchodového domu.

Obrovské prepätie a práca v nevykúrenej miestnosti až do noci, keď mu studené kovové časti strojov popálili ruky mrazom, podlomili Polzunovovi zdravie. Je známe, že od mája 1764 do augusta 1765 sa trikrát obrátil o pomoc na lekára barnaulskej nemocnice Yakova Keesinga, pretože bol „posadnutý bodnutím do hrudníka“.

Do 7. decembra bola montáž stroja v podstate dokončená a vynálezca sa rozhodol uskutočniť jeho prvú skúšobnú jazdu a otestovať ho v prevádzke. Počas uvedenia sa ale objavilo aj množstvo nedostatkov (čo je úplne prirodzené). Polzunov ich okamžite začal naprávať. V tom čase sa presťahoval do bytu v sklárni. Nebolo treba strácať čas cestovaním z dediny a späť. Teraz zmizol pri aute, až ho úplne opustili sily.

Domov sa vrátil za tmy, úplne vychladnutý, ledva hýbal nohami, vykašliaval krv. A ráno, napriek presviedčaniu a slzám svojej manželky, sa opäť ponáhľal do auta. Bolo celkom jasné, že keď cítil, že sa blíži koniec, ponáhľal sa dokončiť začaté dielo za cenu svojho života. Krátky zimný deň nestačil, večery boli príliš dlhé. Je známe, že 30. decembra 1765 dostal Polzunov tri libry sviečok. Do marca boli konečne dodané obrovské kryty mechov, vyrobené podľa návrhu vynálezcu, na 8 koňoch. Boli namontované a auto bolo nakoniec kompletne zmontované. Záležitosť bola ponechaná na taviace pece.

Na jar 1766 sa Polzunovova choroba zintenzívnila. 18. apríla mu hrdlo opäť začalo krvácať, po čom už nebol schopný vstať z postele. Vynálezca si s nemilosrdnou jasnosťou uvedomil, že spustenia stroja sa už nedožije. Polzunov 21. apríla nadiktoval svojmu študentovi Vanyovi Černitsynovi (sám už nevedel písať) petíciu adresovanú cisárovnej, v ktorej žiadal o sľúbenú cenu pre svoju rodinu.

16. mája 1766 o šiestej hodine večer v Barnaule, na trati Irkutsk (dnes Puškinskaja ulica) zomrel I. I. Polzunov. Mal 38 rokov.

Týždeň po smrti I.I.Polzunova, 23. mája (5. júna 1766), sa začali oficiálne skúšky prvého tepelného motora na svete. V prvý deň testeri dospeli k záveru, že stroj dokáže poháňať mechy na prívod vzduchu do 10-12 pecí. Veľký motor zostrojený Polzunovom sa konštrukčne výrazne líšil od stroja, ktorý opísal v pôvodnom projekte z roku 1763. Prenos pohybu na stroje, ktorým mal motor slúžiť, sa uskutočňoval pomocou vyvažovačov. Pre väčšiu pevnosť vynálezca vyrobil reťaze spájajúce piesty motora s vyvažovačmi zo samostatných železných tyčí a závesov, typu teraz známeho ako „Gallove reťaze“. Dodávka ohriatej vody kotla bola automatizovaná. Polzunov prišiel s jednoduchým mechanizmom, ktorý zabezpečil, že voda v kotli zostala pri bežiacom motore na rovnakej úrovni. Tým sa zjednodušila práca ľuďom, ktorí stroj obsluhujú.

Pamäť

Pamätník I. I. Polzunova pred hlavnou budovou Altajskej štátnej technickej univerzity

Altajská štátna technická univerzita nesie meno I. I. Polzunova, oproti hlavnej budove ktorej je pomník vynálezcu.

Technologický pokrok je do istej miery predurčený: je ťažké si predstaviť civilizáciu, ktorá by išla do vesmíru bez toho, aby ovládala používanie elektriny alebo nevedela, čo je to prúdový pohon. Mnohé zákony prírody takmer súčasne sformulovali dvaja vedci, ktorí žili v rôznych krajinách – spomeňme si na Boyleov-Mariottov zákon, dobre známy zo školských osnov. Vo vede sa to stáva tak často, že sa pre to dokonca vytvoril špeciálny termín - „viacnásobný objav“. Používa sa, keď sa hovorí o objavoch uskutočnených nezávisle a viac-menej súčasne.

Objav dvojvalcového parného stroja, ktorý sa zvyčajne pripisuje Angličanovi Jamesovi Wattovi, možno len ťažko nazvať mnohonásobným – už len preto, že ho takmer o dvadsať rokov skôr vytvoril ruský majster Ivan Polzunov. Vo svete sa však za priekopníka považuje Watt a dôvody na to sú veľmi odlišné. Po prvé, bol to jeho parný stroj, ktorý našiel komerčné uplatnenie a bol replikovaný najprv vo Veľkej Británii a potom po celom svete - inými slovami, on, a nie Polzunovov „požiarny stroj“, sa stal predchodcom a trendom vo svete pary. Po druhé, Rusko zostalo pre Európu pomerne dlho exotickou perifériou - kvôli kultúrnym bariéram a v tom čase nerozvinutej ruskej vedeckej žurnalistike sa svet dozvedel o Polzunovovom aute neskoro a teraz ho vníma ako zábavnú kuriozitu.

Aby som bol úplne úprimný, vynálezcom, ktorý ako prvý nechal paru pracovať, nebol James Watt alebo dokonca Polzunov, ale starogrécky Heron Alexandrijský, ktorý okolo roku 130 pred Kristom vytvoril takzvané aeolipile – primitívnu parnú turbínu. Para vstúpila do dutej gule pod tlakom, potom mechanik otvoril dve trubice v tvare L spojené s guľou, z ktorých začala para unikať, čo spôsobilo, že sa guľa otáčala závratnou rýchlosťou - moderní inžinieri, ktorí znovu vytvorili eolipile, boli presvedčení, že „turbína ” dokázal urobiť až 3600 otáčok za minútu! Eolipile však zostal vtipnou hračkou - Heron, známy mnohými užitočnými vynálezmi, ako sú zariadenia na otváranie dverí, preň neprišiel s praktickým využitím. História aeolipile dokonale ilustruje, ako osud objavu závisí od vývoja spoločnosti – napríklad od dopytu po novom mechanizme v ekonomike. Táto okolnosť zohrala dôležitú úlohu v osude Polzunovho auta.

Polzunovov parný stroj. Zdroj: Polytechnické múzeum

Ruské koleso

Ivan Ivanovič Polzunov sa narodil v roku 1729 v rodine vojaka v Jekaterinburgu, ktorý sa ukázal byť iba o 6 rokov starší ako jeho skvelý syn. Jekaterinburg vznikol ako mestská továreň: hodnostár a slávny historik Vasilij Tatiščev tu vytvoril najväčšiu produkciu železa v krajine. Závod bol vyspelý: z hľadiska technického vybavenia nemal v Európe obdobu. V priebehu niekoľkých rokov vedľa vznikla mincovňa, ktorá poskytovala štátu medené mince, a Lapidária, ktorej výrobky dopĺňali pokladnice kráľovského dvora a najbohatších šľachticov Petrohradu, zdobili toalety európskych boháčov. to.

Cár Peter, samozrejme, nemohol vedieť, že dekrétom o založení železiarní predurčil osud jedného z najtalentovanejších vynálezcov v Rusku. Závod potreboval robotníkov a Vanya, ktorý zvládol základy matematiky na aritmetickej škole, tam vstúpil ako „mechanický“ študent pod vedením majstra Nikitu Bakhoreva. Z chlapca sa vykľul zázračný chlapec – banícke vedy zvládol tak dobre, že vo veku 20 rokov dostal nezvyčajne dôležitú úlohu. Mladý špecialista bol poslaný do tovární Kolyvano-Voskresensky v Altaji, kde ťažili zlato a striebro pre štátnu pokladnicu. Talentovaný banský majster dostal za úlohu preskúmať ložiská rudy v okolí rieky Charysh, aby vybral miesto na výstavbu nových tovární. Polzunov úspešne zmapoval bane. Jeho myšlienkami sa však nezaoberal banský prieskum, ale práca samotných tovární.

Pre väčšinu operácií, ktoré sa v tých časoch vykonávali v továrňach, sa ako zdroj energie využívala fyzická sila robotníkov alebo koní (moderný človek, ktorý vie, že výkon jeho auta sa meria v konských silách, si zvyčajne nemyslí, že tento pojem sa začal používať práve v priemyselných podnikoch, kde merali náklady na námahu pri konkrétnych operáciách). Polzunov hľadal prirodzenú silu, ktorá by mohla nahradiť svaly. Do úvahy prichádzal len vietor a voda. Vietor bol nevhodný, pretože poskytoval príliš málo energie, ktorá by sa dala užitočne využiť pri práci v továrni. Oveľa výraznejšiu silu ponúkali búrlivé rieky Altaj a Ural – v mnohých ruských továrňach slúžilo vodné koleso ako zdroj energie na ovládanie mechov a bucharov, ktoré kovali kov. Polzunov nejaký čas experimentoval s vodnými motormi - a tak v roku 1754 postavil mladý vynálezca „vodu poháňanú pílu“. Tu nebol priekopníkom - prvú takúto pílu v Rusku postavil v roku 1720 tvorca vodného systému Vyshnevolotsk Michail Serdyukov. S najväčšou pravdepodobnosťou ho Polzunov postavil podľa inžinierskych kníh, ktoré si objednal v dávkach z Petrohradu.

Vodné koleso má dlhú a zaslúženú históriu: prvýkrát sa použilo v Babylone a v Rusku nestratilo popularitu až do revolúcie - v roku 1917 v Rusku „pracovalo“ 46 000 vodných kolies, ktorých celková sila bola asi 40% celkovej energie priemyselných energetických zdrojov (čokoľvek možno povedať, dedkovi Leninovi je za čo ďakovať jeho sloganom o elektrifikácii celej krajiny). Nevýhody tohto zariadenia však boli zrejmé už v 18. storočí: závody a továrne sa mohli stavať iba v blízkosti veľkých riek, čo obmedzovalo rozsah výroby a navyše vytváralo dodatočné náklady na prepravu materiálov - rudy, palivového dreva atď.

Voda je však schopná pohybu nielen v koryte – pomocou ohňa by mohla byť donútená pretekať potrubím obrovskou silou. Polzunovove myšlienky sa zaoberali „ohnivým strojom“, ktorý by mohol nahradiť vodné koleso. „Vybudovaním ohnivého stroja sa má zastaviť a v týchto prípadoch úplne zničiť vodné hospodárstvo a namiesto hrádzí pre pohyblivý základ závodu sa zriadi tak, aby bol schopný znášať všetky bremená kladené na sám, ktoré sú zvyčajne potrebné na rozdúchavanie ohňa v továrňach.“ a podľa našej vôle napraviť, čo je potrebné“ – takto si zadefinuje svoju úlohu v „projekte“, ktorý korunuje jeho meno slávou.

Stavba kolosu

Tu je potrebné objasnenie - Polzunov ako prvý vynašiel dvojvalcový kontinuálny parný stroj. Faktom je, že jednoducho parné stroje vznikali od samého začiatku 18. storočia a Polzunovov vynález nevznikol z ničoho nič. Samozrejme nemohol nevedieť o systéme parného čerpadla Angličana Thomasa Severiho, ktorý Peter I. kúpil v roku 1717, aby zásoboval fontány Letnej záhrady vodou. Severiho stroj bol bezpiestový – pomocou vstrekovania pary posúval vodu potrubím a vytváral prúdy. Ale parno-atmosférický stroj iného Angličana (mimochodom opäť Thomasa) – Newcomena – už bol jednopiestový. Tlak pary v ňom bol nízky a fungovalo to len s čerpadlom, no bola to ona, ktorá určila ďalšiu cestu vývoja parných strojov. Mimochodom, jeden z Newcomenových strojov pracoval v baniach pri Königsbergu v 20. rokoch 18. storočia. Všetky tieto parné čerpadlá, používané hlavne na čerpanie vody z baní, boli popísané v knihách o baníctve, ktoré boli dostupné v Rusku - boli tam uvedené ich nákresy, z ktorých sa dal pochopiť princíp ich fungovania.

Práve tento vývoj slúžil Polzunovovi ako základ pre jeho vlastné kresby. V roku 1763 ich daroval kolyvansko-vzkriesenému kancelárovi. Úradníci na zodpovednosť nevzali a papiere poslali do hlavného mesta. Projekt parného stroja zvažoval Kabinet Jej Veličenstva. Polzunov mal šťastie - „projekt“ sa dostal do rúk prezidenta Berg College, ktorá sa zaoberala banským priemyslom, veľmi vzdelaného muža Ivana Schlattera. Vyjadril najvyššie hodnotenie Polzunovovho vynálezu: „Tento jeho vynález by mal byť ocenený ako nový vynález“, pričom to oznámil cisárovnej Kataríne II. Uznesenie o „projekte“ bolo prijaté o rok neskôr: cisárovná obdivovala riešenie, ktoré našiel Polzunov, nariadila, aby bol povýšený na „mechanika s hodnosťou a hodnosťou inžinierskeho kapitána-poručíka“, udelil 400 rubľov, a čo je najdôležitejšie, ho požehnal za stavbu stroja a prikázal „dať toľko ľudí, koľko práce ho čaká“.

Na jar roku 1766 Ivan Polzunov a štyria študenti postavili auto v závode Barnaul v Altaji. Mal skutočne kyklopské rozmery – bol vysoký ako trojposchodový dom a niektoré časti vážili 2,5 tony. Fungovalo to takto: voda sa ohrievala v kotli nitovanom z plechu a premenila sa na paru a vstúpila do dvoch trojmetrových valcov. Piesty valcov tlačili na vahadlá, ktoré boli spojené s mechmi, ktoré rozdúchavali plamene v peciach na tavenie rudy, ako aj s čerpadlami na rozvod vody. Prítomnosť dvoch piestov umožnila, aby bol pracovný proces nepretržitý. Bola zabezpečená automatická dodávka ohriatej vody do kotla.

Ale Polzunov sám nikdy nevidel svoje duchovné dieťa v akcii - vynálezca pracoval viac ako rok na výkresoch a potom na samotnom stroji a podkopal jeho zdravie a znížil spotrebu, na ktorú v tých dňoch neexistoval žiadny liek. Zomrel náhle 6. (27. mája) 1766 vo veku iba 38 rokov.

Parný stroj z Barnaulského múzea. Foto: Dr. Bernd Gross

Watt za to nemôže

Auto bolo uvedené na trh bez Polzunova v auguste toho istého roku. Fungovalo 43 dní vo dne v noci a zabezpečovalo tavenie kovov v peciach na tavenie rudy. Počas tejto doby sa mu nielen vrátili náklady na jeho výstavbu - 7 200 rubľov, ale navyše vygeneroval zisk 12 000 rubľov.

Predčasná smrť vynálezcu však zasiahla do osudu jeho duchovného dieťaťa tým najnešťastnejším spôsobom - keď v novembri toho istého roku došlo k netesnostiam z valcov a kotla samotného stroja, študenti inžiniera sa neúspešne pokúsili opraviť problém obalením piestov brezovou kôrou. Keby bol Polzunov nažive, samozrejme by pochopil, že prvá palacinka bola hrudkovitá a nebolo potrebné opraviť starú, ale postaviť nový stroj, ktorého konštrukcia znesie dlhodobé zahrievanie. Jeho študenti nemali jeho autoritu a nepodarilo sa im presvedčiť vedenie továrne, aby postavilo nový parný stroj. Zastavený gigant stál v závode 14 rokov a potom ho rozobrali a odviezli. Továrni nazvali miesto, kde stál, „Polzunovov popol“.

Spory o to, koho treba považovať za objaviteľa dvojvalcového parného stroja, či Polzunova alebo Watta, sa u nás vedú už niekoľko desaťročí. „Wattovi“ trvajú na tom, že Polzunovovým duchovným dieťaťom, ako aj vývojom, na ktorý sa spoliehal, nebol univerzálny parný stroj: po prvé, vlastnosti cyklu tepelného inžinierstva neumožnili jeho kompaktnosť, aby sa dal použiť na delikátnejšie operácie, po druhé, Polzunov na rozdiel od Watta nevyvinul prevodový mechanizmus, ktorý by premieňal vratný pohyb na rotačný pohyb. Netreba dodávať, že štvrtý z Wattových modelov, ktorý si patentoval v roku 1782 a spĺňal všetky tieto požiadavky, bol skutočne funkčnejší. Tieto vylepšenia však neboli ničím komplikovaným – keby Polzunov nezomrel tak skoro, sotva by sa usadil na modeli, ktorý pôvodne vymyslel.

Problém, samozrejme, nebol len toto - na rozdiel od Veľkej Británie bola v tom čase v Rusku kultúra vynálezu slabo rozvinutá. Nenašiel sa nikto, kto by pokračoval v Polzunovovom vývoji. Nemali by sme zabúdať, že vedecké objavy robia výskumníci, ale v dôsledku ekonomického rozvoja sa stávajú žiadanými. Priemyselný kapitalizmus sa v Anglicku rýchlo rozvíjal a konkurenčné továrne rýchlo prijali parný stroj, pretože videli jeho perspektívy. V Rusku sa kapitalizmus rozvíjal pomaly a navyše extenzívne – prírodné zdroje a obrovské nezastavané územie umožňovali príliš nemyslieť na efektivitu práce. Preto aj Wattov parný stroj, ktorého kopírovanie a výroba v Rusku si nedalo veľa námahy, sa u nás začal presadzovať až v polovici nasledujúceho, 19. storočia. Polzunov však zostal osamelým talentom, ktorého vynález sa ukázal byť potrebný len pre aeolipila Herona Alexandrijského.

Takže čas, v ktorom Polzunov vyrobil svoj úžasný vynález, sa datuje na začiatok histórie mesta Barnaul. V roku 1727 na rieke Belaya na úpätí pohoria Kolyvan postavili ľudia pridelení Akinfiyovi Demidovovi prvú hutu na meď na Altaji. Tento závod dostal názov Kolyvano-Voskresensky, pomenovaný podľa polohy jazera Kolyvan a bane Voskresensky. . Po 12 rokoch začali stavať ďalší závod, pri ústí rieky Barnaulka. Závod Barnaul bol určený na tavenie rúd obsahujúcich striebro, ktoré sa ťažili v bani Zmeinogorsk.

V roku 1747 sa všetky továrne a bane Demidov na Altaji stali majetkom ruských cárov. Nové kráľovské panstvo, nazývané továrne Kolyvan-Voskresensky, zahŕňalo podľa moderného administratívneho členenia územie Altaj, regióny Novosibirsk, Tomsk, Kemerovo a časť východných oblastí Kazachstanu. Celkové územie bolo 443 tisíc km 2, čo sa približne rovná rozlohe Švédska. Centrom bol závod Barnaul, v ktorom sídlil Úrad závodov Kolyvan-Voskresensk, ktorý bol priamo podriadený riadeniu všetkých cisárskych majetkov - „Kabinet Jej Veličenstva“.

V decembri 1747 sa Beer na ceste do Altaja zastavil v Jekaterinburgu. Využijúc právo, ktoré mu bolo udelené, vybral tu veľkú skupinu banských špecialistov do kráľovských tovární. Bol medzi nimi aj 18-ročný strojný učeň Ivan Polzunov. V tom čase študoval 6 rokov na slovesnej a potom na aritmetickej škole v Jekaterinburskom metalurgickom závode, čo bolo na tú dobu dosť. Zo školy si ho ako najlepší z najlepších zobral ako študent Nikita Bakhorev, mechanik v továrňach na Urale a na Sibíri, a počas 5 rokov práce s ním Polzunov dosiahol veľa. V Barnaule dostal mladý Polzunov funkciu Gittenschreibera, t.j. taviaci úradník. Táto práca nie je len technická, pretože... mladík sa dozvedel, koľko a akej rudy, uhlia a taviva treba na tavenie v konkrétnej peci a oboznámil sa, aj keď teoreticky, s taviacim režimom. Talent mladého Gittenschreibera bol taký zjavný, že pritiahol pozornosť vedenia závodu.

Toto rozhodnutie, ktoré Polzunovovi poskytlo príležitosť naplniť jeho túžbu po vyučovaní, sa neuskutočnilo. Christiani, zaneprázdnený riadením tovární, ktoré mu boli zverené po smrti Andreasa Beera v máji 1751, sa snažil využiť Polzunova ako spoľahlivého a svedomitého pracovníka v rôznych ekonomických prácach. Nedostatok ľudí, najmä špecialistov, bol pohromou tovární Kolyvan-Voskresensk. Mnoho robotníkov zomrelo v dôsledku zlej výživy (chlieb sa prerušovane dovážal stovky kilometrov ďaleko), domácej nestability a nedostatku lekárskej starostlivosti.

Junior Unterschichtmeister Ivan Polzunov dostal 26. júna 1750 za úlohu skontrolovať, či miesto pre mólo na rieke Charysh, nad obcou Tugozvonnaya (dnes Charyshsky okres), bolo vybrané správne a tiež zmerať a opísať cestu do baňa Zmeinogorsky. Dovtedy sa tam nahromadili obrovské kopy rudy, ktoré nestihli odstrániť. Polzunov si prezrel miesto pristátia a potom prešiel s meracou reťazou až do bane. Nameral 85 verst 400 siah, označil celú trasu kolíkmi a dokonca označil „zimné chatrče“ - vhodné miesta pre nočné konvoje s rudou. Dĺžka budúcej cesty sa ukázala byť 2-krát kratšia ako existujúca rudná cesta.

"Píla" mlyn v Zmeinogorsku

na jeseň. 21. septembra 1751 Polzunov spolu so svojím spoločníkom A. Beerom opäť predložili spoločnú petíciu kancelárovi so žiadosťou a pripomenutím sľubu, že ich bude učiť banské vedy. Ale až v novembri 1753 Christiani konečne splnil svoju požiadavku. Poveruje ho, aby na šesť mesiacov dohliadal na prácu hút a potom do bane Zmeinogorsk. Toto bol tréning. Musel som sa učiť v taviacej peci, v bani, preberať skúsenosti a poznatky od praktikov, pretože na Altaji v tom čase neboli univerzity, technické školy, ba ani školy, rovnako ako neexistovala technická literatúra v ruštine. Okrem štúdia rôznych banských operácií sa Polzunov prvýkrát prejavil ako vynálezca. Podieľal sa na výstavbe novej píly pri priehrade. Píla bola prvou továrenskou budovou postavenou pod vedením I. I. Polzunova.

Popri tom ho Christiani stále neobišiel s úlohami, niekedy celkom nečakanými. Tu je jeden z nich. V januári 1755 bola v hornom toku závodného rybníka uvedená do prevádzky sklárska fabrika. Pracovali na ňom dvaja sklárski majstri vyslaní zo stredného Ruska. Najprv sa ukázalo, že jedlá, ktoré vyrobili, mali „hmlu“ a neboli príliš priehľadné - zrejmá chyba. Sklársky majstri nevedeli identifikovať príčinu defektu. Potom to bolo zverené Polzunovovi. V závode strávil asi mesiac, precízne sa ponáral do všetkých malých detailov technológie tavenia skla, ktorá mu bola úplne neznáma, a nakoniec hádanku rozlúštil! Riad sa zarosil, pretože nebol správne vychladený.

Bez zveličovania možno povedať, že Polzunov si medzi nadriadenými medzičasom vydobyl takú autoritu, akú nemal nikto z jeho kolegov seržantov, tu je presvedčivý dôkaz. V januári 1758 sa plánovalo poslať ďalšiu karavánu so striebrom do Petrohradu. Takým nákladom mohol byť poverený iba dôstojník, ktorý nemal menej ako 3600 kg striebra a 24 kg zlata. V tom čase však boli k dispozícii iba štyri z nich. Osem až desať mesiacov (toľko trvala cesta do hlavného mesta) bez toho, aby to poškodilo firmu, bolo „nemožné“. A úrad prišiel s takýmto východiskom; Armádny kapitán Shirman bol vymenovaný za dôstojníka karavany, a keďže si nebol vedomý záležitostí továrne, aby mu pomohol v prípade, že „ak sa niečo pýtalo, vedel to povedať jasne a obšírne... bol uznaný za schopného

Untersichtmeister Polzunov." Dostal tiež balík dokumentov, ktoré mali byť prevedené do kabinetu, ako aj veľkú sumu peňazí na nákup tovaru potrebného pre závod.

Tento výlet bol pre Polzunova dvojnásobne, trojnásobne radostný. Dostal príležitosť navštíviť, hoci len prechádzať, rodný Jekaterinburg, vidieť hlavné mesto Moskvu a Rusko. Na 64. deň karavána dorazila do Petrohradu. Odovzdávaním cenných kovov bol opäť poverený Polzunov. Osobne ich prijal riaditeľ mincovne Johann Wilhelm Schlatter (po rusky Ivan Andrejevič), najväčší odborník v Rusku v oblasti baníctva, mincovníctva a hutníctva. Po Petrohrade zostal Polzunov v Moskve ešte tri mesiace, aby nakúpil tovar objednaný úradom. Tu našiel svoje osobné šťastie - stretol vdovu mladého vojaka Pelageyu Povalyaeva. Išli spolu na Sibír.

V januári 1759 bol Polzunov poslaný na móla Krasnojarsk a Kabanovskaya, aby dohliadal na príjem rudy. Tu dostal v marci list od Christianiho, ktorý sa začínal takto: „Najvznešenejší a najctihodnejší pán Schichtmeister“! Musím povedať, aké pocity tieto slová vyvolali v Polzunovovi? Znamenali, že dlho očakávaný vládny dekrét konečne dorazil! Stal sa majstrom náboja! Splnil sa drahocenný sen, desať rokov bezchybnej služby bolo korunovaných úspechom!...

Prečo sa Polzunov tak snažil stať sa dôstojníkom?

Nehnala ho ctižiadostivosť, aj keď tú zrejme mal tiež. Hlavná vec však bola, že sa teraz presunul z bezmocnej, „podlej“ triedy, ktorá platí dane, k privilegovanej, stal sa šľachticom, „vašou cťou“, slobodným človekom. Nikto ho nemohol vystaviť telesným trestom, urážať ho alebo dokonca povedať „ty“. Obmedzenia služieb boli zrušené, teraz mohol plne rozvinúť svoje schopnosti, vedomosti, energiu, jedným slovom priniesť vlasti väčší úžitok. Napokon preňho, dnes už rodinného muža, dôležitú úlohu zohrala aj materiálna stránka: plat sa strojnásobil, objavil sa sanitár...

Polzunov bol presunutý na „skutočnú“ dôstojnícku pozíciu - komisára závodu Kolyvan „zodpovedného za príjmy a výdavky pokladnice“ alebo vo vzťahu k súčasným koncepciám zástupcu riaditeľa závodu pre ekonomické záležitosti. Medzitým podnikanie v továrňach Kolyvano-Voskresensky začalo upadať. Ak teda v roku Beerovej smrti v roku 1751 tavenie striebra dosiahlo 366 libier, potom do roku 1760 kleslo na 264 libier. Kabinet, či skôr korunovaný majiteľ fabrík, sa s takýmto výpadkom príjmov nechcel zmieriť. V októbri 1761 bol šéf tovární A.I. Poroshin, ktorý bol nedávno povýšený na generálmajora, vrátený na Altaj. Priniesol so sebou celý balík opatrení „na zlepšenie tovární“, ktorý vypracoval kabinet (s jeho účasťou) a schválila cisárovná.

Jedným z týchto opatrení bola výstavba novej striebornej huty. Vynára sa otázka: nebolo by jednoduchšie zvýšiť silu tých existujúcich?

Barnaulského a Kolyvanského? O to ide, nie. Kapacita závodu bola limitovaná počtom vodných kolies alebo inak povedané množstvom vody v jazierku. Závod tiež potreboval veľkú zásobu lesa v blízkosti na spaľovanie dreveného uhlia (v tom čase nevedeli používať kameň).

Rieka a les boli nevyhnutnou podmienkou pre výstavbu závodu a nie každá rieka bola vhodná, ale iba taká, ktorá nebola veľmi široká a málo rýchla so silnými (nie piesočnatými) brehmi. Nájsť takéto miesto v blízkosti bane Zmeinogorsky nebolo jednoduché. Nie je náhoda, že závod Barnaul sa nachádza 240 míľ odtiaľto. S príchodom A.I. Poroshina sa hľadanie rozšírilo. Boli do nich zapojení všetci horskí dôstojníci, len I.I.Polzunov nebol zapojený. Krátko predtým viedol oddelenie (kanceláriu) „na lesníckom a fajčiarskom oddelení“ závodu Barnaul, dostal čas zvyknúť si na novú problematickú pozíciu. Nechcel však zostať ďaleko od toho, čím žila celá „banícka spoločnosť“, hľadal aj východisko, len jeho myšlienky sa uberali iným smerom: ako prekonať otrockú závislosť banskej výroby na vodnom kolese ? V apríli 1763 položil šéfovi závodu na stôl nečakaný a odvážny projekt „ohnivého“ stroja. I.I. Polzunov ho zamýšľal poháňať fúkacie mechy; a v budúcnosti som sníval o tom, že sa prispôsobím „podľa našej vôle, čokoľvek treba napraviť“, ale nemal som na to čas...“

Aby sme naplno ocenili tvorivý počin I.I. Polzunova, pripomeňme si, že v tom čase v Rusku nebol jediný parný stroj. Jediným zdrojom, z ktorého vedel, že niečo také na svete existuje, bola kniha I. V. Schlattera „Podrobné návody na ťažbu“, vydaná v Petrohrade v roku 1760. Kniha však obsahovala iba schému a princíp činnosti Newcomenovho jednovalcového stroja a ani slovo o technológii jeho výroby. I. V. Schlatterovi ani nenapadlo, že niekto v Rusku môže potrebovať takéto informácie. Bez preháňania možno povedať, že Polzunov si od I. V. Schlattera požičal iba myšlienku paro-atmosferického motora a na všetko ostatné prišiel sám. Potrebné poznatky o povahe tepla, vlastnostiach vody, vzduchu, pary získal z diel M. V. Lomonosova.

Polzunov triezvo zhodnotil ťažkosti pri realizácii úplne nového podnikania v Rusku a navrhol postaviť najprv ako experiment jeden malý stroj s dizajnom, ktorý vyvinul, na obsluhu dúchadla (pozostávajúce z dvoch vlnovcov) s jednou tavnou pecou. Na výkrese priloženom k poznámke vo vysvetľujúcom texte inštalácia podľa prvého projektu Polzunova zahŕňala: kotol - vo všeobecnosti rovnakého dizajnu, aký bol použitý v strojoch Newcomen; parno-atmosferický stroj pozostávajúci z dvoch valcov so striedavým pohybom piestov („embolov“) v nich v opačných smeroch, vybavený rozvodmi pary a vody; nádrže, čerpadlá a potrubia na zásobovanie zariadení vodou; prevodový mechanizmus v podobe sústavy kladiek s reťazami (Polzunov odmietol vyvažovačku), poháňajúcich mech dúchadla. Vodná para z kotla sa dostala do piestu jedného z pracovných valcov. Tým sa vyrovnal atmosférický tlak vzduchu.

Tlak pár bol len o niečo vyšší ako tlak atmosférického vzduchu. Piesty vo valci boli spojené reťazami a keď sa jeden z piestov zdvihol, druhý sa znížil. Keď piest dosiahol hornú polohu, prístup pary sa automaticky zastavil a do valca sa rozprášila studená voda. Para kondenzovala a pod piestom sa vytvorilo vákuum (zmenšený priestor). Pôsobením atmosférického tlaku bol piest spustený do spodnej polohy a ťahaný pozdĺž piestu v druhom pracovnom valci, do ktorého bola vpúšťaná para z toho istého kotla na automatické vyrovnávanie tlaku pôsobiace z prevodového mechanizmu motora.

Skutočnosť, že piesty so systémom prenosu pohybu boli spojené reťazami, ukazuje, že pri zdvíhaní piestov pozdĺž reťaze nebolo možné prenášať pohyb (reťaz nebola napnutá). Všetky časti motora pracovali vďaka energii klesajúceho piesta. tie. ten piest, ktorý sa pohyboval vplyvom atmosférického tlaku. Para nevytvárala v motore žiadnu užitočnú prácu. Množstvo tejto práce záviselo od spotreby tepelnej energie počas celého cyklu. Množstvo vynaloženej tepelnej energie vyjadrovalo množstvo potenciálnej energie každého z piestov. Ide o duálny paro-atmosférický cyklus. Polzunov jasne pochopil princíp činnosti tepelného motora. Vidno to na príkladoch, ktorými charakterizoval podmienky pre najlepšiu prevádzku motora, ktorý vynašiel. Závislosť chodu motora od teploty vody kondenzujúcej paru definoval slovami: „Pôsobenie embólií a ich stúpanie a klesanie bude tým vyššie, čím bude voda vo fantaloch chladnejšia, a to ešte viac z takých že dosiahne blízko bodu mrazu a ešte nezhustne a z toho v celom pohybe dá veľa schopností.“ Táto pozícia, dnes známa v termodynamike ako špeciálny prípad jedného z jej základných zákonov, ešte nebola sformulovaná pred Polzunovom. Aby sme pochopili jeho význam, preložme si Polzunovove slová do našej modernej reči: práca tepelného motora bude tým väčšia, čím nižšia bude teplota vody kondenzujúcej paru, a najmä keď dosiahne bod tuhnutia vody 0 °C. Polzunovov motor v jeho projekte z roku 1763 bol určený na privádzanie vzduchu do taviacich pecí pomocou dúchadiel. Súčasne aktivoval piesty vodných čerpadiel, ktoré privádzali vodu do horného bazéna, aby poháňala „fontány“ vo valcoch v momente kondenzácie pary. Motor teda mohol poháňať dva rôzne mechanizmy – vodné čerpadlá a dúchadlá, čo sa predtým žiadnemu stroju na svete nepodarilo. Okrem toho vedel obsluhovať kladivá, drviče rudy a mnohé ďalšie továrenské a banské mechanizmy. V prípade potreby by motor mohol ľahko vykonávať rotačné pohyby pomocou kľukového mechanizmu, ktorý je v Rusku všeobecne známy. Polzunovov projekt bol posúdený kanceláriou tovární Kolyvan-Voskresensky a bol vysoko ocenený vedúcim tovární A.I. Poroshin. Porošin upozornil, že ak sa Polzunov zaviaže vyrobiť stroj vhodný na obsluhu viacerých pecí naraz, ak postaví stroj vhodný na liatie vody z baní, úrad jeho plány ochotne podporí. Konečné rozhodnutie v tejto otázke zostalo na vláde a

majiteľ tovární - Katarína II. Projekt bol zaslaný do Petrohradu, ale odpoveď kabinetu bola prijatá v Barnaule až o rok neskôr. Dekrétom kabinetu z 19. novembra 1763 cisárovná udelila vynálezcovi „mechanikom“ hodnosť a titul inžinierskeho kapitána-poručíka. To znamenalo, že Polzunov dostal plat 240 rubľov ročne, s pridaním dvoch sanitárov a údržbou koní dostal 314 rubľov. Bola mu prisľúbená odmena 400 rubľov.

To všetko nie je malé milosrdenstvo. Opäť to dokazuje, že cisárovná Katarína si rada udržiavala svoju povesť patrónky vied a umenia. Veľkosť podnetu však opäť potvrdzuje, že význam Polzunovovho vynálezu nebol v Petrohrade pochopený. Aby sme to potvrdili, môžeme uviesť nasledujúcu skutočnosť: keď Polzunovov menovec Ivan Kulibin daroval cisárovnej originálne hodinky, ktoré vyrobil, dostal 1 000 rubľov ako darček. Keď vyrobil model mosta cez Nevu v jednom poli, dostal rovnakú sumu a bol zasypaný ďalšími stimulmi. Po otestovaní mosta dostal Kulibin ako odmenu ďalších 2000 rubľov. Ivan Kulibin bol, samozrejme, veľmi nadaný mechanik, ale jeho vynálezy stále nemožno umiestniť vedľa Polzunovovho stroja.

Keď už hovoríme o úlohe a význame prvého projektu „požiarneho stroja“ vo svetových dejinách techniky, treba s istotou povedať toto: ak by Polzunov nepostavil ani nenavrhol vôbec nič, ale zanechal iba náčrt svojho prvého projekt, potom by to stačilo na obdivovanie jeho brilantného plánu.

Napriek tejto pozícii kabinetu vedúci závodov Kolyvano-Voskresensky A.I. Poroshin umožnil Polzunovovi pokračovať v realizácii prvej etapy projektu. V marci 1764 I.I. Polzunov navrhol začať s výstavbou veľkého tepelného motora. Porošin s týmto návrhom súhlasil. V závode Barnaul sa tak začala výstavba prvej univerzálnej tepelnej elektrárne na svete.

Bolo to vážne rozhodnutie, už len preto, že auto nebude stáť menej ako výstavba nového závodu. Polzunov bol povinný predložiť žiadosť o prácu a materiál. Predstavil ho koncom marca. Ale bola to aplikácia

už na inom stroji, výkonnejšom ako v prvom projekte. prečo? Udalosti posledných mesiacov zrejme prinútili vynálezcu pozrieť sa na všetko inak. Povolenie na stavbu získal za príliš vysokú cenu. Pravdepodobne nie

ešte raz v živote by sa mu takáto príležitosť naskytla... Samozrejme, Polzunov si uvedomil, že bez dostatočných skúseností nie je jednoduché vytvoriť veľký stroj na pohon dúchadiel, ktorý poskytuje 6-9 taviacich pecí. A predsa som sa rozhodol to urobiť. Ešte predtým, ako začal stroj stavať, čelil vynálezca ťažkostiam: nedostatku ľudí schopných realizovať jeho plány a nedostatku nástrojov a mechanizmov potrebných na stavbu. Musel byť skonštruovaný prvý parný stroj v Rusku, no chýbali špecialisti, ktorí by stavbu viedli, ani kvalifikovaní pracovníci oboznámení s konštrukciou takýchto motorov. Samotný Polzunov, ktorý prevzal zodpovednosť za generálneho riaditeľa diela, do určitej miery vyriešil problém technického riadenia, ale presne, „do určitej miery“, pretože nebolo v silách jednej osoby riadiť taký nový a komplexný technický podnik.

Vynálezcove predtuchy ho neoklamali. Úrad v plnej miere schválil len úvahy ohľadom potrebného množstva materiálov. Keďže vedenie továrne nechcelo míňať peniaze na povolanie skúsených remeselníkov z ďalekého Uralu, pridelilo Polzunovovi štyroch študentov, ktorých poznal a požiadal, aby mu pridelili dvoch remeselníkov na dôchodku a štyroch vojakov na stráženie staveniska.

Úrad rozhodol, že zvyšných remeselníkov (vyše 60 ľudí) pridelí Polzunovovi podľa potreby, „koľko práce má on, Polzunov“. Pri konštrukcii stroja to „podľa potreby“ bolo zdrojom neustálych ťažkostí. Rozhodnutie úradu predstavovalo pre vynálezcu nové ťažkosti. Štyria mladí študenti - Ovchinnikov, Levzin, Chernitsyn a Vyatchenin - mu pripomenuli jeho vlastnú mladosť, život začínajúceho „študenta mechaniky“. Vyslúžilí remeselníci Medvedev a Bobrovnikov v priebehu rokov schátrali a stratili sa natoľko sily, že boli pre svoju slabosť odvolaní z práce v továrni. Polzunovovi tak namiesto sedemdesiatich šiestich ľudí zverili desať. Až potom bolo identifikovaných niekoľko ďalších pridelených roľníkov. Ale ani za takýchto okolností vynálezca nie

kolísal, neustúpil. Jeho podnikanie bolo jeho celoživotnou prácou. Keď si mal vybrať medzi pokojnou existenciou obyčajného zamestnanca továrne a plným ťažkostí a riskantného života strojníka, vybral si to druhé. Auto bolo postavené na dvoch miestach naraz. Odlievanie a opracovanie valcov, paliet a iných veľkých dielov sa realizovalo v jednej z dielní závodu Barnaul, kde bolo možné na výrobu použiť vodné koleso, sústruhy, ploskacie (valcovacie) stroje, vodočinné buchary. guľovité medené plechy na montáž kotla; drobné diely sa odlievali a kovali v priestoroch dočasne zatvorenej sklárne, kde bola špeciálne na tento účel postavená malá taviaca pec s pripojenou vyhňou. Závod sa nachádzal v hornom toku rybníka, tri míle od dediny. Polzunov musel merať tieto kilometre viackrát za deň. Takáto záťaž mohla vyčerpať aj zdravého človeka, no vyvinul spotrebu...

Vonkajší pohľad na budovu, v ktorej sa nachádzalo Polzunovovo auto. Neskoršia reprodukcia kresby z roku 1765.

Doteraz bolo všetko továrenské vybavenie vrátane vodného kolesa a obrábacích strojov prevažne z dreva, kovových častí bolo málo. A tu sme museli postaviť na tie časy obrovský stroj, 11 metrov vysoký, takmer celý vyrobený z kovu, postavený, ako sa hovorí, z listu papiera, bez toho, aby sme ho otestovali na modeli. A to aj napriek nedostatku skúsených odborníkov, potrebných strojov a nástrojov. Polzunov musel niektoré stroje a nástroje vymýšľať doslova za pochodu. Na začiatku výstavby urobil Polzunov vážnu chybu, kvôli ktorej prišiel o približne dva mesiace drahocenného letného času. Aby znížil náklady na auto, rozhodol sa odliať valce zo zliatiny medi a olova a vodovodné potrubia a iné drobné diely – celé z olova. V skutočnosti sa ukázalo, že nemali potrebnú mieru bezpečnosti. Museli sme začať odznova, za čo sme požiadali o ďalších 224 libier medi a 15 libier

cín. Cín v sklade nebol, úrad ho nariadil kupovať u miestnych obchodníkov, ktorí však využili príležitosť a zvýšili cenu vyššie ako zvyčajne. Nové valce (zo zliatiny medi a cínu) boli odliate až koncom septembra - začiatkom októbra; ich sústruženie a leštenie vnútorných stien sa začalo už s nástupom zimy. Dňa 20. mája oznámil, že okrem kotla už bolo pre stroj vyrobených „zlievaním a sústružením“ až 110 dielov s „bremenom“ každý jeden až stosedemdesiat pudlov. Len o rozsahu sústružníckych prác svedčí nasledujúci údaj: Polzunov dodal v júli do skladu 97 libier medených pilín!

Takže časti auta boli v podstate pripravené. V čase, ktorý zostával pred zimou, bolo potrebné preň postaviť budovu, v ktorej bolo potrebné auto „z veľkej časti spojiť“ a zložiť. Polzunov sľúbil, že to urobí do októbra. Treba povedať, že si stanovil extrémne krátky časový úsek.

Prvý tepelný stroj na svete bol postavený na pravom brehu rybníka, neďaleko striebornej huty Barnaul, vedľa malej sklárne. Pre auto postavili veľkú stodolu vo výške trojposchodového domu. Ako prví sa pustili do práce bagristi. Z miesta, kde mal byť stroj nainštalovaný, odstránili vrstvu mäkkej zeminy. Základové trámy sa ukladali na rovnú plochu. Teraz by sa dalo dúfať, že pod váhou auta sa zem nezačne usadzovať. Steny kotlovej vykurovacej pece postupne rástli. Nižšie boli postavené mechanizmy na zdvíhanie valcov a iných ťažkých častí. Ohnisko pece bolo položené a nastal čas na inštaláciu parného kotla. Do tejto doby stavitelia ešte nedostali liaty kotol s hrubými stenami. Osud požiadavky na výrobu takéhoto kotla, zaslanej do závodu v Jekaterinburgu, zostal neznámy. Situácia sa stávala kritickou. Po dlhom zvažovaní sa Polzunov rozhodol dočasne nainštalovať tenkostenný kotol vlastnej výroby. Iné východisko jednoducho nebolo. Celú jeseň sa montovalo auto. Tieto dni boli pre konštruktérov „ohnivého“ stroja najintenzívnejšie. Čo to znamenalo zostaviť len jeden sedemstovedrový kotol zo samostatných plechov s nitovaním a spájkovaním švíkov a pripevniť naň rôzne armatúry. Bolo potrebné zdvihnúť 150-librové valce do výšky dvoch poschodí, presne ich vertikálne osadiť v daných bodoch, zostaviť niekoľkometrovú pásovinu potrubí, čerpaciu jednotku, balancéry atď., všetko poriadne zabezpečiť, zaspájkovať do sto miest atď.

Do 7. decembra bola montáž stroja v podstate dokončená a vynálezca sa rozhodol uskutočniť jeho prvú skúšobnú jazdu a otestovať ho v prevádzke. Namiesto rukovätí mechov dúchadla (s výstavbou mechov sa ešte nezačalo) bol na balancéroch prevodového mechanizmu pripevnený zväzok kmeňov. Vynálezca dúfal, že podľa toho, ako stroj zdvihne takú váhu, určí jeho silu. A tak

Nastal dlho očakávaný deň prvého spustenia stroja. Práce začali skôr ako zvyčajne. Naposledy sme skontrolovali nastavenie mechanizmu rozvodu pary a vody, spoľahlivosť chodu kohútikov pary a vody. Do poludnia sme ukončili kontrolu všetkých mechanizmov a systémov. Po krátkej prestávke na povel naliali vodu do rezervného bazéna a ručnou pumpou ju prečerpali do hornej nádrže.

Nakoniec ruch utíchol. Stáli ticho a trochu decentne a pozerali sa na „hrdinu“ tejto príležitosti. Prudkým pohybom sa teda priblížil k ohnisku, zohol sa a začal zapaľovať palivové drevo, ktoré v ňom bolo naukladané od včerajšieho večera. Suché brezové polená sa rýchlo rozhoreli, veselo praskali a rozhadzovali iskry. Konečne prvé jazyky plameňa olizovali matnú meď parného kotla. Prešli dve únavné hodiny. Voda v kotli začala vrieť, čím sa uvoľňovalo stále viac pary. Nakoniec s hlukom a píšťalkou para vtrhla do valca. Zdalo sa, že kladina neochotne hojdá polená na nej zavesené. Potom sa vo valci ozval silný hluk a vyvažovačka sa opäť začala kývať. Vzápätí ako na povel ožil piest druhého valca. Piestne tyče sa pohybovali rýchlejšie a rýchlejšie a ľahko rozkývali ťažké kmene zavesené na vyvažovacích tyčiach. Ale toto už Polzunov nevidel. Oči mu zahalil hustý závoj. Veľký, odvážny muž, ktorého nezlomila žiadna z ťažkostí života, plakal od radosti.

Počas uvedenia sa ale objavilo aj množstvo nedostatkov (čo je úplne prirodzené). Polzunov ich okamžite začal naprávať. V tom čase sa presťahoval do bytu v sklárni, ktorý predtým patril „sklárskym majstrom“. Nebolo potrebné strácať čas cestovaním z dediny a späť. Bolo to, samozrejme, dobré. Ale zlá vec je, že teraz zmizol pri aute, až ho úplne opustili sily. Ale prišla zima, v strojovni bol čas zmraziť vlkov, ako tam prežil, je ťažké pochopiť. Domov sa vrátil za tmy, úplne vychladnutý, ledva hýbal nohami, vykašliaval krv. A ráno sa, napriek presviedčaniu a slzám svojej manželky, opäť ponáhľal k autu, oči mu fanaticky svietili na omrznutej, vychudnutej tvári - lepšie by bolo uložiť ho do truhly. Bolo celkom jasné, že keď cítil, že sa blíži koniec, ponáhľal sa dokončiť začaté dielo aj za cenu svojho života. V ľadových prievanoch on a jeho asistenti liezli po rebríkoch okolo auta dýchajúceho chladom, niečo

donekonečna nastavovanie, uťahovanie, nastavovanie. Krátky zimný deň nestačil, večery boli príliš dlhé. Je známe, že 30. decembra 1765 dostal Polzunov tri libry sviečok. Do marca boli konečne dodané obrovské kryty mechov, vyrobené podľa návrhu vynálezcu, na 8 koňoch. Boli namontované a auto bolo nakoniec kompletne zmontované. Záležitosť bola ponechaná na taviace pece. Na jar sa Polzunovova choroba zintenzívnila. 18. apríla mu hrdlo opäť začalo krvácať, po čom už nedokázal vstať

posteľ. Vynálezca si s nemilosrdnou jasnosťou uvedomil, že spustenia stroja sa už nedožije. Polzunov 21. apríla nadiktoval Váňovi Černitsynovi (sám už nevedel písať) petíciu adresovanú cisárovnej. "Najpokojnejšia, najzvrchovanejšia, veľká cisárovná Jekaterina Aleksejevna, všeruský autokrat, najmilostivejšia cisárovná! Mechanik Ivan udrie obočím

Ivanovič syn Polzunov o tomto: Vaše cisárske veličenstvo, projekt, ktorý som zložil pre nový stroj, zvážil už v roku 1763 a bol s ním spokojný. A aby povzbudili mňa a ostatných, podľa môjho príkladu v takýchto užitočných cvičeniach, rozhodli sa mi dať 400 rubľov ako odmenu. Ale tie peniaze mi dodnes nedali. A hoci som nemal tú česť prijať to dačo, moja horlivosť pre službu neochabla a spomínaný stroj som zhotovil vo všetkých jeho častiach a zmontoval v postavenej továrni, nainštaloval a uviedol do prevádzky v taviacich peciach. , o ktorom bolo hlavné, že v továrňach Kolyvano-Voskresensk už bol potvrdený veliteľ generálmajor a kavalír Poroshin s niektorými horskými dôstojníkmi. Pod ktorou štruktúrou som trpel značnou záťažou a vyčerpaním v mojom zdraví. Pri celej tej konštrukcii stroja, z mechanikov, ktorí sú so mnou, študenti Dmitrij Levzin, Ivan Černitsyn zámerne pochopili jeho zloženie v členoch a poznajú výrobu, a ak sa v budúcnosti niečo poškodí, vedia to opraviť.“

16. mája 1766 o šiestej hodine večer v Barnaule, na trati Irkutsk (dnes Puškinskaja ulica) zomrel I.I. Polzunov. Mal 38 rokov. Týždeň po smrti I.I.Polzunova, 23. mája (5. júna 1766), sa začali oficiálne skúšky prvého tepelného motora na svete. V prvý deň testeri dospeli k záveru, že stroj dokáže poháňať mechy na prívod vzduchu do 10-12 pecí.

Veľký motor zostrojený Polzunovom sa konštrukčne výrazne líšil od stroja, ktorý opísal v pôvodnom projekte z roku 1763. Prenos pohybu na stroje, ktorým mal motor slúžiť, sa uskutočňoval pomocou vyvažovačov. Pre väčšiu pevnosť vynálezca vyrobil reťaze spájajúce piesty motora s vyvažovačmi zo samostatných železných tyčí a kĺbové, t.j. tohto typu, ktoré sú teraz známe ako „Gallove reťazce“. Dodávka ohriatej vody kotla bola automatizovaná. Polzunov prišiel s jednoduchým mechanizmom, ktorý zabezpečil, že voda v kotli zostala pri bežiacom motore na rovnakej úrovni. Tým sa zjednodušila práca ľuďom, ktorí stroj obsluhujú.

Na zabezpečenie rovnomerného fúkania vzduchu v taviacej peci vynašiel I.I. Polzunov dúchací akumulátor. Mech neprivádzal vzduch priamo do pece, ale do veľkej skrinky - „vzduchovej komory“, z ktorej do taviacich pecí vstupoval nepretržitý prúd vzduchu. Motor I.I. Polzunova jeho súčasníci nazývali „továreň na tavenie“. Výška stroja bola 10 metrov a valce boli asi 3 metre. Tepelný motor vyvinul výkon 40 koní. Konštrukcia veľkého, bezprecedentného stroja vo výrobných podmienkach, aké mal I.I. Polzunov, bola skutočne hrdinský, takmer rozprávkový výkon. Bol to skutočne zázrak, ktorého je schopný len génius veľkých

ruský ľud. Muž hrdinskej tvorivej odvahy, vojakov syn Polzunov, bol stelesnením vynaliezavosti a vytrvalosti charakteristickej pre našich ľudí. Počas prvých testov tepelného motora sa zistili problémy. Počas testov sa ukázalo, že voda a para presakujú medzi piestami (emboly) a stenami valcov a čerpadlá nedodávajú dostatok vody.

množstvo. Kozma Frolov, povolaný z bane Zmeinogorsk, navrhol vymeniť čerpadlá za čerpadlá na prečerpávanie banskej vody. Z bane Zmeinogorsk sme priviezli čerpadlá, namontovali ich a výsledok bol výborný. Bolo teda dokázané, že Polzunovov stroj je schopný vykonávať ešte jednu úlohu - čerpať vodu z bane. Keby Polzunov žil dlhšie, možno by prišiel na to, ako ho použiť na uvedenie strojov do pohybu a vo všeobecnosti „podľa našej vôle čokoľvek, čo treba opraviť“.

S emblémami sa vec ukázala byť komplikovanejšia. Kožená pečať sa rýchlo opotrebovala: testy ukázali, že korková kôra je na to vhodnejšia.

4. júla sa uskutočnil piaty a posledný test vozidla. Všetky mechanizmy a systémy fungovali dobre. Vedenie fabriky rozhodlo o uvedení auta do prevádzky. Testy trvali mesiac a pol. Väčšina nedostatkov bola buď dôsledkom stavebných opomenutí, alebo tých, ktoré sa na vtedajšej úrovni technologického rozvoja nedali odstrániť. Ale o všeobecnom dizajne samotného hasiaceho stroja nepadlo ani slovo výčitky. Vynálezca všetko predvídal a zohľadnil do najmenších detailov! Testy boli ukončené, ale auto zostalo nečinné celý mesiac bez použitia. Začiatkom augusta 1766 bola stavba taviacich pecí definitívne dokončená a kancelária naplánovala uvedenie stroja do prevádzky na 4. augusta.

Od skorého rána sa ľudia netrpezlivo presúvali z nohy na nohu a tlačili sa okolo budovy nevídaného stroja. Zvedaví ľudia sa zišli z celého Barnaulu. O 7. hodine ráno už oheň v peci kotla bublal. Jemný hvízdavý zvuk pary signalizoval, že stroj je pripravený na prácu. Zapálenie pecí a začiatok prvej tavby sa oneskorili z minúty na minútu. Auto bolo nečinné viac ako šesť hodín. O druhej hodine popoludní prišlo celé vedenie továrne. Prichádzala slávnostná chvíľa sfúknutia pecí. Oslava sa ale nekonala, lebo v momente fúkania sa piest ľavého valca náhle zastavil v spodnej polohe a stroj zamrzol.

Pomocou blokov sme museli vybrať piesty z valcov a oba dôkladne skontrolovať. Dôvod zastavenia stále nebol odhalený. Na prvý pohľad sa zdalo všetko v poriadku. Až potom, čo zhasli pec, vypustili paru z kotla a vykonali dôkladnú kontrolu stroja, sa zistilo, že matica, ktorá sa uvoľnila, zrejme počas skúšobnej doby, umožnila paru

regulátor sa otočí do oveľa väčšieho uhla, než je zamýšľané. Regulátor pary sa zasekol a neotáčal sa do strán. V tomto prípade bolo vstupné okno zatvorené, para nemala prístup do valca. Nešťastné prehliadnutie prerušilo spustenie stroja a opravy ho zdržali o ďalšie dva dni. 7. augusta o šiestej hodine ráno mechanizmus opäť spustili, no tentoraz už nečakali na príchod vysokých orgánov. O druhej hodine bez akejkoľvek slávnosti sfúkli taviace pece. Deň 7. augusta 1766 zostane v pamäti ľudí po stáročia. V tento deň bola uvedená do prevádzky prvá parná elektráreň určená na

priamy pohon továrenských jednotiek! Stroj fungoval nepretržite viac ako tri dni. Počas tejto doby sa vytavilo asi 400 libier rudy. 10. augusta auto opäť zastavili. Pečať vyrobená z nekvalitnej korkovej kôry sa rozpadla na omrvinky a do valca začala prepúšťať studenú vodu. Musel som poslať žiadosť o korok do lekární Tobolsk a Jekaterinburg. Pri hľadaní východiska z tejto situácie dočasne použili na zhutnenie brezovú kôru.

Všetky myšlienky továrenskej kancelárie smerovali k získaniu korkovej kôry. Nikomu z technických manažérov závodov nenapadlo vydať sa inou cestou: zmeniť konštrukciu samotného piestu, aby bol dokonalejší. Okrem toho mnohé bane v okrese používali kalové čerpadlá s piestami z dvoch kotúčov, medzi ktoré sa na hutnenie napchalo konope. Preto bolo použitie takéhoto piestu včasné.

25. septembra s príchodom korkovej kôry bol stroj uvedený do prevádzky a s menšími zastávkami pracoval až do 10. novembra. V tento deň „poobede o šiestej pri veľmi slušnej a nepretržitej akcii sa ukázalo, že za požiarom pod kotlom tehlových klenieb z jedného kotla výrazne uniká voda, takže uhasili oheň pod kotlom, preto prinútili tento stroj spolu a tavením zastavili kachle.“ Týmto Polzunovov stroj „ukončil svoju prácu“. Kotol, nitovaný z tenkého medeného plechu, sa ukázal byť jeho slabým miestom. Polzunov tiež poukázal na to, že bol vhodný len na počiatočný test, ale v závode Barnaul ho nebolo možné urobiť odolnejším.

Celková užitočná prevádzková doba stroja bola 1023 hodín (42 dní a 15 hodín). Počas tejto doby bolo prijatých 14 libier striebra 38 libier 17 cievok 42 akcií, zlata 14 libier 22 cievok 75 akcií. Po odpočítaní všetkých nákladov na stavbu stroja, zaplatenie hutí, dokonca aj odmenu 400 rubľov pre Polzunova, čistý zisk predstavoval 11 016 rubľov 10,25 kopejok. Ale stroj pracoval necelý mesiac a pol a ani potom nie na plný výkon: obsluhoval len tri pece. Napriek tomu sa rozhodlo, že v budúcnosti „nepovažujeme za potrebné uviesť ho do prevádzky kvôli množstvu vody v miestnom závode“. Toto rozhodnutie, žiaľ, podpísal šéf tovární Poroshin, ktorý bol donedávna horlivým zástancom „ohnivého“ stroja.

Dôvodom bolo zrejme to, že v továrňach Kolyvano-Voskresensk, ako v celom feudálnom Rusku, nebola veľká potreba strojov. Bolo tam veľa nútenej, lacnej pracovnej sily. Polzunovovou tragédiou bolo, že predbehol dobu... V roku 1784 dostal James Watt patent na univerzálny tepelný motor, ktorý si čoskoro získal celosvetové uznanie. A Polzunovovo auto bolo po 15 rokoch, 5 mesiacoch a 10 dňoch rozobrané v marci 1782.

História parného stroja

Prvý pokus dať paru do služieb človeka sa uskutočnil v Anglicku v roku 1698: stroj Savery bol určený na odvodňovanie baní a čerpanie vody. Samotný vynálezca ho nazval „požiarny stroj“ a široko ho propagoval ako „priateľa baníkov“. Na výrobu pary, ktorá poháňala stroj, bol potrebný oheň, ale Saveryho vynález ešte nebol motorom v plnom zmysle slova, keďže okrem niekoľkých ventilov, ktoré sa otvárali a zatvárali ručne, nemal žiadne pohyblivé časti.
Saveryho stroj fungoval nasledovne: najprv sa utesnená nádrž naplnila parou, potom sa vonkajší povrch nádrže ochladil studenou vodou, čo spôsobilo kondenzáciu pary a vytvorenie čiastočného podtlaku v nádrži. Potom bola voda - napríklad zo spodnej časti šachty - nasávaná do nádrže cez sacie potrubie a po privedení ďalšej dávky pary bola vyhodená von cez výstup. Cyklus sa potom opakoval, ale vodu bolo možné zdvihnúť len z hĺbky menšej ako 10,36 m, pretože ju vytlačil v skutočnosti atmosférický tlak.
Prvý úspešný „parný“ motor s piestom zostrojil Francúz Denis Papin, ktorého meno sa častejšie spája s vynálezom autoklávu, ktorý dnes nájdeme takmer v každej domácnosti v podobe tlakového hrnca.
V roku 1674 Papin zostrojil motor na pušný prach, ktorého princíp bol založený na zapálení pušného prachu vo valci a pohybe piestu vo vnútri valca pod vplyvom práškových plynov. Keď prebytočné plyny opustili valec cez špeciálny ventil a zvyšný plyn sa ochladil, vo valci sa vytvorilo čiastočné vákuum a piest sa vrátil do svojej pôvodnej polohy pod vplyvom atmosférického tlaku.
Stroj nebol veľmi úspešný, ale dal Papenovi nápad nahradiť pušný prach vodou. A v roku 1698 postavil parný stroj (v tom istom roku Angličan Savery zostrojil aj svoj „požiarny stroj“). Voda sa zahrievala vo zvislom valci s piestom vo vnútri a výsledná para tlačila piest nahor. Keď para ochladzovala a kondenzovala, piest sa pod vplyvom atmosférického tlaku pohyboval smerom nadol. Papenov parný stroj tak mohol cez sústavu blokov poháňať rôzne mechanizmy, ako napríklad čerpadlá.
Thomas Newcomen, ktorý sa dopočul o Papenovom parnom stroji, ktorý často navštevoval bane v Západnej krajine, kde pracoval ako kováč, a lepšie ako ktokoľvek iný chápal, aké dobré čerpadlá sú potrebné na zabránenie záplavám.

bane, spojil svoje sily s inštalatérom a sklenárom Johnom Culleym v snahe postaviť pokročilejší model. V roku 1705 bol vydaný patent T. Newcomenovi na stroj na zdvíhanie vody (obr. 4), v ktorom boli prvýkrát použité valce s piestom. Vrátane dizajnu tohto stroja

rozpor, ktorý mu nedovolil pracovať nepretržite: práca pary posunula piest, čo vykonalo užitočnú činnosť, ale piest vysunutý do konca prestal fungovať - bolo potrebné otvoriť ventil, vypustiť paru a vrátiť piest do svoju pôvodnú polohu pri voľnobehu.

Obr.4. Princíp činnosti stroja Newcomen

Prvý parný stroj bol inštalovaný v bani v Staffordshire v roku 1712. Rovnako ako v Papenovom stroji sa piest pohyboval vo zvislom valci, ale celkovo bol Newcomenov stroj oveľa vyspelejší. Aby sa odstránila medzera medzi valcom a piestom, Newcomen pripevnil na jeho koniec pružný kožený disk a nalial naň trochu vody.
Para z kotla vstúpila do spodnej časti valca a zdvihla piest nahor. Ale keď sa do valca vstrekla studená voda, para skondenzovala, vo valci sa vytvorilo vákuum a pod vplyvom atmosférického tlaku spadol piest. Tento spätný zdvih odstránil vodu z valca a pomocou reťaze spojenej s vahadlom, ktoré sa pohybovalo ako hojdačka, zdvihol tyč čerpadla nahor. Keď bol piest na dne svojho zdvihu, para opäť vstúpila do valca a pomocou protizávažia pripevneného na tyči čerpadla alebo vahadle sa piest zdvihol do pôvodnej polohy. Potom sa cyklus opakoval. Newcomenov stroj sa ukázal ako mimoriadne úspešný a používal sa v celej Európe viac ako 50 rokov. V roku 1740 stroj s valcom dlhým 2,74 m a priemerom 76 cm dokončil za jeden deň prácu, ktorú predtým družstvá s 25 mužmi a 10 koňmi, pracujúcimi na smeny, zvládli za týždeň. V roku 1775 ešte väčší stroj, ktorý postavil John Smeaton (tvorca Eddystone Lighthouse), vyprázdnil suchý dok v ruskom Kronštadte za dva týždne. Predtým to pri použití vysokých veterných turbín trvalo celý rok. A aj tak,

Newcomenov stroj mal ďaleko od dokonalosti. Premenil len asi 1% tepelnej energie na mechanickú energiu a v dôsledku toho spotreboval obrovské množstvo paliva, ktoré však nemalo veľký význam,

keď auto pracovalo v uhoľných baniach. Vo všeobecnosti zohrali Newcomenove stroje obrovskú úlohu pri zachovaní uhoľného priemyslu: s ich pomocou bolo možné obnoviť ťažbu uhlia v mnohých zatopených baniach.
Projekt prvého parného stroja na svete (obr. 5), schopného priamo poháňať akékoľvek pracovné mechanizmy, navrhol 25. apríla 1763 ruský vynálezca I. I. Polzunov, mechanik v altajských banských závodoch Kolyvano-Voskresenskij. Projekt sa dostal na stôl šéfovi tovární, ktorý ho schválil a poslal do Petrohradu, odkiaľ čoskoro prišla odpoveď: „... Tento jeho vynález by sa mal považovať za nový vynález.„Polzunovov parný stroj získal uznanie.

Nákres Polzunovho stroja Obr. 5 Princíp činnosti Polzunovho parného stroja

Na rozdiel od Newcomenovho stroja, Polzunovov stroj produkoval prácu nepretržite. Používal dva valce, ktorých piesty striedavo prenášali prácu na spoločný hriadeľ. Polzunov tak rozšíril podmienku bez voľnobehu medzi rôzne objekty a prvýkrát predložil myšlienku kombinácie práce niekoľkých valcov. Keď jeden valec bežal na voľnobeh, druhý robil prácu. Polzunov navrhol postaviť ako prvý

malý stroj, na ktorom by sa dali identifikovať a odstrániť všetky chyby nevyhnutné v novom vynáleze. Vedenie továrne s tým nesúhlasilo a rozhodlo sa okamžite postaviť obrovský stroj na výkonné dúchadlo.

Konštrukcia stroja bola zverená Polzunovovi, na pomoc ktorého boli pridelení „ tí, ktorí to nepoznajú, ale medzi miestnymi remeselníkmi k tomu majú len jeden sklon

dva" a dokonca aj pár pomocných robotníkov. S týmto „kádrom" Polzunov začal stavať svoj stroj. Stavali ho rok a deväť mesiacov. Keď už stroj prešiel prvým testom, vynálezca ochorel na prechodnú spotrebu a niekoľko zomrel dní pred záverečnými testami.
23. mája 1766 začali Polzunovovi študenti Levzin a Černitsyn sami záverečné skúšky parného stroja. V „Day Note“ zo 4. júla bolo uvedené „ správna činnosť stroja“, a 7. augusta 1766 bolo celé zariadenie – parný stroj a silné dúchadlo uvedené do prevádzky.
Len za tri mesiace prevádzky Polzunovov stroj nielen odôvodnil všetky náklady na jeho výstavbu vo výške 7233 rubľov 55 kopeckov, ale priniesol aj čistý zisk 12640 rubľov 28 kopeckov.
10. novembra 1766 vytiekol kotol a stroj sa zastavil. Napriek tomu, že túto poruchu bolo možné ľahko odstrániť, vedenie závodu, ktoré sa nezaujímalo o mechanizáciu, Polzunovovu tvorbu opustilo.
Počas nasledujúcich tridsiatich rokov bol stroj neaktívny a v roku 1779 vtedajší manažéri altajských tovární dali príkaz stroj rozobrať, „rozbiť továreň, ktorá sa v ňom nachádzala, a použiť drevo na čokoľvek, na čo je dobré“.
Približne v rovnakom čase Škót James Watt pracoval na vytvorení parného stroja v Anglicku. V roku 1784 dostal Angličan James Watt patent na univerzálny parný stroj.

Obr.6. Valcová prevádzka Wattovho parného stroja

Po dvadsiatich rokoch zdokonaľovania sa Watt konečne dočkal kontinuálneho stroja (obr. 6). Rozpor vyriešil v rámci jedného predmetu: valec uzavrel vekom s olejovým tesnením, teraz mohla byť para privádzaná striedavo na obe strany piestu - voľnobežné otáčky zmizli. Pracovný zdvih v jednej polovici valca bol zdvih naprázdno pre druhú polovicu.

Od roku 1763 pracoval na zlepšení Newcomenovho neúčinného paro-atmosferického motora, ktorý bol vo všeobecnosti vhodný len na čerpanie vody. Bolo mu jasné, že hlavným nedostatkom Newcomenovho stroja je striedavé zahrievanie a chladenie valca. Čo

Ako sa tomu teda môžeme vyhnúť? Odpoveď prišla Wattovi na jarnú nedeľu v roku 1765. Uvedomil si, že valec môže zostať horúci po celý čas, ak sa para pred kondenzáciou odvedie do samostatnej nádrže potrubím s ventilom. Navyše, valec môže zostať horúci a kondenzátor studený, ak je jeho vonkajšok pokrytý izolačným materiálom. Okrem toho Watt urobil niekoľko ďalších vylepšení, ktoré nakoniec zmenili parno-atmosférický stroj na parný stroj. V roku 1768 požiadal o patent na svoj vynález. Dostal patent, no dlho nedokázal zostrojiť parný stroj. Až v roku 1776 bol konečne zostrojený a úspešne otestovaný Wattov parný stroj. Ukázalo sa, že je dvakrát efektívnejší ako Newcomenov stroj.
V roku 1782 vytvoril Watt pozoruhodný nový stroj – prvý univerzálny dvojčinný parný stroj. Kryt valca vybavil tesne predtým vynájdeným tesnením, ktoré zaisťovalo voľný pohyb piestnej tyče, ale zabraňovalo úniku pary z valca. Para vstupovala do valca striedavo z jednej strany piestu, potom z druhej. Piest preto robil pracovný aj spätný zdvih pomocou pary, čo u predchádzajúcich strojov nebolo.
Keďže v dvojčinnom parnom stroji vykonávala piestna činnosť ťah a tlačenie, musel byť prerobený doterajší pohonný systém reťazí a vahadiel, ktoré reagovali len na ťah. Watt vyvinul systém spriahnutých tyčí a použil planetárny mechanizmus na premenu vratného pohybu piestnej tyče na rotačný pohyb, na meranie tlaku pary použil ťažký zotrvačník, odstredivý regulátor otáčok, kotúčový ventil a tlakomer.
„Rotačný parný stroj“ patentovaný Wattom bol najskôr široko používaný na pohon strojov a krosien spriadacích a tkáčskych tovární a neskôr aj iných priemyselných podnikov. Wattov parný stroj sa tak stal vynálezom storočia, ktorý znamenal začiatok priemyselnej revolúcie.
V roku 1785 bol v Londýne v pivovare Samuela Whitbreada nainštalovaný jeden z prvých Wattových strojov na mletie sladu. Stroj vykonal prácu namiesto 24 koní. Priemer jeho valca bol 63 cm, zdvih piesta 1,83 m a priemer zotrvačníka 4,27 m. Stroj prežil dodnes a dnes ho možno vidieť v akcii v Sydney Powerhouse Museum.
Wattov motor bol vhodný pre akýkoľvek stroj a vynálezcovia samohybných mechanizmov to rýchlo využili.

BIBLIOGRAFIA

1. www.Aomai.ab.ru/Books/Files/1998-01/02/pap_02.html

2. www.Free-time.ru/razdeis/!anziki/p_11.html.

3. Konfederaci I.Ya. Ivan Ivanovič Polzunov. - M.-L.: Gosenergoizdat, 1951. - 296 s.: ill.

4. Zubkov B.V., Chumakov S.V. – Encyklopedický slovník mladých technikov – 2. vyd. – M.: Pedagogika 1988

5. Savelyev N.Ya. Altaj je rodiskom výnimočných vynálezov. - Barnaul: Altaikrayizdat, 1951. - 117 s.

6. Shishkin A.D. Tvorca „ohnivého“ stroja (I.I. Polzunov). - Sverdlovsk: Sverdlovská kniha. vydavateľstvo, 1963. - 83 s.

7. Borodkin P. Príbehy o Polzunovovi // Altaj. - 1977. - Číslo 1. - S. 53-61.

8. Virginský V.S. Ivan Ivanovič Polzunov 1729-1766 / Rep. vyd. N. K. Laman. - M: Nauka, 1989. - 165 s.,: chor.

9. Danilevskij V.V. I.I.Polzunov: Dielo a život prvého ruského kúrenára. - M.-L.: Akadémia vied ZSSR, 1940.- 446 s.: obr., 18 listov, kresba.

10. skbkontur.ru/personal/blink/triz.htm

Tiež k téme

Vanity of Vanities obraz van Streck popis

Nevyhlásená letecká vojna medzi ZSSR a USA (na základe materiálov z RGASPI)

Koľko pólov je v Arktíde?

Popis rôznych druhov ryže Druhy a odrody ryže

Ivan Polzunov - vynálezca „požiarneho stroja“