Энергетика. Яркий пример такового «интернационального сотрудничества» — создание паровой турбины Меж трамваем и автобусом

История техники полна примеров, когда изобретатели из различных государств независимо друг от друга работали над решением общей задачки. Яркий пример такового «интернационального сотрудничества» — создание паровой турбины. Первый принципиальный шаг в разработке нового технического средства, потеснившего паровую машинку, сделал шведский инженер Карл Густав Патрик Лаваль (1845—1913). По происхождению он был французом, однако его предки ещё в XVI в. уехали из Франции в Швецию, спасаясь от религиозных преследований. Благодаря острому уму и незаурядным возможностям Лаваль сходу после окончания в 1872 г. Упсальского института искрометно защитил докторскую диссертацию. Первые его изобретения — усовершенствования в химической и горнорудной разработках. За эти изобретения инженер получил несколько 10-ов патентов. В 1878 г. Лаваль сконструировал молочный сепаратор (от лат. separator — «отделитель»). Принцип работы устройства прост. Емкость с молоком должна вращаться со скоростью более сто об/с. Центробежная сила будет отбрасывать к стенам ёмкости воду, более лёгкий жир соберётся в центре, в итоге сливки и обезжиренное (снятое) молоко разделятся. Но как получить подходящую скорость? В поисках ответа на этот вопросец 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 возникло применяемое до реального времени сопло Лаваля (патент 1889 г.). Это важное открытие изобретатель сделал, быстрее, интуитивно; пригодилось ещё несколько 10-ов лет, чтобы теоретики доказали, что сопло конкретно таковой формы даёт наилучший эффект. Последующий шаг в разработке турбин сделал изобретатель из Великобритании Чарлз Алджернон Парсонс (1854— 1931). Когда Лаваль уже работал над созданием турбины, Парсонс ещё учился в Кембриджском институте. Он, как и положено представителю аристократического рода (его отец, лорд Росс, был известным астрологом и публичным 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. При помощи турбины стало может быть вырабатывать электричество, и это сходу повысило энтузиазм общества к паровым турбинам. В результате 15-летних изысканий Парсонс создал более совершенную по тем временам реактивную многоступенчатую турбину. Он сделал несколько изобретений, повысивших экономичность этого устройства (доработал конструкцию уплотнений, методы крепления лопаток в колесе, систему регулирования числа оборотов). Скоро французский учёный Огюст Рато (1863—1930), обобщив уже имевшийся опыт, создал комплексную теорию турбомашин. Он разработал оригинальную многоступенчатую турбину, которая с успехом демонстрировалась на Глобальной выставке, проходившей в столице Франции в 1900 г. Для каждой ступени турбины Рато рассчитал наилучшее падение давления, что обеспечило высокий общий коэффициент полезного деяния машинки. С 1900 г. популярная 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. Потому турбины Кертиса отличались наименьшими размерами более надёжной конструкцией. Одна из основных областей внедрения паровых турбин — двигательные установки кораблей. Первое судно с паротурбинным движком — «Турбиния», — построенное Парсонсом в 1894 г., развивало скорость до 32 узлов (около 59 км/ч). С 1900 г. турбины начали устанавливать на миноносцах, а опосля 1906 г. все огромные военные корабли оснащались турбинными двигателями. В том же, 1906 г. на воду были спущены два больших пассажирских трансатлантических лайнера с турбинными установками — «Лузитания» и «Мавритания».

Троллейбус (от англ. trolley — «контактный провод», «роликовый токоприёмник» и bus — «автобус») был сотворен в Германии в 1882 г. А обширное распространение этот вид безрельсового транспорта получил лишь в тридцатых гг. XX в., когда была усовершенствована система токоприёмника и возникли асфальтированные дороги. В СССР первый троллейбус пустили по Москве в 1934 г. Мощность мотора современного троллейбуса добивается 120 кВт, скорость — 70 км/ч. В конструкции троллейбуса смешиваются преимущества автобуса и трамвая. От первого он взял мягкие пневматические шины, что дозволяет ездить фактически бесшумно по обычной дороге, а от второго — электрический движок, не дающий ни гари, ни копоти, ни вредных выхлопных газов. Питается мотор электроэнергией от контактной сети. Вдоль маршрута натянуты два навесных (троллейных) провода; по ним скользят два токоприёмника («рожки»), по которым и поступает электроэнергия. У первых троллейбусов токоприёмники заканчивались роликами, катившимися сверху проводов; позже ролики заменили на пластинки, прижатые к проводам снизу. Принцип торможения у троллейбуса тот же, что и у трамвая. Стройку троллейбусной линии стоит намного дешевле, чем прокладка трамвайных путей. В Крыму даже действует единственная в мире междугородная троллейбусная линия Ялта — Симферополь. Но, невзирая на все достоинства этого вида общественного транспорта, сохранился он в основном на местности бывшего СССР и в Швейцарии. Существует также и троллейвоз — грузовой троллейбус. Его грузоподъёмность — от 5 до 25 т. Разновидность троллейвоза — дизель-троллейвоз (имеет электродвигатель и дизель). Эта машинка «всеядна» и универсальна: там, где есть контактная сеть, троллейвоз идёт на электрическом ходу, а где кончаются провода — на дизеле.