|
История
техники полна примеров, когда изобретатели из разных стран независимо
друг от друга работали над решением общей задачи. Яркий пример такого
«международного сотрудничества» — создание паровой турбины.
Первый важный шаг в разработке нового технического средства,
потеснившего паровую машину, сделал шведский инженер Карл Густав Патрик
Лаваль (1845—1913). По происхождению он был французом, но его предки
ещё в XVI в. уехали из Франции в Швецию, спасаясь от религиозных
преследований. Благодаря острому уму и незаурядным способностям Лаваль
сразу после окончания в 1872 г. Упсальского университета блестяще
защитил докторскую диссертацию. Первые его изобретения —
усовершенствования в химической и горнорудной технологиях. За эти
изобретения инженер получил несколько десятков патентов. В 1878 г.
Лаваль сконструировал молочный сепаратор (от лат. separator —
«отделитель»). Принцип работы устройства прост.
Емкость с молоком должна вращаться со скоростью более 100 об/с.
Центробежная сила будет отбрасывать к стенкам ёмкости воду, более
лёгкий жир соберётся в центре, в результате сливки и обезжиренное
(снятое) молоко разделятся. Но как получить нужную скорость? В поисках
ответа на этот вопрос учёный и изобрёл паровую турбину. В 1889 г. она
была построена. Паровая турбина Лаваля представляет собой колесо с
лопатками. Струя пара, образующегося в котле, вырывается из трубы
(сопла), давит на лопасти и раскручивает колесо. Экспериментируя с
разными трубками для подачи пара, конструктор пришёл к выводу, что они
должны иметь форму конуса. Так появилось применяемое до настоящего
времени сопло Лаваля (патент 1889 г.). Это важное открытие изобретатель
сделал, скорее, интуитивно; понадобилось ещё несколько десятков лет,
чтобы теоретики доказали, что сопло именно такой формы даёт наилучший
эффект. Следующий шаг в разработке турбин сделал изобретатель из Англии
Чарлз Алджернон Парсонс (1854— 1931). Когда Лаваль уже работал над
созданием турбины, Парсонс ещё учился в Кембриджском университете. Он,
как и положено представителю
аристократического рода (его отец, лорд Росс, был известным астрономом
и общественным деятелем), получил разностороннее образование.
Заниматься турбинами начал в 1881 г., а уже спустя три года ему выдали
патент на собственную конструкцию: Парсонс соединил паровую турбину с
генератором электрической энергии. С помощью турбины стало возможно
вырабатывать электричество, и это сразу повысило интерес общества к
паровым турбинам. В результате 15-летних изысканий Парсонс создал
наиболее совершенную по тем временам реактивную многоступенчатую
турбину. Он сделал несколько изобретений, повысивших экономичность
этого устройства (доработал конструкцию уплотнений, способы крепления
лопаток в колесе, систему регулирования числа оборотов).
Вскоре французский учёный Огюст Рато (1863—1930), обобщив уже имевшийся
опыт, создал комплексную теорию турбомашин. Он разработал оригинальную
многоступенчатую турбину, которая с успехом демонстрировалась на
Всемирной выставке, проходившей в столице Франции в 1900 г. Для каждой
ступени турбины Рато рассчитал оптимальное падение давления, что
обеспечило высокий общий коэффициент полезного действия машины.
С 1900 г. известная компания «Вестингауз» начала выпуск турбин новой системы
американского изобретателя Гленна Кертиса (1879—1954). В его машине скорость вращения
турбины была ниже, а энергия пара использовалась полнее. Поэтому турбины Кертиса
отличались меньшими размерами и более надёжной конструкцией.
Одна из главных областей применения паровых турбин — двигательные установки кораблей.
Первое судно с паротурбинным двигателем — «Турбиния», — построенное Парсонсом в 1894
г., развивало скорость до 32 узлов (около 59 км/ч). С 1900 г. турбины начали устанавливать на
миноносцах, а после 1906 г. все большие военные корабли оснащались турбинными
двигателями. В том же, 1906 г. на воду были спущены два крупных пассажирских
трансатлантических лайнера с турбинными установками — «Лузитания» и «Мавритания».
| 
