Джеймс Уатт, изобретатель парового двигателя

Уатт Джеймс - шотландский изобретатель, создатель универсального парового двигателя. Исследовал свойства водяного пара. Детальное изучение паровой машины Ньюкомена привело его к изобретению конденсатора - третий основной элемент паровой машины, центробежного регулятора ввода пара, золотника, паровой рубашки вокруг цилиндра, цилиндра двойного действия, параллелограмма Уатта. Благодаря, этим усовершенствованиям в 1784г. был создан универсальный паровой двигатель с непрерывным вращением (паровая машина Уатта), получивший широкое распространение.

Джеймс Уатт родился 19 января 1736 года в Гриноке в семье судьи, который одновременно занимался торговлей, строил дома, владел небольшой верфью, работал столяром, слесарем, медником, кузнецом, ремонтировал музыкальные инструменты. Помогая отцу, Джеймс овладел многими специальностями. Окончив в 18 лет местный колледж, он отправился в Глазго и стал учеником по ремонту оптических и точных механических приборов. После непродолжительной работы и учёбы в Лондоне не отличавшийся крепким здоровьем Джеймс заболел и в 1756 г. вернулся к родителям. После краткого отдыха он снова вернулся в Глазго. Как он вспоминал, опыты с паровыми машинами он начал в 1761 или в 1762 г. Для знакомства с состоянием дел в этой области ему пришлось изучить немецкий и французский языки.

Уатт не имел инженерного образования и до 28 лет не имел никакого отношения к «огненным машинам» и пару. Любимым его занятием, после рыбалки, была работа в мастерской отца. Никакого образования он не получил: хилый, постоянно страдающий головными болями в школе он учился с большими перерывами и среди товарищей слыл довольно туповатым. Он избегал шумных игр и спортивных турниров. Его тётка вспоминала: «Он редко вставал рано, но в течение нескольких часов занятий успевал сделать больше, чем обыкновенные люди делают за несколько дней».

Он был тихим, болезненным, начитанным, пытливым, наблюдательным, аккуратным человеком, который любил размышлять и мастерить.

Происхождение не позволяло ему стать простым мастером, отсутствие навыков предпринимателя мешало заняться торговлей.

В 19 лет Уатт отправился в Лондон. Двенадцать дней верхом добирался он до столицы. Поступил учеником в мастерскую, изготовлявшую навигационные инструменты. Он работал очень много. Как писал его биограф, за год ученичества он едва ли более двух раз гулял по лондонским улицам.

Вернувшись в Глазго, он становится мастером - инструментальщиком при университете.

Дж. Уатт был ключевой фигурой в промышленной революции, но он не был первым человеком, который изобрёл паровую машину. Подобное устройство было описано Героном Александрийским в первом веке. В 1698 г. Томас Сейвери запатентовал паровую машину, которую использовал для откачки воды. В 1712 г. англичанин Томас Ньюкомен запатентовал улучшенную конструкцию машины. Но его машина обладала такой низкой производительностью, что её использовали только для откачки воды из угольных шахт.

В истории изобретения паровой машины решающий шаг был сделан Уаттом. Он начал с усовершенствования машины Ньюкомена и, работая в этом направлении, пришёл к созданию паровой машины непрерывного действия. Патент на своё изобретение Уатт взял в 1784 г. В его машине рабочий ход совершался уже не под действием атмосферного давления, а под действием пара, который впускался в цилиндр то с одной, то с другой стороны поршня.

Дальнейшее конструктивное усовершенствование паровой машины пошло быстрыми темпами. Начиная с 80- ых годов паровая машина стала вытеснять водяной двигатель.

Сам Дж. Уатт считал своим высшим научным достижением изобретение спрямляющих механизмов, а не регулятор, который носит теперь его имя и является краеугольным камнем теории автоматического управления.

Уатт изобрёл пять способов превращения возвратно - поступательного движения во вращательное. Один из них - замена кривошипно-шатунного механизма зубчатой передачей - был очень важным изобретением. Другой до сих пор называют параллелограммом Уатта.

Уатту принадлежат и такие важные изобретения, как первый в мире паровой молот и паровое отопление. Он сконструировал и несколько счётных машин, копировальных прессов и др. Уатт любил литературу, владел несколькими иностранными языками.

Он был нежнейшим отцом, но в семейной жизни он вряд ли был счастлив. Жену он похоронил, когда ему было 37 лет. Женившись второй раз, он оказался под каблуком у новой хозяйки дома.

       Первой женой Джеймса Уатта была его родственница Маргарита Милер. Их семейное счастье было недолгим. Вернувшись однажды из поездки, он не застал жену - она умерла. Оставшиеся маленькие дети требовали ухода, и через некоторое время Уатт женился во второй раз. Вторую его жену преследовала мания чистоты. Она не терпела грязных рук Джеймса, его кожаного передника. Уатт перебрался со своей мастерской этажом выше, чтобы быть недосягаемым для её метёлки и ведра с водой. Даже собачки не решались переступить порог комнаты, пока им не помоют лапки. Когда жена ложилась спать, а супруг не следовал её примеру, она велела слуге тушить в его комнате свечи, даже если у Уатта были гости. Суровый домашний режим заставлял Уатта целыми днями сидеть в своей конуре и самому готовить скромный обед.

Первым значительным усовершенствованием паровой машины, которое Уатт запатентовал в 1769 г., была изолированная камера для конденсации. Он также изолировал паровой цилиндр, а в 1782 г. изобрёл машину двойного действия. Производительность машины была увеличена более чем в четыре раза.

Сам Уатт не обладал деловой жилкой и в 1775 г. он вступил в деловое сотрудничество с Мэтью Баултоном, инженером и хорошим бизнесменом. За 25 лет их фирма произвела большое количество паровых машин и оба партнёра стали очень богатыми людьми.

Паровая машина явилась источником энергии для заводов, она нашла много других применений. В 1783 году маркиз Жоффруа Д'Аббан с успехом использовал паровую машину для приведения в движение судов. В 1804 году Ричард Тревитик построил первый локомотив. Ни одна из первых моделей не имела коммерческого успеха. Но за несколько десятков лет пароходу и железной дороге предстояло коренным образом изменить всю систему водного и наземного транспорта.

Изобретательскую деятельность Уатт закончил в 1785 году.

В последние годы жизни Уатт был близок с известным писателем Вальтером Скоттом, который искренне восхищался разнообразием познаний своего друга.

Его старость была одинокой. Из шести детей пережил отца лишь один старший сын. В конце жизни Уатт много путешествовал. К старости здоровье его значительно улучшилось, он забыл о головных болях. Голова была всегда свежей и ясной, а тело бодрым. Почувствовав однажды лёгкое недомогание, он понял, что пришёл его час. Смерть он встретил спокойно, с сознанием выполненного перед потомками долга.

Уатту довелось ещё при жизни увидеть победное шествие своего изобретения по всем странам. Окружённый уважением и славой, он прожил последние годы своей жизни в спокойствии и достатке.

Умер Уатт 19 августа 1819 года. Ему были воздвигнуты памятники в Хэндсворте, Глазго и Вестминстерском аббатстве. На памятнике Джеймсу Уатту написано: «Увеличил власть человека над природой». Так современники оценили деятельность знаменитого английского изобретателя.

По значимости достижений современники сравнивали его с Архимедом. В 1932 г. в Англии была учреждена Золотая медаль его имени за крупные успехи в области машиностроения.

На II Международном конгрессе электриков в 1889 г. "лошадиная сила" была ликвидирована и введена единица мощности Ватт.

Рассказывают, что …

• Когда Дж. Уатт продвигал на рынке свою паровую машину, ему потребовалось наглядно представить её преимущество над традиционными источниками энергии. Он рассчитал, сколько в среднем поднимает груза в минуту обычная лошадь, приводя в действие водяной насос, и обозначил эту единицу мощности как лошадиную силу. Мощность паровых машин, выраженная в лошадиных силах, обозначала, во сколько раз машина эффективнее лошади.