Развернуть

24.07.202119:22ссылка50.6

Serhio72

Омнибус Уильяма Черча, 1833 г.

Американский изобретатель Уильям Черч (1778–1863 гг.) изобрел в начале XIX века паровое трехколесное транспортное средство.В проспекте компании описывалось, что это транспортное средство имеет двигатель мощностью 60 л.с. и достаточно мощное, чтобы перевозить 15 тонн со скоростью 15 миль в час.В Музее науки есть гравюра Джози Аллена, которая изображает Омнибус, как большое трехколесное транспортное средство с пассажирскими отсеками спереди и сзади, похожее на обычные кузова дилижанса, с сиденьями наверху и водителем, сидящим высоко впереди за рулём. Центральная часть содержала механизмы и двигатель. Омнибус в итоге был построен и работал, совершая рейсы между Лондоном и Бирмингемом, согласно сохранившимся оригиналам проездных билетов для пассажиров.

Развернуть

07.09.202011:14ссылка16.9

Minusman

Развернуть

19.08.202012:58ссылка15.9

4lenodevka

Личная железная дорога 🙂

Неутомимый железнодорожник продолжает радовать своим мастерством.
Теперь его ЖД значительно выросла в размере и оснащена пассажирскими вагонами.

Развернуть

05.05.202020:46ссылка2.9

4lenodevka

Железная дорога на даче 🙂

Один неунывающий любитель железных дорог создал у себя на даче микро ЖД, со всеми атрибутами типа стрелок и мостов.

А в комплекте к этому целый микро-паровоз.

Развернуть

10.10.201922:09ссылка52.9

npocto33

Развернуть

29.05.201911:49ссылка72.6

spiritofhemp

http://www.rosbalt.ru/world/2018/03/25/1691344.html
В США сторонник теории о том, что Земля плоская, сконструировал космическую ракету и взлетел на ней.

Ракета на паровом двигателе запустили в пустыне Мохаве. Самодельное устройство поднялось на высоту почти 600 м и внезапно начало падать, передает Meduza.

«Космонавт», которого уже прозвали «безумным», получил незначительные травмы.
Он заявил, что построит такую ракету, чтобы можно было подняться на несколько тысяч метров и сфотографировать «земной диск».

Развернуть

25.03.201820:53ссылка8.1

Brenwen

Паровой двигатель Тауэра

Вместо привычного нам цилиндра в этой паровой машине была сфера. Полая сфера, внутри которой все и происходило.

В сфере вращался и колебался диск, на каждой из сторон которого «перекидывались» туда-сюда четвертинки шара. Как видите, на словах это объяснить невозможно, поэтому гифка:

Красные стрелки — подача свежего пара, синие — выпуск отработанного.

Валы размещались под углом 135 градусов друг к другу. Пар через отверстие в четвертинке поступал под прижатую к диску плоскость, расширялся (производя полезную работу) и после поворота четвертинки выходил через то же отверстие. Четверти, таким образом, выполняли функции клапанов подачи/удаления пара. Болтающийся диск делал то, что в обычной паровой машине делает поршень. А кривошипно-шатунного механизма не было вовсе, потому не надо было преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное.
Главный узел:

Пока по одну сторону четвертинки происходил рабочий ход (расширение пара), по другую ее сторону производился холостой ход (выпуск отработанного пара). По ту сторону диска происходило то же самое со сдвигом по фазе на 90 градусов. Из-за взаимного положения четвертинок диску придавалось вращение и колебания.

По сути, это была карданная передача с внутренним источником энергии. Зеленый диск-крестовина карданной передачи совершает такие же вращательно-колебательные движения:

Вращение передавалось на два вала, выходящие из мотора. Снимать энергию можно было с обоих, но на практике, судя по рисункам, для привода использовали один.

Как отмечал французский журнал «La Nature» 1884-го года, сферический двигатель допускал повышенные по сравнению с поршневыми собратьями скорости вращения и, следовательно, хорошо подходил в качестве привода электрогенератора.
Двигатель обладал низкими уровнями шума и вибрации и был очень компактен. Мотор с внутренним диаметром шара 10 см и частотой вращения 500 об/мин при давлении пара 3 атм выдавал 1 лошадиную силу, при 8,5 атм — 2,5 л. с. Самая же большая модель диаметром 63 см обладала мощностью в 624 «лошадки».

Но. Сферический мотор был сложен в изготовлении, требовал больших расходов пара. Он выпускался и некоторое время реально эксплуатировался в качестве привода генераторов в британском флоте и на железных дорогах Great Eastern Railway (устанавливался на паровой котел и служил для электроосвещения вагонов). Однако из-за указанных недостатков не прижился.

Развернуть

30.08.201608:52ссылка59.4

TO-HA

Посмотрите на котел «La Marquise» поближе:

Развернуть

24.02.201619:45ссылка1.2

В этом разделе мы собираем самые смешные приколы (комиксы и картинки) по теме паровой двигатель (+13 картинок, рейтинг 285.1 — паровой двигатель)

Как джеймс уатт создавал паровой двигатель

Содержание

1. Паровая машина Уатта
2. Вспомнить Герона
3. Модель Папена
4. «Друг рудокопа»
5. Двигатель Ньюкомена
6. Паровая революция
7. Машина широкого спроса
8. Двойной пар
9. Поршень крутит колесо
10. Полная автоматизация
11. Развитие идеи
12. Уатт и паровой двигатель
13. Однотактное чудо
14. Задавая вопросы
15. Сокращая расходы на топливо
16. Пар завоевывает мир
17. Век пара
18. Победители и проигравшие
19. На смену пару
20. vova_91
21. Всё самое интересное в одном журнале
22. Джеймс Уатт
23. Фото Все
24. Видео Все
25. Джеймс Уатт — биография
26. Детство
27. Образование
28. Изобретательство
29. Личная жизнь
30. Смерть
31. Ссылки
32. Видео

Паровая машина Уатта

Главным двигателем в разных отраслях производства веками оставалось водяное колесо. Но этот двигатель требовал располагать предприятия у рек и для запуска нуждался в дорогостоящих подготовительных работах. Мощность водяных колёс, зависевшую от силы реки, было трудно контролировать: ведь как в засуху, так и при наводнении — двигатель мог встать. Нужда в мощном, дешёвом, легкоуправляемом двигателе, который можно установить в любом месте, привела к созданию паровых машин.

Вспомнить Герона

«Праотцами» паровой машины можно считать два творения Герона Александрийского — поршневый насос и эолипил, в котором сила пара использована как источник энергии. Идею эолипила развил итальянский инженер Джованни Бранка, создав в 1629 г. первую паровую турбину, схожую с водяным колесом, но вращаемую не потоком воды, а давлением струи пара.

Двигатель Бранка был слишком слаб для промышленного использования — мощи паровой струи, поступающей из кипящего котла с водой, не хватало для раскручивания большого колеса. Поршневые насосы в XVI-XVIII вв. широко использовались для откачки грунтовых вод из глубоких шахт и приводились в движение водяным колесом (гидравлическим двигателем). Английский изобретатель Эдвард Сомерсет объединил идею поршня и использование пара в качестве рабочего тела (источника энергии) и в 1655 г. построил паровой насос для подъёма воды на стену замка. Но в те годы его идея не нашла поддержки.

Модель Папена

Серия научных открытий XVII- XVIII вв., познакомившая человечество с воздействием атмосферного давления, свойствами вакуума и расширением объёма тел при нагревании, дала пищу умам конструкторов, стремившихся создать новые типы двигателей. Опираясь на накопленные знания и конструкторский опыт предшественников, французский изобретатель Дени Папен в 1680 г. создал первую модель паровой машины. Рабочий поршень его машины, поднятый паром, образованным в рабочем цилиндре, опускаясь под давлением атмосферы, с помощью системы блоков поднимал груз. Так модель Папена показывала возможность практического применения силы пара.

«Друг рудокопа»

В 1698 г. английский инженер Томас Севери получил патент на «друга рудокопа» — паровой насос для откачки воды из шахт. Всю работу «друга» выполнял пар — там даже не было поршня. Севери, в отличие от Папена, стал производить пар в паровом котле, отделённом от рабочей части машины. Но для действия машины приходилось каждый раз охлаждать паровой котёл, и тепло, на создание которого тратился уголь в нагревательной печи, уходило в воздух.

Турбина — вращающийся (ротационный) двигатель, преобразующий энергию рабочего тела (воды, пара, газа) в механическую работу.Конденсация — переход вещества из газообразного состояния в жидкое. После конденсации пар становится водой.

Двигатель Ньюкомена

Английский кузнец, изобретатель-самоучка Томас Ньюкомен, объединив идеи Папена и Севери, в 1711 г. создал машину, в которой пар охлаждался не в котле, а в рабочем цилиндре, сберегая больше тепла и делая процесс непрерывным. Ньюкомен назвал своё детище «пароатмосферным двигателем», т. к. поршень поднимал пар, а опускало его давление атмосферы. Двигатель Ньюкомена приводил в движение коромысло с поршнем насоса, откачивавшего воду из шахты.

Машина потребляла много угля, а полезную работу поршень совершал только при опускании. Но владельцы шахт, не испытывая недостатка в угле, уже к 1733 г. купили 110 машин Ньюкомена.

Паровая революция

Изготовление поршня и цилиндра для паровой машины требовало высокой точности в подгонке деталей, чтобы пар не прорывался в зазоры между ними, грозя обварить окружающих. Для массового производства паровых машин создали высокоточные станки, которые упростили производство и всех других станков — началась цепная реакция развития машиностроения. Машины Уатта внедрялись во все отрасли производства и ставились в любом месте, что позволило перенести промышленные центры в города, где было достаточно рабочей силы. Так создание одной машины сразу подняло на новый уровень всё производство, переведя «машинную революцию» в революцию промышленную. С начала XIX в. варианты паровых машин служили и двигателями для транспорта.

Машина широкого спроса

В 1763 г. шотландскому инженеру Джеймсу Уатту пришлось чинить одну из машин Ньюкомена, и он обнаружил в ней много недочётов. Так, при запуске пара в охлаждённый водой цилиндр часть его тепла тратилась не на работу, а на повторный нагрев цилиндра. Но если держать цилиндр постоянно нагретым, как конденсировать пар? И тогда Уатт понял, что для создания вакуума в рабочем цилиндре можно просто откачать из него пар и отвести его охлаждаться в отдельный резервуар — в конденсатор, а оттуда вернуть воду обратно в котёл, замкнув цикл работы машины. В 1769 г. Уатт запатентовал свой пароатмосферный двигатель, который стал первой машиной, широко используемой в производстве.

Двойной пар

В 1770-х гг. Уатт повысил мощность парового двигателя, заменив давление атмосферы на поршень давлением пара. Теперь пар в рабочий цилиндр подавался с двух сторон рабочего поршня, и поднимая, и опуская его. Патент на машину с цилиндром двойного действия Уатт получил в 1776 г. Это был уже не пароатмосферный, а паровой двигатель.

Поршень крутит колесо

Поршни машины Уатта 1765-1776 гг. совершали лишь одно рабочее движение (вниз) и работали рывками. В разработке системы передачи, переводящей прямолинейное движение поршня во вращательное движение рабочего колеса-маховика Уатта опередил некий Пикар, рабочий его завода. Он изобрёл удобный кривошипно-шатунный механизм, передающий движение от поршня к маховику. Теперь, вращая маховик, поршень совершал полезную работу при движении и вниз, и вверх — энергия двигателя стала использоваться полностью. Снабжённые колёсами машины Уатта нашли спрос как двигатели для мельниц, прядильных и ткацких станков, дисковых пил на лесопилках и пр.

Полная автоматизация

Работу первых двигателей Уатта приходилось контролировать. Надо было следить, чтобы машина работала равномерно, не развивая слишком большую мощность, для замедления вращения маховика или качания коромысла время от времени приходилось прикрывать клапан подачи пара. Также вручную открывались и закрывались клапаны подачи и отвода пара из главного цилиндра. В машине 1784 г. Уатт автоматизировал оба эти процесса: регулятор подачи пара он изобрёл сам, а в автоматизации парораспределения Уатту помог его сотрудник, механик Уильям Мердок, придумавший золотник — устройство, направляющее поток пара.

Развитие идеи

Успех первой пароатмосферной машины принёс Уатту и славу, и деньги на продолжение работы. Он поставил перед собой несколько задач по усовершенствованию своей машины: повысить мощность, использовать для выполнения полезной работы не только опускание поршня, но и его подъём, а также полностью автоматизировать управление машиной.

Источник

Уатт и паровой двигатель

«Мне нужен источник энергии получше, — горячился Мэтью Болтон. — Такой, чтоб не уставал, как лошади, и чтоб работал эффективно. » Его мечта сбылась после встречи с Джеймсом Уаттом. На свет появился паровой двигатель.
Пар привел в движение машины, совершившие промышленную революцию. Появились первые поезда и пароходы. С тех пор жизнь людей очень изменилась.

Однажды в 1764 году в шотландском городе Глазго в мастерскую принесли для починки модель парового двигателя. Это была миниатюрная модель двигателя Ньюкомена из коллекции научных экспонатов местного университета. Мастерская принадлежала Джеймсу Уатту — научному консультанту университета, которому в то время было 28 лет.

Однотактное чудо

Джеймс Уатт (1736-1819) произвел переворот в технике, сконструировав первый паровой двигатель с теплообменником

Двигатель Ньюкомена был изобретен примерно пятьюдесятью годами раньше и использовался для откачки воды в горнодобывающих шахтах. По сравнению с ранним паровым насосом этот двигатель был более совершенным, но он работал неэффективно. Он потреблял очень много топлива и сотрясал все вокруг.
Эти недостатки не очень важны, если использовать двигатель на угольной шахте: тут сколько угодно дешевого угля и никому не мешает тряска. Но у других возможных потребителей у кого не было дешевого топлива и кому требовалось, чтобы двигатель работал ровно, эта конструкция интереса не вызывала.

Задавая вопросы

Джеймс Уатт починил университетскую модель двигателя. Он в первый раз видел двигатель Ньюкомена и изучил его с большим интересом. Почему он такой неэффективный? Почему движение сопровождается такой тряской? Почему он потребляет столько угля?

Двигатель Ньюкомена был одноцилиндровым. Внутри цилиндра двигался поршень, соединенный с балансиром, который приводил в движение насос. Пар из котла попадал в цилиндр снизу и заставлял подниматься поршень, а тот, в свою очередь,— балансир. Затем в цилиндр подавалась холодная вода — пар конденсировался,давление, падало, и поршень опускался. Каждый раз, когда внутрь поступает холодная вода, пар конденсируется, и топливо, затраченное на то, чтобы произвести этот пар, пропадает напрасно. Для очередного подъема поршня нужен новый пар — значит, нужно снова нагревать котел, расходуя дополнительное топливо.

Сокращая расходы на топливо

Решение, предложенное Уаттом, заключалось в следующем: надо добавить второй цилиндр, называемый теплообменником, и соединить его с первым. Отработанный пар будет конденсироваться в теплообменнике, а первый цилиндр будет все время оставаться горячим — это сэкономит количество потребляемого топлива. На деле оказалось, что двигатель Уатта расходует лишь четверть того количества топлива, которое требовалось раньше.

Джеймс Уатт был ученым и изобретателем, а не бизнесменом. Если бы не Мэтью Болтон, замыслы Уатта так бы и остались в чертежах. Появившийся на свет при финансовой поддержке Болтона теплообменник был только первым вкладом Уатта в конструкцию паровой машины, за которым последовали другие. Промышленная революция свела вместе изобретателей, у которых были интересные идеи, и деловых людей, у которых были капиталы, чтобы воплотить эти идеи в конкретные дела, приносящие доход.

Его идеи не сразу принесли ему славу и богатство. Подобно многим другим изобретателям, Уатт не мог найти денег, чтобы воплотить свои замыслы в жизнь. Прошло двенадцать лет, прежде чем был продан первый из его двигателей. В 1776 году Уатт стал партнером бирмингемского промышленника Мэтью Болтона (1728—1809), и Болтон помог ему наладить производство паровых машин.

И это было только начало. Уатт продолжал улучшать и совершенствовать механизм и наконец изобрел способ преобразовывать поступательное движение поршня во вращательное.

Пар завоевывает мир

Паровая машина Ньюкомена, впервые установленная в 1712 году.

Это был настоящий прорыв. Вращательное движение могло найти гораздо более широкий круг применений. От коленчатого вала можно при помощи приводных ремней передать движение на ткацкие и другие станки. Теперь пар мог заставить крутиться колеса самодвижущихся экипажей.

Первые попытки использовать пар для создания новых средств передвижения были предприняты в 70-х годах XVIII века. Эти машины передвигались по дорогам, но пройдет немного времени, и люди найдут другое применение паровому двигателю— железные дороги. Уатт дожил до 1819 года и мог увидеть начало промышленной революции, которую подтолкнуло его изобретение, но он не дожил шести лет до начала эры железных дорог.

Век пара

К середине XIX столетия всю промышленность «двигал пар». Теперь все, от тканей до пушек, производили с помощью паровых машин. Паровозы тянули поезда; даже оборудование для строительства железных дорог оснащалось паровыми двигателями. И на море парус постепенно сдавал свои позиции паровой машине.

Однако промышленная революция заключалась не только в изменении технологии производства, хотя это и было важно. Строительство новых машин и фабрик требовало денег, которые надо было заплатить задолго до того, как фабрики начнут приносить прибыль. Точно так же, как Уатту для финансовой поддержки его замыслов был нужен Болтон, для успеха промышленной революции нужны были богатые люди, готовые вложить свои деньги в дело.
Промышленная революция стала также революцией капиталистической. Начали основываться компании, банки поспешили вкладывать деньги в промышленность, появились деловые люди, зарабатывающие на жизнь тем, что сводили вместе научные идеи и капиталы.

Французский военный инженер Жозеф Кюньо построил повозку, приводимую в движение паром, около 1771 года. Она могла ехать со скоростью 3,6 км/ч и при этом везти четырех человек.

Победители и проигравшие

А что же стало с простыми людьми, которые не были ни изобретателями, ни банкирами, ни капиталистами? Паровой двигатель изменил жизнь многих из них. В XVIII веке ткани, например, производились в небольших мастерских на оборудовании, приводившемся в движение вручную. Очень часто в мастерской работала одна семья. На новых фабриках ткани стали делать на станках, работающих от парового двигателя. Работа была несложная и не требовала большого умения, поэтому рабочих-мужчин заменили женщины и даже дети.

Появилось много новых рабочих мест, но труд на фабриках был изматывающим и монотонным. Люди начали стекаться в большие промышленные города, где им приходилось жить в ужасной тесноте и дышать отравленным воздухом, потому что фабричные трубы изрыгали тучи дыма и копоти. В то же время промышленности требовалось все больше и больше угля, шахтерам приходилось опускаться все глубже под землю, и их труд становился все опаснее.

Эпоха паровых машин закончилась в 50-х годах нашего века. Она длилась больше 150 лет. Сегодня промышленность работает на электричестве. Больше нет пароходов, а топливом для машин и поездов служит нефть. Но огромные изменения, происшедшие за последние два века, были начаты Джеймсом Уаттом и его паровым двигателем.

Не все эти изменения были к лучшему. Соперничество между промышленными державами привело в XX веке к двум мировым войнам. До сих пор существует гигантская пропасть между промышленно развитыми странами и остальным миром. Миллионы людей, работающих на фабриках, хотели бы иметь возможность зарабатывать себе на жизнь как-нибудь по-другому. Когда Джеймс Уатт усовершенствовал двигатель Ньюкомена, он положил начало тем изменениям, что неузнаваемо преобразили облик мира.

Источник

vova_91

Всё самое интересное в одном журнале

Фото: Wikimedia Commons

Выдающийся шотландский инженер, изобретатель-механик Джеймс Уатт, труды которого положили начало промышленной революции сначала в Англии, а затем и во всем мире.

В полном смысле этого слова Джеймс Уатт не был первым человеком, который изобрел паровую машину. Подобное устройство было описано Героном Александрийским в I веке н.э. Реальная паровая турбина была изобретена намного позже, в средневековом Египте, арабским инженером XVI века, который предложил метод вращения вертела силой потока пара, направляемого на лопасти, закрепленные по ободу колеса. Джеймс Уатт изобрел универсальную паровую машину, усовершенствовав паровую машину Ньюкомена, которую во времена Уатта использовали для откачки воды из угольных шахт. Первым таким значительным новшеством стала изолированная камера для конденсации: Джеймс Уатт зарегистрировал патент на свое изобретение в 1769 году. При этом в документе значилось, что он изобрел не новую паровую машину, а паровой двигатель, температура которого всегда равнялась температуре пара. Следующее усовершенствование было направлено на то, чтобы заставить поршень в цилиндре совершать полезную работу не за счет атмосферного давления, а с помощью давления пара. Позднее он также изолировал паровой цилиндр, а в 1782 году изобрел машину двойного действия, которая позволила увеличить производительность паровой машины в четыре раза, что дало 75% экономию в себестоимости угля. В дополнение к другим различным усовершенствованиям паровой машин Уатт также изобрел центробежный регулятор, при помощи которого осуществлялся автоматический контроль за скоростью машины, манометр и дроссельный клапан.

Мастерская Джеймса Уатта Фото: Frankie Roberto/Wikimedia Commons

В 1780 году Уатт изобрел и запатентовал портативный копировальный пресс, который состоял из коробки, в которой были отделения для карандашей, ручки, линейки и бумаги, а также специальный отсек для копировальной бумаги. В металлизированной коробке был запас краски и воды на 24 листа копирования. Для зажима листа оригинала использовалась металлическая крышка. До начала работы копировальные листы 12 часов выдерживались в специальном составе. Фактическое копирование производилось поворотом ручки аппарата, вращавшей два латунных валика, расположенных в нижней части корпуса. Оригинал документа помещался на копировальную пластину между подъемными крышками. Его прижимали к влажной копировальной бумаге для получения оттиска, и, таким образом, на копировальных листах получалась зеркальная копия документа, которая после 24 часов сушки была готова к использованию. Компания, основанная Уаттом, выпускала подобные машины до конца XIX века, ее использовали в своей работе такие известные люди, как Бенджамин Франклин, Джордж Вашингтон и Томас Джефферсон.
В преклонных годах изобретатель также трудился над машиной для копирования скульптурных произведений, эйдографом — механическим приспособлением, позволяющим с высокой точностью копировать барельефы, медальоны, статуи и прочие вещи самой сложной формы.

Механизм, изобретенный Уаттом в 1784 году для придания поршню паровой машины прямолинейного движения. Параллелограмм состоит из двух горизонтальных рычагов, шарнирно прикрепленных к концам вертикального рычага, который закреплен в центре балки моста и имеет возможность вращения. За счет поворота вертикального рычага компенсируется неравномерность движения в поворотах. В наши дни используется на задней оси в некоторых автомобильных подвесках.

Паровая машина Уатта. Фото: Eclipse.sx/Wikimedia Commons

В качестве измерения мощности Уатт предложил использовать понятие «лошадиная сила». Эта единица измерения использовалась при большинстве расчетов до 1882 года, пока Британская ассоциация инженеров решила назвать единицу мощности именем Уатта — Ватт. Это был первый в истории техники случай присвоения собственного имени единице измерения.

Источник

Джеймс Уатт

Фото Все

Видео Все

Джеймс Уатт и паровая машина.

Джеймс Уатт и его паровая машина

Технические изобретения Промышленного переворота (рус.) Новая история

Джеймс Уатт — биография

Джеймс Уатт — гениальный шотландский инженер, механик, изобретатель. Его работы дали толчок к промышленной революции. Его именем названа единица мощности СИ— Ватт, он ввёл понятие первой единицы мощности — лошадиной силы. Ему принадлежит изобретение паровой машины двойного действия.

Шотландский инженер, член Лондонского королевского общества, член Парижской академии наук и член Эдинбургского королевского общества. Эти регалии принадлежат великому изобретателю, учёному Джеймсу Уатт. Благодаря его открытиям кардинально изменило развитие промышленности, не только в Великобритании, но и во всём мире.

Мужчины рода Уатт прославляли свою фамилию задолго до рождения Джеймса. Его прадед был известный землевладелец из Абердиншира. Принял участие в войне 1644-1647 годов на стороне ковенантеров. Во время одного из сражений он погиб. Все его земли, имущество, дом было конфисковано. А сын Томас, дед Джеймса, был вынужден переехать к родственнику, проживающего около Гринока.

Благодаря настойчивости и трудолюбию, он достиг уважения в обществе. Преподавал математику и мореходство, позже занял должность окружного судьи, являлся председателем церковного совета. Трудолюбие и тягу к знанию унаследовал его сын Джеймс, отец будущего всемирно известного изобретателя. Джеймс –старший был очень разносторонним человеком. Его любимым занятием было что-то мастерить руками. И его пристрастие переросло в бизнес. Он строил корабли, чинил различные механизмы, занимался морской торговлей. Его жена Агнес Мюрхед принадлежала к богатому роду, и была образованна.

Детство

Портрет Джеймса Уатта в детстве

Особо счастливым детство юного Джеймса назвать трудно. Почти год он провёл в четырёх стенах своей комнаты где самостоятельно изучал различные науки сам. Гулять вместе с детьми он не мог, единственным увлечением вне дома это была рыбалка.

Как-то присутствующий в гостях у Уаттов знакомый заметил, что Джеймс младший рисует что-то мелом на очаге, и возмутился говоря, что ребёнок попросту тратит время. Но отец ответил, что в начале нужно разобраться, что это за рисунки. Какого же было удивление взрослых, когда они поняли, что Джеймс пытается найти решение задачи Эвклида.

Немного повзрослев юный математик, увлекается астрономией и его начинают интересовать химические опыты. К тому времени отец передал ему своё самое главное богатство — умение работать руками. Позже знакомые его называли «мастер на все руки». В подарок от отца он получил столярные инструменты. И стал с упорством присущим всем Уатт, изготовлять различные устройства и механизмы, придуманные его отцом. По достижению возраста, он поступает в гимназию. Учит латынь, совершенствует свои знания в области математике.

Образование

Устроится официально нет финансовых возможностей, и он договаривается об обучении у мастера Моргана. Средств хватило на оплату только одного года. Он начинает с упорством осваивать профессию, и скоро он от изготовления самых простых линеек и циркулей, переходит к изготовлению более сложных инструментов. Ему подвластно сделать квадрант и сектор, теодолит. Всё это время он почти не покидает дом, так как на это просто нет времени. Живёт впроголодь.

Джеймс Уатт в молодости

По истечении года он вернулся в Шотландию. Джеймс поселяется у своего дяди в Глазго, и решает открыть своё дело. Начинает ремонтировать телескопы, октанты, барометры. Но союз ремесленников заставляет его прекратить работу, так как по сути у него не было должного образования. Но ему подворачивается счастливый случай. Его приглашают в университет Глазго для ремонта и настройки астрономических инструментов будущей обсерватории. Позже его назначат мастером научных инструментов при университете. Наступает долгожданное время, когда он стал достаточно зарабатывать на жизнь.

Архитектор и бизнесмен Джон Крейг в 1759 году приглашает Джеймса стать его партнёром. Совместно они организовали производство по изготовлению разных устройств и механизмов. Их совместная работа принесла ему полное избавление от нужды. Появившиеся средства позволили ему нанять себе помощников. Вместе они проработали ещё шесть лет, до самой смерти предпринимателя.

Изобретательство

Джон Робинсон, давний приятель Джеймса Уатта, заинтриговав его как – то вопросом по использованию пара в качестве двигательной энергии. Созданная пятьдесят лет назад паровая машина Ньюкомена использовалась только для откачки воды из шахт. За всё время её существования никто не пытался её как-то усовершенствовать. И Джеймс начинает исследование пара с нуля. Первые попытки создания новой паровой машины потерпели неудачу.

Паравая машина Джеймса Уатта

Но в 1763 году по просьбе профессора из университета он ремонтирует действующую паровую машину Ньюкомена. Он вносит в конструкцию много усовершенствований. Первую свою идею он запатентовал в 1769 году. Это изолированная камера для конденсата. Но создать полноценную машину он не может. Нужны деньги. Ему оказывают помощь Джозеф Блэк и Джона Роубака.

А через год это изобретение стало работать на предприятиях, к примеру эта машина была востребована на пивоварнях. Именно там и появилось понятие «лошадиная сила», так до появления этого механизма воду накачивали с помощью лошадей. Для точности эксперимента на одном пивоваренном заводе, хозяин в течении рабочей смены использовал одну самую выносливую лошадь. Джеймс выяснил, что она за час перегнала 75 кг воды. Это и стало единицей измерения мощности— лошадиная сила равняется 75 килограмм-силам на метр в секунду.

Первые созданные машины были очень громоздкие, и для них строили отдельное помещение. Но позднее Уатт модернизировал не только внутренние механизма агрегата, но и внешний вид.

В конце XVIII века значения разработанного двигателя оказалось по истине неоценимым вкладом в развитие промышленности и прогресса. По аналогии он создал копировальный пресс, который он запатентовал в 1780 году.

Копировальный пресс Джеймса Уатта

В 1800 году Джеймс Уатт уходит на пенсию, к этому времени уже закончился срок его патента, но это не значит, что великий изобретатель прекратил свои изыскания. Он ещё создаст эйдограф — прибор для «клонирования» скульптур, медальонов, сосудов и прочих предметов искусства.

Личная жизнь

В 1763 году состоялась свадьба, Уатт взял себе в жёны свою кузину Маргарет (Пегги) Миллер. В браке родилось 5 детей. При последних родах в 1772 году его жена умерла. Второй брак состоялся в 1777 году. Его избранницей стала Энн МакГрегор. У пары родилось ещё двое детей.

Смерть

Жизнь великого учёного закончилась 25 августа 1819 года. Он умер на 83 году жизни. Джеймс Уатт захоронен на кладбище возле церкви Святой Марии в Хэндсворте. На сегодняшний день церковь расширили и его захоронение находится под его сводами.

Память Джеймса Уатта увековечена памятником в Вестминстерском аббатстве. Великий изобретатель высечен сидящем, с бумагой и пером в руках.

Ссылки

Источник

Видео

Джеймс Уатт и паровая машина.

Джеймс Уатт и его паровая машина

Джеймс Уатт и паровая машина

Джеймс Уатт — биография изобретателя паровой машины

Джеймс Уатт и его паровая машина

Из истории великих научных открытий Джеймс Уатт и паровая машина

Паровая машина Джеймса Уатта 18 век

История парового двигателя. «Бизнес-ангелы Джеймса Уатта». Олег Голубев

Джеймс Уатт. «Отец паровой машины»

Видео 1. Джеймс Уатт и его паровая машина

краткое описание и определение, фото, устройство и принцип работы, что является рабочим телом, плюсы и минусы, свойства и особенности

За несколько веков своего развития, паровая машина прошла путь от простого двигателя до высокотехнологичной современной турбины.

В статье подробно описана история развития паровой машины, принцип работы различных моделей, преимущества и недостатки этого типа двигателя.

Дополнительно будет дана информация: где двигатель используется в наше время, какое влияние на экологию он оказывает.

Содержание

• Краткое описание и определение
• Как выглядит на фото?
• Устройство и принцип работы
• Что является рабочим телом?
• Плюсы и минусы
• Интересные факты
• Свойства и особенности
• Чем отличается от паровой турбины?
• Когда, кто и как изобрел?
  • В мире
  • В России
• Примеры
  • В 19 веке
  • В 18 веке
  • В 17 веке
  • В глубоком прошлом
• Применение
  • В прошлом
  • В современном мире
• Экологические проблемы, влияние на окружающую среду
• Заключение

Краткое описание и определение

Паровая машина – это тепловой двигатель, в котором механическая работа возвратно-поступательных движений поршней преобразовывается из потенциальной энергии пара, образованного в рабочем котле машины.

Паровая машина является двигателем внешнего сгорания, так как конструкция предусматривает отдельное расположение котла с топкой и водой.

Весь рабочий процесс основан на подаче пара из котла, регулировок давления пара на всех циклах его подачи к цилиндрам.

Главным достижением паровой машины стал толчок технического прогресса, который начался с возможности ее универсального использования в промышленности и транспорте. О видах паровых машин расскажет эта статья.

Как выглядит на фото?

Устройство и принцип работы

Первой самой эффективной, технологически сложной, универсальной, является паровая машина Джеймса Уатта.

Далее будет дано описание ее устройства и принципа работы. Детали машины:

1. Отдельный котел с топкой и выпускным клапаном.
2. Цилиндр высокого давления с поршнем. Цилиндр имел 3 распределительных канала: для подачи пара к основному цилиндру (его передней и задней части) и канал выпуска отработанных газов. Поршень также имел канал совмещения. Первый цилиндр являлся конденсатором, работал по принципу золотникового клапана.
3. Основной цилиндр с поршнем. В нем осуществлялась основная работа под действием пара низкого давления.
4. Два поршневых штока. Каждый соединяется с задней частью поршня.
5. Тяга штоков. Соединяет оба поршневых штока, позволяя поочередно смещать каждый поршень.
6. Основная тяга. Соединяет шток цилиндра низкого давления с маховым колесом.
7. Кривошип. Через этот элемент осуществляется соединение махового колеса и основной тяги поршня низкого давления.
8. Планетарная система. Представляет собой несколько шестерен, которые являются составными элементами махового колеса. За счет шестерен осуществляется передача вращательного движения на второстепенные механизмы и балансировка вращения.
9. Регулятор оборотов и давления. Соединяется тросом с золотниковым клапаном в трубке подачи пара высокого давления.

Работает машина по следующему принципу:

1. В котле, за счет горения топлива и кипения воды, образуется пар высокого давления и температуры.
2. Пар поступает по каналу к первому цилиндру. При поступлении пара, поршень сдвигается к задней стенке гильзы, открывая канал в переднюю часть второго цилиндра и перекрывая канал поступления пара к задней части второго цилиндра.
3. По открытому каналу, пар из первого цилиндра поступает в переднюю часть второго цилиндра. При этом сдвигается назад поршень 2, а поршень 1 переходит в верхнее положение, перекрывая канал поступления пара к верхней части цилиндра 2.
4. Первое движение двух поршней называется тактом, оно осуществляется за счет давления поступающего пара и смещения тяги штоков.
5. При втором такте, поршень 2, из нижнего положения, выталкивается паром, поступающим из канала задней части цилиндра. Перемещение поршня 2 смещает шток, и тяга перемещает поршень 1 из верхнего положения в нижнее. Так происходит полный цикл возвратно-поступательного движения поршней 1 и 2.
6. При перемещении поршней, возвратно-поступательное движение толкает основную тягу, которая, через кривошип, осуществляет вращение махового колеса.
7. Вращение махового колеса передается на систему планетарного механизма, которая за счет вращения шестерен, приводит в действие второстепенное устройство (станок, пресс, насос).

Во время работы машины осуществляется регулировка давления пара, что приводит к снижению или увеличению оборотов двигателя.

Регулятор давления на универсальной машине Уатта позволял полностью остановить машину без потери давления и температуры пара. О принципе работы паровой машины читайте здесь, о внутреннем устройстве — тут, о топливе — здесь.

Что является рабочим телом?

Термодинамика и теплотехника определяет в качестве рабочего тела вещество, со свойствами сжатия при охлаждении и расширения при нагревании. Для парового двигателя рабочим телом является водяной пар, как продукт сгорания (парообразования) воды при ее нагреве до температуры кипения.

Плюсы и минусы

К плюсам можно отнести:

1. Возможность применять практически любое топливо. Если первые машины в качестве топлива использовали дрова и мазут, то современные турбины работают от атомной энергии.
2. В качестве энергии можно использовать возобновляемые источники: солнечную энергию, воду океана, течение рек.
3. Отсутствует влияние атмосферного давления. Снижение атмосферного давления только улучшает скорость парообразования.
4. Паровой двигатель имеет меньшие габариты, по сравнению с дизельными или электрическими.
5. Паровой двигатель не нуждается в коробке передач или в раздаточной коробке. Привод осуществляется напрямую к ведущему колесу.
6. Высокая эффективность работы на электростанциях при минимальных затратах на топливо.

Из недостатков можно выделить:

1. Вред экологии. Сгораемое топливо и пар выбрасывается в атмосферу.
2. Высокий коэффициент расхода топлива.
3. Низкий КПД.
4. Требовательность к контролю давления. При плохом контроле двигатель подвержен разгерметизации.
5. Кривошипно-шатунный механизм. Этот механизм подвержен трению, сильно снижает количество оборотов двигателя.

При всех своих недостатках, машина остается востребованной и во многих сферах не имеет достойных конкурентов среди двигателей внутреннего сгорания.

Подробности — в этой статье.

Интересные факты

Рассмотрим 5 интересных фактов о паровых машинах:

1. Для популяризации изобретения Джеймс Уатт специально разработал меру измерения мощности. Он показал насколько двигатель эффективнее, чем работа 1 лошади. Так в физике появилась мера мощности — лошадиная сила.
2. Паровые машины эффективнее в горной местности. Это основано на зависимости скорости парообразования от величины атмосферного давления.
3. Первым паровым автомобилем стала телега француза Николы Жозефа Кюньо. Именно с этого изобретения появилось слово шофер (chauffeur), что дословно переводится как истопник.
4. Скоростной рекорд на автомобиле с паровым двигателем принадлежит автомобилю «Stanley». В 1906 году его разогнали до 206 км/ч. В 2009 году рекорд был побит. Сейчас самая высокая скорость парового автомобиля составляет 225 км/ч.
5. Паровой двигатель является более эффективным при установке на транспорт. Он не требует коробки передач, исключает пробуксовку колес, и, за счет своей тихоходности, может помочь в преодолении любого бездорожья.

Свойства и особенности

Работоспособность и эффективность паровой машины связана с паром, его подачей, давлением. Учитывая эти зависимости, двигатель старались наделить лучшими свойствами для увеличения технических параметров:

1. КПД машины главным образом зависит от системы распределения пара.

   Первые двигатели обладали только одним цилиндром, отработанный пар которого не использовался повторно.

   Машину удалось наделить системой конденсации пара, что позволило снизить выброс отработанного газа, запустив систему циркуляции.

2. Мощность и КПД машины также зависит от количества расширений. Чем больше расширений (цилиндров), тем выше эффективность устройства. Расширение помогает использовать пар высокого, среднего и низкого давления в одном цикле.
3. Температура рабочего пара должна всегда оставаться стабильной и не быть ниже температуры кипения воды. Также должен осуществляться нагрев цилиндров и поддержание их температуры. Это помогает снизить затраты на расход топлива и пара, а также увеличить КПД.
4. Начиная с универсальной паровой машины, конструкция этих устройств предусматривает превращение обратно-поступательного движения в энергию вращения. Для этого используется кривошипно-поршневая система. Именно она обеспечивает максимальную стабилизацию вала и махового колеса.

Также КПД паровой машины, ее эффективность и экономичность зависят от сферы использования. Так, один двигатель может выступать приводом для нескольких типов оборудования и служить в качестве системы отопления. Какой КПД (в процентах) имеет паровая машина, читайте здесь.

Чем отличается от паровой турбины?

Отличается конструкцией и принципом превращения энергии пара во вращательное движение. Различия следующие:

1. Паровой двигатель представляет собой цилиндро-поршневую группу, турбина состоит из нескольких валов с лопастями.
2. Пар под давлением расширяется и сдвигает поршень. В турбине происходит прямое вращение за счет давления пара.
3. Работа турбины основана на превращении энергии пара во вращение без промежуточного возвратно-поступательного движения.
4. Работа паровой турбины и ее КПД больше зависит от давления и температуры пара. Так, для поддержания температуры, пар между ступенями проходит подогрев в специальных камерах.
5. Работа турбин проходит под давлением от низкого 1,2 Мпа, до сверхкритического 22,5 Мпа.
6. Паровые турбины не применяются на транспорте.

Также паровые турбины более оборотистые. Максимальное количество оборотов современных турбин достигает 7000 в минуту, при возможности проводить стресс-тесты на отметках до 10 000 об/м. При этом КПД турбин достигает 45%.

Когда, кто и как изобрел?

История развития парового двигателя насчитывает несколько веков. За это время можно выделить самые удачные и работоспособные модели от нескольких изобретателей.

В мире

Первое описание использования давления пара для водяного насоса было дано английским инженером Эдвардом Сомерсетом.

В 1655 году он дал описание проекта первого двигателя, но действующее устройство так и не было создано.

Первый паровой двигатель создал Дени Папен в 1680 году. Это был одноцилиндровый вакуумный двигатель с совмещенным котлом. Устройство использовалось в качестве двигателя насоса.

Следующей разработкой насоса стало устройство Томаса Севери. Патент на изобретение он получил в 1698 году. Модель не была построена по принципу цилиндр-поршень, но обладала отдельным котлом.

Модель с одним цилиндром и отдельным котлом была создана в 1712 году Томасом Нькоменом. Это был полноценный паровой двигатель, построенный специально для шахтных насосов. Без доработок и существенных изменений модель проработала более 50 лет.

Универсальная паровая машина создана Джеймсом Уаттом в 1776 году, при том, что патент на изобретение был получен на 7 лет раньше, в 1769 году. В 1781 году Уатт изобрел паровой двигатель двойного действия, который стал использоваться в промышленности.

Модель была усовершенствована, оснащалась кривошипным механизмом, золотниковым клапаном, двумя цилиндрами и планетарной системой балансировки вращения. О паровой машине Джеймса Уатта читайте тут, Дени Папена — здесь, Ньюкомена и других — тут.

В России

Первым создателем паровой машины на территории России стал Иван Иванович Ползунов. В 1763 году он предложил проект двигателя для обеспечения работы горнорудных мехов.

Настоящий двигатель был создан 1766 году при участии двух помощников Левзина и Черницына. Машина Ползунова проработала всего 3 месяца, а в 1779 году была демонтирована.

Подробнее читайте здесь и тут.

Примеры

Рассмотрим, какие паровые машины использовались в разные века.

В 19 веке

Этот век отметился созданием паровой машины Ричарда Треверика. В 1800 году он запатентовал машину высокого давления, а уже в 1801 году построил первый действующий образец, названный «корнуэльским двигателем».

Особенностью машины была работа под давлением 345 кПа. Данный двигатель был установлен на самый первый паровоз Треверика.

В 18 веке

С 1700 по 1800 годы было создано сразу несколько паровых машин, различающихся конструкцией и принципом работы:

1. В 1712 году Ньюкомен построил вакуумный паровой двигатель с отдельным котлом.
2. Двигатель с двумя цилиндрами и работающий от пара высокого давления, построил немец Якоб Лейпольд в 1720 году.

   Машина отличалась высокой эффективностью, но была опасна при разгерметизации.

3. В 1766 году русским горным рабочим была создана машина для подачи воздуха в шахты. Изобретателем был И. И. Ползунов.
4. 1781 году Джеймс Уатт создал первый универсальный паровой двигатель двойного действия, с системой золотникового клапана и регулятором числа оборотов.

Попытка установки парового двигателя на автомобиль не увенчалась успехом. Ее предпринял изобретатель Оливер Эванс в 1786 году.

В 17 веке

В этот период были построены следующие типы паровых машин:

1. В 1629 году итальянец Джованни Бранка изобрел первую паровую турбину, которая использовалась для работы мельницы. По причине больших потерь пара на выходе и несовершенстве геометрии лопастей машина имела очень малый КПД (0,2%).
2. В 1680 году была создана первая действующая машина Дени Папена. Она имела один цилиндр с поршнем, встроенный котел и применялась для поднятия воды из шахт.
3. Последней разработкой этого периода стала машина Томаса Севери. В 1698 он запатентовал первый рабочий паровой насос, которым не являлся двигателем.

17 век положил начало самым новейшим разработкам в сфере создания паровых двигателей.

В глубоком прошлом

Люди во все века пытались создать паровой двигатель для повышения эффективности рабочих процессов. Так, Героном Александрийский дал описание паровой машины.

Она представляла собой шар, из которой под давлением вырывался пар. Пар вращал шар. Описание устройства было дано в 1 столетии.

Энергия пара применялась и в древнем Египте. При помощи котла и подачи пара высокого давления египтяне открывали массивные двери.

Как выглядели и работали первые паровые машины, можно узнать тут, кто и когда создал первую универсальную паровую машину — здесь.

Применение

Паровые машины конструировались изобретателями с целью увеличения скорости и облегчения труда.

В прошлом

В прошлом, паровой двигатель использовался для:

• подъема воды из шахт;
• в качестве насоса, для создания систем водоснабжения;
• универсальная машина открыла возможность использования на производстве и в промышленности;
• последующие разработки стали устанавливаться на различный транспорт (машины, паровозы, пароходы).

Применялся двигатель также в сельском хозяйстве и армии.

В современном мире

До наших времен паровая машина дошла в качестве двигателей паровозов. В труднодоступных горных районах Англии и Мексики до сих пор курсируют паровозы. Паровые турбины применяются в энергетике. До сих пор применяются машины на газовом топливе и в атомных реакторах.

Паровые двигатели нередко используются в качестве приводов генераторов и насосов для химической, горной и нефтяной промышленности. Наиболее известной паровой машиной современности можно назвать систему парового отопления. О назначении и применении паровых машин расскажет эта статья.

Экологические проблемы, влияние на окружающую среду

На экологию использование паровых машин влияет негативно. Но это только в случае сжигания твердых и нефтяных видов топлива. Также вред наносится за счет выброса пара, насыщения атмосферы влагой и увеличения температуры окружающей среды.

При использовании атомного или возобновляемого топлива вред паровых машин сводится к минимуму.

Заключение

Изобретение парового двигателя – это прорывной момент развития науки и техники. С его помощью человек получил доступ к более высоким скоростям производства, перемещения и получения иных видов энергии.

Русский грузовик с паровым двигателем. НАМИ-12: mexanizm — LiveJournal

НАМИ-12 это одна из  самых интересных, хоть и странных разработок наших  конструкторов-автомобилестроителей. Грузовик, приводимый в движение  паровой машиной, появился в 1948 году, когда даже машины с  газогенераторной установкой становились историей.  

Вторая странность  заключалась в том, что его паровой котёл работал на дровах, а не на  угле, более распространенном топливе для локомобилей 20-х годов. Но все  эти странности объяснялись спецификой применения перспективного тягача –  на лесозаготовительных промыслах Сибири, где любое топливо было в  дефиците. Кроме дров, разумеется.  

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 В качестве шасси для  НАМИ-12 послужил ЯАЗ-200 (впоследствии МАЗ-200), среднетоннажный  дизельный грузовик. От капотной компоновки решили отказаться, так как  штатный двигатель был демонтирован, а паровая машина вместе с котлом,  бункером для дров и прочими вспомогательными механизмами занимала много  места, её разместили в отдельном отсеке, находившимся за кабиной  водителей.   

Грузоподъемность  составляла порядка 6 тонн у модификации с бортовой платформой, она  меньше, чем была у ЯАЗ-200, но примерно тонну грузоподъемности «съедал»  только запас дров и воды. Плюс вес котла и парового двигателя, суммарно  превышавший две тонны, и ограничение полного веса грузовика 14.5  тоннами.  Седельный тягач с прицепом-роспуском мог перевозить 8 тонн  леса. 

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Паровая машина  двухстороннего действия была установлена в машинном отсеке и  представляла собой трёхцилиндровый, вертикального расположения, агрегат  мощностью в 100 л.с.  Производительность котла (в час) составляла 600  килограмм пара температурой 410-435 °С, давлением 25 атмосфер.  

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Силовая установка  соединялась с трансмиссией посредством трёхдискового сцепления с двумя  промежуточными плитами. Многодисковое решение обусловлено тем, что  двигатель НАМИ-12  выдавал крутящий момент в несколько раз больший, чем у  двигателя ЯАЗ. Следующим после сцепления был двухскоростной редуктор,  одна из его передач – прямая, другая понижающая, передаточное число  2.22. Главная пара заднего моста была изменена, её передаточное число  снизилось до 5,96. 

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Коробки передач, в её  традиционном автомобильном понимании, у паровика нет. Вместо неё  водитель управлял мощностью паровой машины механизмом распределения  пара. Отсечек (скоростей) было три и одна – реверсная. Для движения  вперед использовались  25, 40 и 75% мощности силовой установки.  Максимальная скорость при движении вперед – около 42 км/час.  Одного  бункера дров, около 400 кг,  хватало примерно на 80 – 100 километров  пути. Расход воды на это расстояние составлял приблизительно 120-140  литров.  

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Несмотря на максимально  возможную автоматизацию процесса парообразования, которую только смогли  воплотить инженеры НАМИ в своем детище, управление этим грузовиком  отличалось от вождения машины с обычным бензиновым, или дизельным  мотором. В чем-то оно было даже проще, но в чем-то и сложнее. 

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Для начала, нужно было  растопить котёл. Самым трудоёмким процессом на этом этапе была закладка  дров в бункер, крышка которого находилась на крыше машинного отделения  со стороны грузовой платформы, и залить воду. Дальше разжигалась топка  котла при помощи электрической воздуходувки, когда появлялся пар, наддув  в топку уже шел от паровой турбинки. 

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Дрова из бункера в топку  попадали автоматически, водителю надо было только поглядывать время от  времени, что бы их запас не иссяк. Особое внимание от водителя требовал  уровень воды в котле, вот за этим надо было следить и при необходимости  его регулировать. Краны были прямо у сиденья водителя, покидать кабину  для этого не требовалось. 

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников 

На полную мощность  парогенераторная  установка выходила через пол часа после розжига, но  ехать можно было уже при давлении пара в 14- 16 атмосфер.   

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Движение начиналось с  первой отсечки и открытие дроссельного клапана, управлявшего тягой  (аналог акселератора), сцепление при работе с механизмом отсечек  выжимать не требовалось. Уровень воды и наддув топки регулировались  автоматически, но водитель мог вручную ими управлять, если автоматика  отказывала. 

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Два опытных образца,  собранных  в 1948 и 50-м годах на испытаниях прошли 12 тыс. километров, в  целом успешно. Основным выявленным недостатком был перегруз передней  оси, когда машина ехала пустой, из-за чего ухудшалась проходимость.  Вскоре появился единственный экземпляр НАМИ-18,  модификация с двумя  ведущими мостами, причем передний подключался автоматически при  пробуксовке задних колёс, в раздатке была такая функция.   

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Вторым минусом был  большой расход дров. Особой проблемы в их недостатке не было, просто  нужно было возить дополнительный запас. Впрочем, в 1950 году велись  работы над модернизацией котла, с возможностью его работы на мазуте или  угле, но масштабных работ над совершенствованием конструкции уже не  вели. Всего в процессе испытаний паровики накатали от 12 до 20 тысяч  километров.  

(с) Фото и иллюстрации взяты из открытых источников

 Несмотря на  положительные результаты испытаний, демонстрацию паровика на ВДНХ в  1950-м, в серийное производство ни НАМИ-12, ни его полноприводная версия  не пошли, работы над проектом окончательно прекратились в 1953 году.   Ни один из четырёх (по некоторым данным пяти) экземпляров этого  уникального автомобиля до наших дней не сохранился. 

Возможно, вам так же будет интересно почитать  про автомобили с газогенераторной установкой 

Паровой двигатель

Для железнодорожного двигателя см. паровоз. Для паровой турбины см. паровая турбина.

«Steam machine» и «Steam-powered» перенаправляют сюда. Информацию о службе распространения видеоигр см. Steam (услуга). Для использования в других целях см. Паровая машина (значения).

Модель балочного двигателя с параллельным рычажным механизмом Джеймса Ватта для двойного действия.^[а]

А мельничный двигатель из Бобинная мельница в Стотт-парке, Камбрия, Англия

А паровоз из Восточная Германия. Этот учебный класс двигателя был построен в 1942–1950 годах и эксплуатировался до 1988 года.

А паровой двигатель это Тепловой двигатель который выполняет механическая работа с помощью пар как его рабочая жидкость. Паровой двигатель использует силу, создаваемую давлением пара, чтобы толкать поршень вперед и назад внутри цилиндра. Эта толкающая сила преобразуется шатун и маховик, в вращающийся сила для работай. Термин «паровая машина» обычно применяется только к поршневые двигатели как только что описано, а не паровая турбина.

Паровые двигатели двигатели внешнего сгорания,^[1] где рабочее тело отделяется от продуктов сгорания. Идеал термодинамический цикл, используемый для анализа этого процесса, называется Цикл Ренкина.

Паровой плуг от Кемна

В общем, термин паровой двигатель может относиться к полным паровым установкам (включая котлы и т. д.), например, железная дорога паровозы и переносные двигатели, или может относиться к поршень или только турбинное оборудование, как в луч двигателя и стационарный паровой двигатель.

Паровые устройства были известны еще в эолипил в первом веке нашей эры, с некоторыми другими случаями использования, записанными в 16 и 17 веках. Томас Савери В водоотливном насосе используется пар под давлением, действующий непосредственно на воду. Первый коммерчески успешный двигатель, который мог передавать постоянную мощность на машину, был разработан в 1712 г. Томас Ньюкомен. Джеймс Ватт внесла критическое улучшение, удалив отработанный пар в отдельную емкость для конденсации, что значительно увеличило объем работы, получаемой на единицу потребляемого топлива. К 19 веку стационарные паровые машины приводили в действие фабрики Индустриальная революция. Паровозы заменили парус на кораблях, а на железных дорогах работали паровозы.

Паровые двигатели поршневого типа были доминирующим источником энергии до начала 20 века, когда были достигнуты успехи в разработке электродвигатели и двигатель внутреннего сгорания постепенно привело к замене поршневых паровых двигателей на коммерческое использование. Паровые турбины заменили поршневые двигатели в производстве электроэнергии из-за более низкой стоимости, более высокой рабочей скорости и более высокого КПД.^[2]

Содержание

• 1 История
  • 1.1 Ранние эксперименты
  • 1. 2 Прокачка двигателей
  • 1.3 Поршневые паровые машины
  • 1.4 Двигатели высокого давления
  • 1.5 Горизонтальный стационарный двигатель
  • 1.6 Дорожная техника
  • 1.7 Судовые двигатели
  • 1.8 Паровозы
  • 1.9 Паровые турбины
  • 1.10 Настоящее развитие
• 2 Компоненты и аксессуары паровых машин
  • 2.1 Источник тепла
  • 2.2 Котлы
  • 2.3 Моторные агрегаты
  • 2.4 Холодная раковина
  • 2.5 Помпа
  • 2.6 Мониторинг и контроль
  • 2.7 Губернатор
• 3 Конфигурация двигателя
  • 3.1 Простой двигатель
  • 3.2 Составные двигатели
  • 3.3 Двигатели многократного расширения
• 4 Типы двигательных единиц
  • 4.1 Поршень возвратно-поступательный
    • 4.1.1 Сжатие
    • 4.1.2 Свинец
  • 4.2 Uniflow (или unaflow) двигатель
  • 4.3 Турбинные двигатели
  • 4.4 Паровые машины с качающимся цилиндром
  • 4.5 Роторные паровые машины
  • 4.6 Тип ракеты
• 5 Безопасность
• 6 Паровой цикл
• 7 Эффективность
• 8 Смотрите также
• 9 Примечания
• 10 Рекомендации
• 11 Рекомендации
• 12 дальнейшее чтение
• 13 внешняя ссылка

История

Основная статья: История паровой машины

Ранние эксперименты

Первым зарегистрированным рудиментарным паровым «двигателем» был эолипил описанный Герой Александрии, греческий математик и инженер в Римский Египет в первом веке нашей эры. ^[3] В последующие столетия некоторые известные паровые «двигатели», как и эолипил, были^[4] По сути, экспериментальные устройства, используемые изобретателями для демонстрации свойств пара. Элементарное паровая турбина устройство было описано Таки ад-Дин^[5] в Османский Египет в 1551 г. и к Джованни Бранка^[6] в Италии в 1629 году.^[7]Херонимо де Аянц-и-Бомонт в 1606 г. получил патенты на 50 изобретений на паровой тяге, в том числе на водяной насос для осушения затопленных шахт.^[8]Денис Папин, а Гугенот беженец, проделал некоторую полезную работу над паровой варочный котел в 1679 году и впервые использовал поршень для подъема грузов в 1690 году.^[9]

Прокачка двигателей

Первым промышленным паровым приводом был водяной насос, разработанный в 1698 г. Томас Савери.^[10] Он использовал конденсирующийся пар для создания вакуума, который поднимал воду снизу, а затем использовал давление пара, чтобы поднять ее выше. Маленькие двигатели были эффективны, но большие модели были проблематичными. У них была ограниченная высота подъема и они были склонны к взрывы котлов. Двигатель Савера использовался в шахтах, насосные станции и снабжение водой водяные колеса это приводило в действие текстильное оборудование.^[11] Двигатель Savery был дешевым. Бенту-де-Моура Португалия представил усовершенствование конструкции Savery «чтобы сделать его способным работать самостоятельно», как описано Джон Смитон в «Философских трудах», опубликованных в 1751 г.^[12] Его продолжали производить до конца 18 века.^[13] Один двигатель, как было известно, еще работал в 1820 году.^[14]

Поршневые паровые машины

Джейкоб Леупольд паровая машина, 1720 г.

Первым коммерчески успешным двигателем, который мог непрерывно передавать мощность на машину, был атмосферный двигатель, изобретенный Томас Ньюкомен около 1712 г.^[b][16] Он усовершенствовал паровой насос Savery, используя поршень, предложенный Папеном. Двигатель Ньюкомена был относительно неэффективным и в основном использовался для перекачивания воды. Он работал путем создания частичного вакуума за счет конденсации пара под поршнем внутри цилиндра. Он использовался для осушения горных выработок на глубинах, которые изначально были непрактичны с использованием традиционных средств, и для обеспечения многоразовой водой для привода водяных колес на заводах, расположенных вдали от подходящей «головы». Вода, прошедшая через колесо, закачивалась в резервуар для хранения над колесом.^[17][18]В 1780 году Джеймс Пикард запатентовал использование маховика и коленчатого вала для обеспечения вращательного движения улучшенного двигателя Ньюкомена.^[19]

В 1720 г. Джейкоб Леупольд описал двухцилиндровый паровой двигатель высокого давления.^[20] Изобретение было опубликовано в его крупном труде «Theatri Machinarum Hydraulicarum».^[21] В двигателе использовались два тяжелых поршня, которые приводили в движение водяной насос. Каждый поршень поднимался давлением пара и возвращался в исходное положение под действием силы тяжести. Два поршня имеют общий четырехходовой поворотный клапан подключен напрямую к паровому котлу.

Рано Ватт качающий двигатель

Следующий важный шаг произошел, когда Джеймс Ватт развит (1763–1775) улучшенная версия двигателя Ньюкомена, с отдельный конденсатор. Бултон и Ватт ранние двигатели использовали вдвое меньше угля, чем Джон Смитон Улучшенная версия Newcomen.^[22] Ранние двигатели Ньюкомена и Ватта были «атмосферными». Они приводились в действие за счет давления воздуха, толкающего поршень в частичную вакуум создано уплотнение пара вместо давление расширяющегося пара. Двигатель цилиндры должны были быть большими, потому что единственная действующая сила, действующая на них, была атмосферное давление.^[17][23]

Ватт усовершенствовал свой двигатель, модифицировав его, чтобы обеспечить вращательное движение, подходящее для приводных механизмов. Это позволило расположить фабрики вдали от рек и ускорить темпы промышленной революции.^[23][17][24]

Двигатели высокого давления

Значение высокого давления вместе с фактическим значением выше атмосферного зависит от эпохи, в которой этот термин использовался. За раннее использование термина Ван Реймсдейк^[25] относится к пару, находящемуся под достаточно высоким давлением, чтобы его можно было выпускать в атмосферу, не полагаясь на вакуум, позволяющий ему выполнять полезную работу. Юинг 1894, п. 22 говорится, что конденсационные двигатели Ватта были известны в то время как двигатели низкого давления по сравнению с двигателями с высоким давлением без конденсации того же периода.

Патент Ватта запрещал другим создавать двигатели высокого давления и составные двигатели. Вскоре после истечения срока действия патента Ватта в 1800 г. Ричард Тревитик и отдельно Оливер Эванс в 1801 г.^[24][26] внедрены двигатели, использующие пар высокого давления; Тревитик получил патент на двигатель высокого давления в 1802 году. ^[27] и до этого Эванс сделал несколько рабочих моделей.^[28] Они были намного более мощными для данного размера цилиндра, чем предыдущие двигатели, и их можно было сделать достаточно маленькими для использования на транспорте. После этого технологические разработки и усовершенствования производственных технологий (частично вызванные принятием парового двигателя в качестве источника энергии) привели к разработке более эффективных двигателей, которые могли быть меньше, быстрее или мощнее, в зависимости от предполагаемого применения.^[17]

В Корнуолл двигатель был разработан Тревитиком и другими в 1810-х годах.^[29] Это был двигатель с составным циклом, который широко использовал пар высокого давления, а затем конденсировал пар низкого давления, что делало его относительно эффективным. Двигатель Корнуолла имел неравномерное движение и крутящий момент во время цикла, ограничивая его главным образом накачкой. Корнуоллские двигатели использовались в шахтах и ​​для водоснабжения до конца 19 века. ^[30]

Горизонтальный стационарный двигатель

Основная статья: Стационарный паровой двигатель

Первые строители стационарных паровых двигателей считали, что горизонтальные цилиндры будут подвержены чрезмерному износу. Поэтому их двигатели были расположены с вертикальной осью поршня. Со временем горизонтальное расположение стало более популярным, позволяя устанавливать компактные, но мощные двигатели в небольших помещениях.

Пиком горизонтального двигателя был Паровая машина Корлисс запатентованный в 1849 г. четырехклапанный противоточный двигатель с отдельными впускными и выпускными клапанами пара и автоматическим регулируемым отсечением пара. Когда Корлисс получил Рамфорд Медаль Комитет заявил, что «ни одно изобретение со времен Ватта не увеличило так эффективность паровой машины».^[31] Помимо использования на 30% меньше пара, он обеспечивает более равномерную скорость за счет регулируемого отключения пара, что делает его хорошо подходящим для производства, особенно для прядения хлопка. ^[17][24]

Дорожная техника

Основная статья: История паровозов

Паровоз из Англии

Первые экспериментальные дорожные паровые автомобили были построены в конце 18 века, но только после Ричард Тревитик разработали использование пара высокого давления около 1800 г., поэтому мобильные паровые двигатели стали практическим предложением. В первой половине XIX века произошел большой прогресс в разработке паровых транспортных средств, и к 1850-м годам стало возможно производить их на коммерческой основе. Этот прогресс сдерживался законодательством, которое ограничивало или запрещало использование паровых транспортных средств на дорогах. Совершенствование автомобильной техники продолжалось с 1860-х по 1920-е годы. Паровозы использовались для многих целей. В 20 веке бурное развитие двигатель внутреннего сгорания Технология привела к упадку паровой машины как источника движения транспортных средств на коммерческой основе, и относительно немногие из них остались в использовании за пределами Вторая мировая война. Многие из этих автомобилей были приобретены энтузиастами для сохранения, и многие экземпляры существуют до сих пор. В 1960-х годах проблемы загрязнения воздуха в Калифорнии вызвали непродолжительный период интереса к разработке и изучению паровых транспортных средств как возможного средства уменьшения загрязнения. Помимо интереса энтузиастов пара, случайных копий транспортных средств и экспериментальных технологий, в настоящее время паровые транспортные средства не производятся.

Судовые двигатели

Тройное расширение морской паровой двигатель на океанском буксирном судне 1907 г. Геркулес

Основная статья: Морской паровой двигатель

Ближе к концу 19 века составные двигатели получили широкое распространение. Составные двигатели отработанный пар поступает в цилиндры последовательно увеличивающегося размера, чтобы вместить более высокие объемы при пониженном давлении, что обеспечивает повышенную эффективность. Эти стадии назывались расширениями, при этом обычно применялись двигатели двойного и тройного расширения, особенно в судоходстве, где эффективность была важна для уменьшения веса перевозимого угля. ^[17] Паровые двигатели оставались доминирующим источником энергии до начала 20-го века, когда произошел прогресс в конструкции двигателя. паровая турбина, электродвигатели и двигатель внутреннего сгорания постепенно привело к замене поршневых паровых двигателей, и в 20-м веке в судоходстве использовалась паровая турбина.^[17][2]

Паровозы

Основные статьи: Паровоз, Тяговый двигатель, и Паровой трактор

Старинное изображение паровоза

По мере развития паровых двигателей в 18 веке были предприняты различные попытки применить их на дорогах и железных дорогах.^[32] В 1784 г. Уильям Мердок, а Шотландский изобретатель, построил модель паровоза.^[33] Первый действующий образец паровоза был спроектирован и построен пионером парохода. Джон Фитч в Соединенных Штатах, вероятно, в 1780-х или 1790-х годах.^[34]Его паровоз использовал внутренние лопастные колеса.^{[требуется разъяснение ]} руководствуясь рельсами или гусеницами.

Паровоз [Grand Trunk 600] и операторы, округ Гленгарри, Онтарио, [между 1895 и 1910 годами]

Первый полноценный действующий железнодорожный паровоз построил Ричард Тревитик в объединенное Королевство и 21 февраля 1804 года состоялось первое в мире железнодорожное путешествие, когда безымянный паровоз Тревитика тащил поезд по трамвай от Pen-y-darren металлургический завод, рядом Мертир Тидвил к Аберсинон на юге Уэльс.^[32][35][36] Конструкция включала ряд важных нововведений, в том числе использование пара высокого давления, что уменьшило вес двигателя и повысило его эффективность. Тревитик посетил район Ньюкасла позже в 1804 году. угольные железные дороги на северо-востоке Англии стал ведущим центром экспериментов и разработок паровозов.^[37]

Тревитик продолжил свои эксперименты, используя три локомотива, в заключение Поймай меня, кто может в 1808 году. Всего четыре года спустя успешный двухцилиндровый локомотив Саламанка к Мэтью Мюррей использовался край перила рейка и шестерня Миддлтон железная дорога. ^[38] В 1825 г. Джордж Стивенсон построил Передвижение для Стоктон и Дарлингтон железная дорога. Это была первая в мире общественная паровая железная дорога, а затем в 1829 году он построил Ракета который вошел и выиграл Рейнхилл Испытания.^[39] В Ливерпуль и Манчестер Железная дорога открылся в 1830 году и использовал исключительно энергию пара для пассажирских и грузовых поездов.

Паровозы продолжали производиться до конца двадцатого века в таких местах, как Китай и бывший Восточная Германия (где DR Класс 52.80 был произведен).^[40]

Паровые турбины

Основная статья: Паровая турбина

Последней важной эволюцией конструкции парового двигателя стало использование пара. турбины начиная с конца 19 века. Паровые турбины, как правило, более эффективны, чем паровые двигатели с возвратно-поступательным движением поршня (для мощности свыше нескольких сотен лошадиных сил), имеют меньше движущихся частей и обеспечивают вращательную мощность напрямую, а не через шатун система или аналогичные средства. ^[41] Паровые турбины фактически заменили поршневые двигатели на электростанциях в начале 20 века, где их преимуществами были их эффективность, более высокая скорость, подходящая для работы генератора, и плавное вращение. Сегодня большинство электроэнергия обеспечивается паровыми турбинами. В Соединенных Штатах 90% электроэнергии производится таким способом с использованием различных источников тепла.^[2] Паровые турбины широко применялись для приведения в движение больших кораблей на протяжении большей части 20 века.

Настоящее развитие

Основная статья: Передовая паровая технология

Хотя поршневой паровой двигатель больше не имеет широкого коммерческого использования, различные компании изучают или используют потенциал двигателя в качестве альтернативы двигателям внутреннего сгорания. Компания Energiprojekt AB в г. Швеция добилась прогресса в использовании современных материалов для использования силы пара. КПД паровой машины Энергипроекта достигает 27–30% на двигателях высокого давления. Это одноступенчатый 5-цилиндровый двигатель (без компаунда) с перегретым паром и потребляет ок. 4 кг (8,8 фунта) пара на кВтч.^{[42][неудачная проверка ]}

Компоненты и аксессуары паровых машин

Есть два основных компонента паровой установки: котел или же парогенератор, и «моторный агрегат», именуемый «паровой машиной». Стационарные паровые машины в стационарных зданиях котел и двигатель могут находиться в отдельных зданиях на некотором расстоянии друг от друга. Для портативного или мобильного использования, например паровозы, оба монтируются вместе.^[43][44]

Широко используемый поршневой двигатель обычно состоял из чугунного цилиндра, поршня, шатуна и балки или кривошипа и маховика, а также различных рычагов. Пар поочередно подавался и выпускался одним или несколькими клапанами. Регулировка скорости была либо автоматической, с помощью регулятора, либо с помощью ручного клапана. В отливке цилиндра имелись отверстия для подачи и отвода пара.

Двигатели, оснащенные конденсатором, относятся к другому типу, чем двигатели с выхлопом в атмосферу.

Часто присутствуют другие компоненты; насосы (такие как инжектор ) для подачи воды в котел во время работы, конденсаторы для рециркуляции воды и возврата скрытая теплота испарения и перегреватели для повышения температуры пара выше точки насыщенного пара, а также различные механизмы для увеличения тяги для топок. Когда используется уголь, может быть включен цепной или винтовой механизм загрузки и его приводной двигатель или двигатель для перемещения топлива из бункера подачи (бункера) в топку.^[45]

Источник тепла

Тепло, необходимое для кипячения воды и повышения температуры пара, может быть получено из различных источников, чаще всего от сжигания горючих материалов с соответствующей подачей воздуха в замкнутом пространстве (например, камера сгорания, топка, печь ). В случае модельные или игрушечные паровые машины и несколько полномасштабных случаев источник тепла может быть электрический нагревательный элемент.

Котлы

Основная статья: Котел (парогенератор)

Промышленный котел, используемый для стационарный паровой двигатель

Котлы бывают сосуды под давлением которые содержат воду для кипячения, а также передать тепло воде максимально эффективно.

Два наиболее распространенных типа:

1. водотрубный котел — вода проходит по трубкам, окруженным горячим газом
2. жаротрубный котел — горячий газ пропускается по трубам, погруженным в воду, эта же вода циркулирует в водяной рубашке, окружающей топку, а в высокопроизводительных тепловозных котлах также проходит по трубам в самой топке (термические сифоны и циркуляторы безопасности)

Жаротрубные котлы были основным типом, использовавшимся на ранних этапах производства пара высокого давления (типичная практика паровозов), но в конце 19 века они были в значительной степени вытеснены более экономичными водотрубными котлами для судовых двигателей и больших стационарных установок.

Многие котлы повышают температуру пара после того, как он покидает ту часть котла, где он контактирует с водой. Известный как перегрев оказывается ‘влажный пар ‘ в ‘перегретый пар ‘. Это предотвращает конденсацию пара в цилиндрах двигателя и дает значительно более высокую эффективность.^[46][47]

Моторные агрегаты

Дальнейшая информация: § Типы двигательных единиц

В паровом двигателе поршень, паровая турбина или любое другое подобное устройство для выполнения механической работы потребляет пар при высоком давлении и температуре и выдает пар при более низком давлении и температуре, используя как можно большую часть разницы в паре. как можно больше энергии для выполнения механической работы.

Эти «двигательные агрегаты» часто сами по себе называют «паровыми двигателями». Двигатели, работающие на сжатом воздухе или других газах, отличаются от паровых двигателей только деталями, которые зависят от природы газа, хотя сжатый воздух использовался в паровых двигателях без изменений.^[47]

Холодная раковина

Как и все тепловые двигатели, большинство первичная энергия должен быть выпущен как отходящее тепло при относительно низкой температуре. ^[48]

Самая простая холодная мойка — это выпустить пар в окружающую среду. Это часто используется на паровозы чтобы избежать веса и громоздкости конденсаторов. Часть выпущенного пара выходит в дымоход, чтобы увеличить мощность огня, что значительно увеличивает мощность двигателя, но снижает эффективность.

Иногда отходящее тепло двигателя полезно само по себе, и в таких случаях можно получить очень высокий общий КПД.

Паровые двигатели на стационарных электростанциях используют поверхностные конденсаторы как холодная раковина. Конденсаторы охлаждаются потоком воды из океанов, рек, озер и часто градирни которые испаряют воду для отвода охлаждающей энергии. Образовавшаяся сконденсированная горячая вода (конденсат), затем снова нагнетается до давления и отправляется обратно в котел. Градирня сухого типа похожа на автомобильный радиатор и используется там, где вода стоит дорого. Отработанное тепло также может отводиться испарительными (мокрыми) градирнями, в которых используется вторичный внешний водяной контур, который испаряет часть потока в воздух.

Речные лодки изначально использовали струйный конденсатор в котором холодная вода из реки впрыскивается в выхлопной пар двигателя. Смесь охлаждающей воды и конденсата. Хотя это также применялось для морских судов, обычно всего через несколько дней работы котел покрывался отложениями соли, снижая производительность и повышая риск взрыва котла. Начиная примерно с 1834 года, использование поверхностных конденсаторов на кораблях устранило засорение котлов и повысило эффективность двигателей.^[49]

Испаренную воду нельзя использовать для последующих целей (кроме дождя где-нибудь), тогда как речную воду можно использовать повторно. Во всех случаях питательная вода котла паровой установки, которая должна быть чистой, хранится отдельно от охлаждающей воды или воздуха.

An инжектор использует струю пара для нагнетания воды в бойлер. Форсунки неэффективны, но достаточно просты, чтобы их можно было использовать на локомотивах.

Помпа

Большинство паровых двигателей имеют средства для подачи котловой воды под давлением, так что они могут работать непрерывно. Коммунальные и промышленные котлы обычно используют многоступенчатые центробежные насосы; однако используются и другие типы. Еще одним способом подачи питательной воды котла низкого давления является инжектор, который использует струю пара, обычно подаваемую от котла. Форсунки стали популярными в 1850-х годах, но больше не используются широко, за исключением таких приложений, как паровозы.^[50] Повышение давления воды, циркулирующей через паровой котел, позволяет повысить температуру воды до температуры, намного превышающей 100 ° C (212 ° F) точки кипения воды при одном атмосферном давлении, и тем самым повысить эффективность паровой цикл.

Мониторинг и контроль

Индикаторный прибор Ричарда 1875 года. См .: Индикаторная диаграмма (внизу).

Из соображений безопасности почти все паровые двигатели оснащены механизмами для наблюдения за котлом, такими как манометр и Смотровое стекло следить за уровнем воды.

Многие двигатели, как стационарные, так и мобильные, также оснащены губернатор для регулирования скорости двигателя без вмешательства человека.

Самым полезным инструментом для анализа производительности паровых машин является индикатор паровой машины. Ранние версии использовались к 1851 году,^[51] но наиболее успешный индикатор был разработан Чарльзом Ричардом для изобретателя и производителя высокоскоростных двигателей Чарльза Портера и выставлен на Лондонской выставке в 1862 году.^[24] Индикатор парового двигателя отслеживает на бумаге давление в цилиндре в течение всего цикла, что может использоваться для выявления различных проблем и расчета развиваемой мощности.^[52] Его обычно использовали инженеры, механики и страховые инспекторы. Индикатор двигателя также может использоваться на двигателях внутреннего сгорания. См. Изображение диаграммы индикатора ниже (в Типы двигательных единиц раздел).

Центробежный регулятор в Двигатель Boulton & Watt 1788 Круговой двигатель.

Губернатор

Основная статья: Губернатор (устройство)

В центробежный регулятор был принят Джеймсом Ваттом для использования на паровом двигателе в 1788 году после того, как партнер Ватта Бултон увидел его на оборудовании мукомольной мельницы. Boulton & Watt строили.^[53] Регулятор не мог фактически поддерживать заданную скорость, потому что он принял бы новую постоянную скорость в ответ на изменения нагрузки. Регулятор смог справиться с меньшими отклонениями, например, вызванными колебаниями тепловой нагрузки на котел. Кроме того, при изменении скорости возникала тенденция к колебаниям. Как следствие, двигатели, оборудованные только этим регулятором, не подходили для операций, требующих постоянной скорости, таких как прядение хлопка.^[54] Регулятор со временем был улучшен, и в сочетании с регулируемой отсечкой пара, хорошее управление скоростью в ответ на изменения нагрузки стало возможным ближе к концу 19 века.

Конфигурация двигателя

Простой двигатель

В простом двигателе или «двигателе с одним расширением» заряд пара проходит через весь процесс расширения в отдельном цилиндре, хотя простой двигатель может иметь один или несколько отдельных цилиндров.^[55] Затем он выбрасывается прямо в атмосферу или в конденсатор. Когда пар расширяется при прохождении через двигатель высокого давления, его температура падает, потому что в систему не добавляется тепло; это известно как адиабатическое расширение и приводит к тому, что пар входит в цилиндр при высокой температуре и выходит при более низкой температуре. Это вызывает цикл нагрева и охлаждения цилиндра с каждым ходом, что является источником неэффективности.^[56]

Основная потеря эффективности в поршневых паровых двигателях связана с конденсацией и повторным испарением цилиндров. Паровой цилиндр и прилегающие к нему металлические части / отверстия работают при температуре примерно на полпути между температурой насыщения на впуске пара и температурой насыщения, соответствующей давлению выхлопных газов. Когда пар высокого давления попадает в рабочий цилиндр, большая часть высокотемпературного пара конденсируется в виде капель воды на металлических поверхностях, что значительно снижает количество пара, доступного для работы с расширением. Когда расширяющийся пар достигает низкого давления (особенно во время такта выпуска), ранее осевшие капли воды, которые только что образовались внутри цилиндра / отверстий, теперь выкипают (повторное испарение), и этот пар больше не работает в цилиндре. ^{[нужна цитата ]}

Существуют практические ограничения на степень расширения цилиндра парового двигателя, так как увеличение площади поверхности цилиндра имеет тенденцию обострять проблемы конденсации и повторного испарения цилиндра. Это сводит на нет теоретические преимущества, связанные с высокой степенью расширения в отдельном цилиндре.^[57]

Составные двигатели

Основная статья: Составной двигатель

Метод уменьшения потерь энергии в очень длинном цилиндре был изобретен в 1804 году британским инженером. Артур Вульф, который запатентовал свой Woolf высокого давления составной двигатель в 1805 году. В составном двигателе пар высокого давления из котла расширяется в цилиндр высокого давления (HP) а затем входит один или несколько последующих цилиндры низкого давления (LP). Теперь полное расширение пара происходит через несколько цилиндров, при этом общее падение температуры внутри каждого цилиндра значительно снижается. При постепенном расширении пара с меньшим диапазоном температур (в каждом цилиндре) проблема эффективности конденсации и повторного испарения (описанная выше) уменьшается. Это снижает интенсивность нагрева и охлаждения цилиндров, повышая эффективность двигателя. Посредством ступенчатого расширения в нескольких цилиндрах можно уменьшить колебания крутящего момента.^[17] Чтобы получить равную работу от цилиндра более низкого давления, требуется больший объем цилиндра, поскольку этот пар занимает больший объем. Следовательно, диаметр цилиндра и, в редких случаях, ход поршня увеличиваются в цилиндрах низкого давления, что приводит к увеличению размеров цилиндров.^[17]

Двойное расширение (обычно известное как сложный) двигатели расширяли пар в два этапа. Пары могут дублироваться, или работа большого цилиндра низкого давления может быть разделена с выходом одного цилиндра высокого давления на один или другой, что дает трехцилиндровую схему, в которой диаметр цилиндра и поршня примерно одинаков, что делает возвратно-поступательное движение. массы легче сбалансировать.^[17]

Двухцилиндровые соединения могут быть устроены как:

• Перекрестные соединения: Цилиндры расположены рядом.
• Тандемные соединения: Цилиндры встают встык, управляя общим шатун
• Угловые соединения: Цилиндры расположены в форме буквы V (обычно под углом 90 °) и приводят в движение общий кривошип.

В двухцилиндровых соединениях, используемых в железнодорожных работах, поршни соединены с кривошипами, как в двухцилиндровом простом, сдвинутом по фазе на 90 ° друг к другу (четвертованный). Когда группа двойного расширения дублируется, образуя четырехцилиндровый состав, отдельные поршни в группе обычно уравновешиваются на 180 °, группы устанавливаются на 90 ° друг к другу. В одном случае (первый тип Состав Воклена ) поршни работали в той же фазе, приводя в движение общую траверсу и кривошип, снова установленный под углом 90 °, как для двухцилиндрового двигателя. При трехцилиндровом составном узле кривошипы LP были либо установлены на 90 °, а один HP — на 135 ° относительно двух других, либо в некоторых случаях все три кривошипа были установлены на 120 °. ^{[нужна цитата ]}

Принятие смеси было обычным для промышленных единиц, для дорожных двигателей и почти универсальным для судовых двигателей после 1880 года; он не был широко популярен в железнодорожных локомотивах, где его часто считали сложным. Отчасти это связано с суровыми условиями эксплуатации железной дороги и ограниченным пространством, предоставляемым датчик загрузки (особенно в Британии, где сложное соединение никогда не было распространено и не использовалось после 1930 г.). Однако, хотя и не в большинстве, он был популярен во многих других странах.^[58]

Двигатели многократного расширения

Основная статья: Составной двигатель

Анимация упрощенного движка тройного расширения. Пар высокого давления (красный) поступает из котла и проходит через двигатель, выходя в виде пара низкого давления (синий), обычно в конденсатор.

Это логическое продолжение составного двигателя (описанного выше), чтобы разделить расширение на еще большее количество этапов для повышения эффективности. В результате механизм множественного расширения. Такие двигатели используют три или четыре ступени расширения и известны как тройной и двигатели с четырехкратным расширением соответственно. В этих двигателях используется ряд цилиндров с постоянно увеличивающимся диаметром. Эти цилиндры предназначены для разделения работы на равные доли для каждой ступени расширения. Как и в случае с двигателем двойного расширения, если пространство ограничено, то для ступени низкого давления можно использовать два цилиндра меньшего размера. В двигателях с многократным расширением цилиндры обычно располагались на одной линии, но использовались и другие конструкции. В конце 19 века балансировочная «система» Ярроу-Шлика-Твиди использовалась на некоторых судовые двигатели тройного расширения. Двигатели Y-S-T разделили ступени расширения низкого давления между двумя цилиндрами, по одному на каждом конце двигателя. Это позволило лучше сбалансировать коленчатый вал, что привело к более плавной работе двигателя с более быстрым откликом и меньшей вибрацией. Это сделало четырехцилиндровый двигатель тройного расширения популярным среди больших пассажирских лайнеров (таких как Олимпийский учебный класс ), но в конечном итоге он был заменен практически безвибрационным газотурбинный двигатель.^{[нужна цитата ]} Однако следует отметить, что поршневые паровые двигатели тройного расширения использовались во время Второй мировой войны. Корабли свободы, безусловно, самое большое количество когда-либо построенных одинаковых кораблей. В Соединенных Штатах было построено более 2700 кораблей по оригинальной британской конструкции.^{[нужна цитата ]}

Изображение в этом разделе показывает анимацию механизма тройного расширения. Пар проходит через двигатель слева направо. Блок клапанов для каждого из цилиндров находится слева от соответствующего цилиндра.^{[нужна цитата ]}

Наземные паровые машины могли выпускать свой пар в атмосферу, поскольку питательная вода обычно была легко доступна. До и во время Первая Мировая Война, двигатель расширения преобладал в морских приложениях, где высокая скорость судна не была важной. Однако на смену ему пришло британское изобретение. паровая турбина где требовалась скорость, например, на военных кораблях, таких как линкоры-дредноуты, и океанские лайнеры. HMSДредноут 1905 года был первым крупным военным кораблем, который заменил испытанную технологию поршневого двигателя новой паровой турбиной.^[59]

Типы двигательных единиц

Поршень возвратно-поступательный

Основная статья: Поршневой двигатель

Двойное действие стационарный двигатель. Это был обычный мельничный двигатель середины 19 века. Обратите внимание слайд клапан с вогнутой, почти D-образной, нижней стороной.

Схема Индикаторная диаграмма показаны четыре события в двойном ходе поршня. См .: Мониторинг и контроль (выше)

В большинстве поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением пар меняет направление потока на противоположное в каждом Инсульт (противоток), входящий и выходящий из одного конца цилиндра. Полный цикл двигателя занимает один оборот кривошипа и два хода поршня; цикл также включает четыре События — впуск, расширение, выпуск, сжатие. Эти события контролируются клапанами, часто работающими внутри паровой сундук рядом с цилиндром; клапаны распределяют пар, открывая и закрывая пар порты сообщаются с концом (ами) цилиндра и приводятся в движение клапанная передача, которых существует множество типов.^{[нужна цитата ]}

Простейшие клапанные шестерни дают события фиксированной длины в течение цикла двигателя и часто заставляют двигатель вращаться только в одном направлении. Однако у многих есть реверсивный механизм что дополнительно может обеспечить средства для экономии пара, так как скорость и количество движения увеличиваются за счет постепенного «укорачивания» отрезать «или, скорее, сокращение периода впуска; это, в свою очередь, пропорционально удлиняет период расширения. Однако, поскольку один и тот же клапан обычно управляет обоими потоками пара, короткое отключение при впуске отрицательно влияет на периоды выпуска и сжатия, которые в идеале всегда должны соблюдаться довольно постоянный; если событие выхлопа слишком короткое, весь выхлопной пар не может эвакуировать цилиндр, забивая его и давая чрезмерное сжатие («откиньтесь назад»). ^[60]

В 1840-х и 1850-х годах были попытки решить эту проблему с помощью различных запатентованных клапанных механизмов с отдельной регулируемой отсечкой. расширительный клапан езда на задней части главного золотника; последние обычно имели фиксированную или ограниченную отсечку. Комбинированная установка давала хорошее приближение к идеальным событиям за счет повышенного трения и износа, а механизм имел тенденцию быть сложным. Обычное компромиссное решение заключалось в том, чтобы предоставить колени за счет удлинения трущихся поверхностей клапана таким образом, чтобы перекрывать отверстие на стороне впуска, в результате чего сторона выпуска остается открытой в течение более длительного периода после того, как произошло отключение на стороне впуска. Этот прием с тех пор считается удовлетворительным для большинства целей и позволяет использовать более простые Стивенсон, Радость и Walschaerts движения. Корлисс, и позже, тарельчатый клапан шестерни имели раздельные впускной и выпускной клапаны с приводом от механизмы отключения или же кулачки профилирован так, чтобы давать идеальные события; большинство этих механизмов никогда не пользовались успехом за пределами стационарного рынка из-за различных других проблем, включая утечки и более хрупкие механизмы. ^[58][61]

Сжатие

Прежде чем фаза выпуска отработана полностью, выпускная сторона клапана закрывается, перекрывая часть отработанного пара внутри цилиндра. Это определяет фазу сжатия, когда образуется паровая подушка, против которой работает поршень, в то время как его скорость быстро уменьшается; кроме того, он предотвращает скачок давления и температуры, который в противном случае был бы вызван внезапным впуском пара высокого давления в начале следующего цикла.^{[нужна цитата ]}

Свинец

Вышеупомянутые эффекты дополнительно усиливаются за счет предоставления вести: как позже было обнаружено с двигатель внутреннего сгорания, с конца 1830-х годов было сочтено выгодным продвигать фазу впуска, давая клапану вести так что впуск происходит незадолго до конца такта выпуска, чтобы заполнить объем зазора включающий отверстия и концы цилиндра (не являющиеся частью рабочего объема поршня) до того, как пар начнет оказывать усилие на поршень. ^[62]

Uniflow (или unaflow) двигатель

Схематическая анимация прямоточный паровой двигатель.
В тарельчатые клапаны управляются вращающимися распредвал на вершине. Пар высокого давления входит, красный, а выходит, желтый.

Основная статья: Паровой двигатель Uniflow

Однопоточные двигатели пытаются устранить трудности, возникающие из-за обычного противоточного цикла, когда во время каждого хода отверстие и стенки цилиндра будут охлаждаться проходящим отработанным паром, в то время как более горячий входящий пар будет тратить часть своей энергии на восстановление работоспособности. температура. Целью прямого потока является устранение этого дефекта и повышение эффективности за счет создания дополнительного отверстия, не закрытого поршнем в конце каждого хода, заставляя пар течь только в одном направлении. Таким образом, однопоточный двигатель простого расширения обеспечивает эффективность, эквивалентную классическим составным системам, с дополнительным преимуществом в виде превосходных характеристик при частичной нагрузке и сравнимой эффективности с турбинами для небольших двигателей мощностью менее тысячи лошадиных сил. Однако градиент теплового расширения, создаваемый прямоточными двигателями вдоль стенки цилиндра, создает практические трудности.^{[нужна цитата ]}.

Турбинные двигатели

Ротор современного паровая турбина, используется в электростанция

Основная статья: Паровая турбина

Паровая турбина состоит из одного или нескольких роторы (вращающиеся диски), установленные на приводном валу, чередующиеся с рядом статоры (статические диски) закреплены на корпусе турбины. Расположение лопастей на внешнем крае роторов похоже на пропеллер. Пар воздействует на эти лопасти, вызывая вращательное движение. Статор состоит из аналогичной, но неподвижной серии лопастей, которые служат для перенаправления потока пара на следующую ступень ротора. Паровая турбина часто выходит в поверхностный конденсатор что обеспечивает вакуум. Ступени паровой турбины обычно расположены так, чтобы извлекать максимальную потенциальную работу из определенной скорости и давления пара, создавая серию ступеней высокого и низкого давления переменного размера. Турбины эффективны только в том случае, если они вращаются с относительно высокой скоростью, поэтому они обычно подключаются к понижающей передаче для управления низкоскоростными устройствами, такими как гребной винт корабля. На подавляющем большинстве крупных электростанций турбины напрямую связаны с генераторами без редуктора. Типичная скорость составляет 3600 оборотов в минуту (об / мин) в США при мощности 60 Гц и 3000 об / мин в Европе и других странах с системами электроснабжения 50 Гц. В приложениях ядерной энергетики турбины обычно работают на половине этих скоростей, 1800 об / мин и 1500 об / мин. Ротор турбины также может обеспечивать мощность только при вращении в одном направлении. Следовательно, реверсивная ступень или редуктор обычно требуются там, где требуется мощность в противоположном направлении.^{[нужна цитата ]}

Паровые турбины обеспечивают прямое вращательное усилие и, следовательно, не требуют механизма связи для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение. Таким образом, они создают более плавное вращательное усилие на выходном валу. Это способствует снижению требований к техническому обслуживанию и меньшему износу оборудования, которое они приводят в действие, чем сопоставимый поршневой двигатель.^{[нужна цитата ]}

Турбиния — первый паровая турбина -моторный корабль

В основном паровые турбины используются в производство электроэнергии (в 1990-е годы около 90% мирового производства электроэнергии приходилось на паровые турбины)^[2] однако недавнее широкое применение крупных газотурбинных установок и типичных электростанций с комбинированным циклом привело к снижению этого процента до 80% режима для паровых турбин. В производстве электроэнергии высокая скорость вращения турбины хорошо сочетается со скоростью современных электрогенераторов, которые обычно напрямую подключены к их приводным турбинам. В морской службе (впервые на Турбиния ), паровые турбины с понижающей передачей (хотя Turbinia имеет прямые турбины к гребным винтам без редуктора) доминировали в двигательных установках больших кораблей в конце 20-го века, будучи более эффективными (и требующими гораздо меньшего обслуживания), чем поршневые паровые двигатели. В последние десятилетия поршневые дизельные двигатели и газовые турбины почти полностью вытеснили паровые двигатели для морских применений.^{[нужна цитата ]}

Практически все атомная энергия установки вырабатывают электроэнергию, нагревая воду для производства пара, который приводит в действие турбину, подключенную к электрический генератор. Атомные корабли и подводные лодки либо использовать паровую турбину непосредственно в качестве главной силовой установки, а генераторы обеспечивают вспомогательную энергию, либо использовать турбо-электрическая трансмиссия, где пар гонит турбогенератор комплект с движущей силой от электродвигателей. Ограниченное количество паровые турбины железнодорожные локомотивы были изготовлены. Некоторые локомотивы с прямым приводом без конденсации действительно добились определенного успеха для грузовых перевозок на дальние расстояния в Швеция и для экспресс-перевозки пассажиров в Британии, но не повторялись. В других местах, особенно в Соединенных Штатах, более совершенные конструкции с электрической трансмиссией были созданы экспериментально, но не воспроизведены. Было обнаружено, что паровые турбины не идеально подходят для работы на железных дорогах, и эти локомотивы не смогли вытеснить классический поршневой паровой агрегат, как это сделала современная дизельная и электрическая тяга.^{[нужна цитата ]}

Работа простого паровая машина с качающимся цилиндром

Паровые машины с качающимся цилиндром

Основная статья: Паровой двигатель с качающимся цилиндром

Паровой двигатель с качающимся цилиндром представляет собой вариант парового двигателя простого расширения, который не требует клапаны направлять пар в цилиндр и из него. Вместо клапанов весь цилиндр качается или колеблется, так что одно или несколько отверстий в цилиндре совпадают с отверстиями в неподвижной поверхности порта или в шарнирном креплении (цапфа ). Эти двигатели в основном используются в игрушках и моделях из-за их простоты, но также использовались в полноразмерных рабочих двигателях, в основном на корабли где ценится их компактность. ^[63]

Роторные паровые машины

Возможно использование механизма на основе беспоршневой роторный двигатель такой как Двигатель Ванкеля вместо цилиндров и клапанная передача обычного поршневого парового двигателя. Многие такие двигатели были сконструированы со времен Джеймса Ватта до наших дней, но на самом деле было построено относительно немного, и еще меньше было запущено в серийное производство; см. ссылку внизу статьи для более подробной информации. Основная проблема заключается в сложности уплотнения роторов, чтобы сделать их паронепроницаемыми перед лицом износа и тепловое расширение; в результате утечки сделали их очень неэффективными. Отсутствие обширной работы или каких-либо средств контроля над отрезать, также является серьезной проблемой для многих таких конструкций.^{[нужна цитата ]}

К 1840-м годам стало ясно, что этой концепции присущи проблемы, и к роторным двигателям относились с некоторой насмешкой в ​​технической прессе. Однако появление электричества и очевидные преимущества управления динамо-машиной непосредственно от высокоскоростного двигателя привели к некоторому возрождению интереса в 1880-х и 1890-х годах, и некоторые конструкции имели ограниченный успех. ^{[нужна цитата ]}.

Из немногих произведенных в больших количествах проектов, компания Hult Brothers Rotary Steam Engine Company из Стокгольма, Швеция, и сферический двигатель компании Башня Бошам примечательны. Двигатели башни использовались Великая Восточная железная дорога приводить в движение осветительные динамо-машины на своих локомотивах, и Адмиралтейство для управления динамо-машиной на кораблях Королевский флот. В конечном итоге они были заменены в этих нишевых приложениях паровыми турбинами.^{[нужна цитата ]}

An эолипил вращается за счет пара, выходящего из рук. Практического использования этого эффекта не было.^{[нужна цитата ]}

Тип ракеты

Основная статья: Паровая ракета

В эолипил представляет собой использование пара принцип реактивного движения, хотя и не для прямого движения.^{[нужна цитата ]}

В более современное время использование пара в ракетной технике было ограниченным, особенно для ракетных автомобилей. Паровая ракетная техника работает, наполняя сосуд под давлением горячей водой под высоким давлением и открывая клапан, ведущий к подходящему соплу. Падение давления немедленно приводит к закипанию части воды, и пар выходит через сопло, создавая движущую силу.^[64]

Фердинанд Вербист В 1679 г. экипаж был приведен в движение эолипилом.^{[нужна цитата ]}

Безопасность

Паровые двигатели имеют котлы и другие компоненты, которые сосуды под давлением которые содержат много потенциальной энергии. Пар выходит и взрывы котлов (обычно BLEVEs ) могут и в прошлом привели к большим человеческим жертвам. Хотя в разных странах могут существовать различия в стандартах, для обеспечения безопасности применяются строгие законодательные требования, испытания, обучение, осторожность при производстве, эксплуатации и сертификации.^{[нужна цитата ]}

Режимы отказа могут включать:

• избыточное давление в котле
• недостаточное количество воды в котле вызывает перегрев и выход из строя емкости
• накопление отложений и накипи, которые вызывают местные горячие точки, особенно на речных судах, использующих грязную питательную воду
• выход из строя сосуда под давлением котла из-за ненадлежащей конструкции или технического обслуживания.
• утечка пара из трубопроводов / котла, вызывающая ожоги

Паровые двигатели часто обладают двумя независимыми механизмами для предотвращения слишком высокого давления в котле; один может быть настроен пользователем, второй обычно разработан как предельно отказоустойчивый. Такой предохранительные клапаны Традиционно использовался простой рычаг для удержания пробкового клапана в верхней части котла. На одном конце рычага находился груз или пружина, удерживающая клапан против давления пара. Ранние клапаны могли регулироваться водителями двигателя, что приводило ко многим авариям, когда водитель закреплял клапан вниз, чтобы обеспечить большее давление пара и большую мощность от двигателя. В более поздних типах предохранительных клапанов используется регулируемый подпружиненный клапан, который заблокирован таким образом, что операторы не могут вмешиваться в его регулировку, если только не нарушена герметичность. Такое расположение значительно безопаснее.^{[нужна цитата ]}

Свинец плавкие пробки может присутствовать в короне топки котла. Если уровень воды падает, так что температура короны топки значительно увеличивается, вести тает, и пар выходит, предупреждая операторов, которые затем могут вручную тушить огонь. За исключением самых маленьких котлов, выход пара мало влияет на гашение огня. Заглушки также слишком малы по площади, чтобы значительно снизить давление пара и разгерметизировать котел. Если бы они были больше, объем выходящего пара сам по себе подвергал бы опасности команду.^{[нужна цитата ]}

Паровой цикл

Основная статья: Цикл Ренкина

Смотрите также: Термодинамика и Теплопередача

Блок-схема четырех основных устройств, используемых в Цикл Ренкина. 1). Насос питательной воды 2). Бойлер или парогенератор 3). Турбина или двигатель 4). Конденсатор; куда Q= тепло и W= работа. Большая часть тепла выбрасывается как отходы.

Цикл Ренкина является фундаментальной термодинамической основой паровой машины. Цикл представляет собой компоновку компонентов, которая обычно используется для простого производства энергии, и использует фазовый переход воды (кипящая вода с образованием пара, конденсация отработанного пара, получение жидкой воды)) для обеспечения практической системы преобразования тепла / энергии. Тепло подается извне в замкнутый контур, при этом часть добавленного тепла преобразуется в работу, а отходящее тепло отводится в конденсаторе. Цикл Ренкина используется практически во всех приложениях для производства паровой энергии. В 1990-х паровые циклы Ренкина вырабатывали около 90% всей электроэнергии, используемой во всем мире, включая практически все солнечный, биомасса, каменный уголь и ядерный электростанции. Он назван в честь Уильям Джон Маккорн Рэнкин, шотландский эрудит.^{[нужна цитата ]}

Цикл Ренкина иногда называют практическим Цикл Карно потому что, когда используется эффективная турбина, Диаграмма TS начинает напоминать цикл Карно. Основное отличие состоит в том, что добавление тепла (в котле) и отклонение (в конденсаторе) изобарический (постоянное давление) процессы в цикле Ренкина и изотермический (постоянный температура ) процессы в теоретическом цикле Карно. В этом цикле используется насос для повышения давления рабочей жидкости, которая поступает из конденсатора в виде жидкости, а не газа. Перекачивание рабочей жидкости в жидкой форме во время цикла требует небольшой доли энергии для ее транспортировки по сравнению с энергией, необходимой для сжатия рабочего тела в газообразной форме в компрессоре (как в Цикл Карно ). Цикл поршневого парового двигателя отличается от цикла турбин из-за конденсации и повторного испарения, происходящих в цилиндре или во входных каналах пара.^[56]

Рабочее тело в цикле Ренкина может работать как система с замкнутым контуром, где рабочее тело рециркулирует непрерывно, или может быть системой с «открытым контуром», где отработанный пар напрямую выбрасывается в атмосферу, и отдельным источником воды. питание котла поставляется. Обычно вода является предпочтительной жидкостью из-за ее благоприятных свойств, таких как нетоксичный и инертный химический состав, изобилие, низкая стоимость и термодинамические свойства. Меркурий рабочая жидкость в турбина на парах ртути. Низкокипящие углеводороды могут использоваться в двоичный цикл.^{[нужна цитата ]}

Паровая машина внесла большой вклад в развитие термодинамической теории; Однако единственными приложениями научной теории, которые повлияли на паровой двигатель, были оригинальные концепции использования силы пара и атмосферного давления, а также знание свойств тепла и пара. Экспериментальные измерения, проведенные Ваттом на модели парового двигателя, привели к разработке отдельного конденсатора. Ватт независимо обнаружил скрытая теплота, что было подтверждено первооткрывателем Джозеф Блэк, который также консультировал Ватта по экспериментальным методикам. Ватт также знал об изменении температуры кипения воды под давлением. В остальном доработки самого двигателя носили более механический характер.^[13] Термодинамические концепции цикла Ренкина действительно дали инженерам понимание, необходимое для расчета эффективности, что помогло в разработке современных котлов высокого давления и температуры и паровой турбины.^{[нужна цитата ]}

Эффективность

Основная статья: Тепловая эффективность

Смотрите также: КПД двигателя § Паровой двигатель

Эффективность цикла двигателя может быть рассчитана путем деления выходной энергии механической работы, производимой двигателем, на энергию, передаваемую двигателю при сжигании топлива. ^{[нужна цитата ]}

Историческим показателем энергоэффективности парового двигателя была его «обязанность». Понятие долга было впервые введено Ваттом, чтобы показать, насколько его двигатели эффективнее прежних. Newcomen дизайны. Долг — это количество фут-фунты из работай доставлен сжиганием одного бушель (94 фунта) угля. На лучшие образцы дизайнов Ньюкомена приходилось около 7 миллионов, но большинство было ближе к 5 миллионам. Первоначальные конструкции Ватта с низким давлением могли обеспечить нагрузку до 25 миллионов, но в среднем около 17. Это было трехкратным улучшением по сравнению со средней конструкцией Ньюкомена. Первые двигатели Ватта, оснащенные паром высокого давления, увеличили этот показатель до 65 миллионов.^[65]

Никакой тепловой двигатель не может быть эффективнее, чем Цикл Карно, в котором тепло перемещается из резервуара с высокой температурой в резервуар с низкой температурой, а эффективность зависит от разницы температур. Для наибольшей эффективности паровые машины должны работать при максимально возможной температуре пара (перегретый пар ), и сбросить отходящее тепло при минимально возможной температуре. ^{[нужна цитата ]}

Эффективность цикла Ренкина обычно ограничивается рабочей жидкостью. Без давления, достигающего сверхкритический уровни рабочей жидкости, температурный диапазон, в котором может работать цикл, невелик; в паровых турбинах температура на входе в турбину обычно составляет 565 ° C ( слизняк предел для нержавеющей стали) и температура конденсатора около 30 ° C. Это дает теоретическое Эффективность Карно около 63% по сравнению с фактическим КПД в 42% для современной угольной электростанции. Эта низкая температура на входе в турбину (по сравнению с газовая турбина ), поэтому цикл Ренкина часто используется в качестве нижнего цикла в парогазовая турбина энергостанции.^{[нужна цитата ]}

Одно из принципиальных преимуществ цикла Ренкина перед другими заключается в том, что на стадии сжатия требуется относительно небольшая работа для приведения в действие насоса, поскольку в этот момент рабочая жидкость находится в жидкой фазе. За счет конденсации жидкости насос потребляет от 1 до 3% мощности турбины (или поршневого двигателя) и способствует гораздо более высокому КПД в реальном цикле. Преимущество этого несколько теряется из-за более низкой температуры подводимого тепла. Газовые турбины например, температура на входе в турбину приближается к 1500 ° C. Тем не менее, КПД реальных больших паровых циклов и больших современных газовых турбин простого цикла достаточно хорошо согласованы.^{[нужна цитата ]}

На практике цикл поршневого парового двигателя с выпуском пара в атмосферу обычно имеет КПД (включая котел) в диапазоне 1–10%, но с добавлением конденсатора, клапанов Корлисса, многократного расширения и высокого давления пара. / температура, она может быть значительно улучшена, исторически составляя 10–20% и очень редко немного выше.^{[нужна цитата ]}

Современная большая электростанция (вырабатывающая несколько сотен мегаватт электроэнергии) с паровой подогрев, экономайзер и т. д. достигнут КПД в среднем 40%, а наиболее эффективные агрегаты достигают 50% теплового КПД.^{[нужна цитата ]}

Также можно улавливать отходящее тепло, используя когенерация в котором отработанное тепло используется для нагрева рабочей жидкости с более низкой точкой кипения или в качестве источника тепла для централизованного теплоснабжения с помощью насыщенного пара низкого давления. Джон Энис, «Замечания о обязанностях паровых двигателей, использовавшихся в шахтах Корнуолла в разные периоды», Сделки института инженеров-строителей, Том 3 (14 января 1840 г.), стр. 457

Рекомендации

• Браун, Ричард (2002). Общество и экономика в современной Британии 1700-1850 гг.. Тейлор и Фрэнсис. ISBN  978-0-203-40252-8.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Чапелон, Андре (2000) [1938]. La locomotive à vapeur [Паровоз] (На французском). Перевод Карпентера, Джорджа В. Камдена Миниатюрные паровые службы. ISBN  978-0-9536523-0-3.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Крамп, Томас (2007). Краткая история эпохи пара: от первого двигателя до лодок и железных дорог.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Юинг, сэр Джеймс Альфред (1894). Паровая машина и другие тепловые машины. Кембридж: Издательство университета.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Хиллз, Ричард Л. (1989). Power from Steam: история стационарного парового двигателя. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-34356-5.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Хантер, Луи С. (1985). История промышленной энергетики в США, 1730–1930 гг.. Vol. 2: Сила пара. Шарольтсвилль: Издательство Университета Вирджинии.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Хантер, Луи С .; Брайант, Линвуд (1991). История промышленной энергетики в США, 1730–1930 гг.. Vol. 3: Передача власти. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN  978-0-262-08198-6.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Ландес, Дэвид С. (1969). Свободный Прометей: технологические изменения и промышленное развитие в Западной Европе с 1750 года по настоящее время. Кембридж, штат Нью-Йорк: Пресс-синдикат Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-09418-4.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Макнил, Ян (1990). Энциклопедия истории техники. Лондон: Рутледж. ISBN  978-0-415-14792-7.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Марсден, Бен (2004). Идеальный двигатель Ватта: пар и эпоха изобретений. Издательство Колумбийского университета.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Наг, П. К. (2002). Электростанция. Тата Макгроу-Хилл Образование. ISBN  978-0-07-043599-5.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Пэйтон, Филип (2004). «Тревитик, Ричард (1771–1833)». Оксфордский национальный биографический словарь (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета. Дои:10.1093 / ссылка: odnb / 27723.CS1 maint: ref = harv (связь) (Подписка или Членство в публичной библиотеке Великобритании требуется.)
• Пибоди, Сесил Хобарт (1893). Термодинамика парового двигателя и других тепловых двигателей. Нью-Йорк: Wiley & Sons.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Робинсон, Эрик Х. (март 1974 г.). «Раннее распространение энергии пара». Журнал экономической истории. 34 (1): 91–107. Дои:10.1017 / S002205070007964X. JSTOR  2116960.
• Роза, Джошуа. Современные паровые двигатели (1887 г., перепечатка 2003 г.)
• Стюарт, Роберт (1824). Описательная история парового двигателя. Лондон: Дж. Найт и Х. Лейси.
• Ван Римсдейк, Дж. Т. Иллюстрированная история Steam Power (1980).

дальнейшее чтение

• Терстон, Роберт Генри (1878). История развития парового двигателя. Международная научная серия. Нью-Йорк: Д. Эпплтон и компания. OCLC  16507415.

внешняя ссылка

• Анимированные двигатели — иллюстрирует различные двигатели.
• Howstuffworks — «Как работают паровые двигатели»
• Видео с паровым двигателем 1900 года на гребном пароходе Unterwalden

3+1: на пороге промышленной революции

Как происходили глобальные изменения привычного
уклада жизни и какие трансформации уже поджидают нас впереди?
Роботизация, искусственный интеллект, освоение планет и
«глобальная деревня» уже случились, а дальше – еще
интереснее.  

К сути

Внимание представителей науки было приковано к «промышленной
революции» еще с момента трансформаций в Великобритании.
Представления о явлении много менялись, но суть очень точно
описали ученые конца XIX – начала XX в. Они считали промышленную
революцию важнейшим историческим этапом, подчеркивая при этом
«революционность» и значимость всех технических изменений. Это
довольно кратковременный насыщенный период «великих» изобретений,
предпосылки которого возникли еще задолго до «технобума». 

Сейчас под промышленной революцией понимается процесс перехода от
аграрной экономики с ручным трудом и ремесленным производством к
индустриальному обществу с машинным производством. Все начиналось
в Англии…  

Фабрика. Гравюра, XIX век

Источник: РБК Тренды

Начало по-английски

Историческим пионером индустриализации в Европе стала
Великобритания, где все произошло во второй половине XVIII –
первой половине XIX в. По мнению Арнольд
Джозеф Тойнби, точка отсчета — 1760 г. Ученый
указывает, что «до 1760 года в Англии держалась старая
промышленная система; ни одно великое механическое изобретение не
было ещё введено». 

«Великая индустриальная революция» была связана с переходом от
ручного труда к машинному, от мануфактуры к фабрике. Одной из
предпосылок стало изобретение парового двигателя, который свое
первое промышленное применение нашел в угольной промышленности.
Паровую машину предложил Джеймс Уатт в 1778
году, после чего примерно в четыре раза снизилась
себестоимость угледобычи. А потом ее модификации появились и в
хлебопечении, и в других отраслях. Позже, во второй половине
XVIII — первой половине XIX века, появились токарные и
фрезерные станки, которые улучшили качество паровых машин.

Паровые машины,
сконструированные Уаттом, работали на насыщенном паре
низкого давления 0,2–0,3 МПа, совершая при этом небольшом
число оборотов в минуту. Это помогло понизить в
несколько раз расход угля на л.с./ч (лошадиную силу в час) по
сравнению с предыдущими разработками. Также водяное колесо
из горнорудной промышленности было полностью
вытеснено.

Универсальная паровая

машина Уатта

Источник: Энергетика

Паровая машина Уатта (общий вид)

Источник: Энергетика

Промышленную революцию можно сравнить с искрящимся
салютом: ярким и недолгим. В это время молниеносно
происходят технооткрытия. В конце XVIII — начале XIX века
английские и американские инженеры совместили бойлер и двигатель:
появились паровозы и пароходы. Коммуникация становилась
налаженной, а жизнь людей проще. Ускорилось и получение
информации: на железных дорогах появились газеты и сложились
первые медиаконцерны. 

Так, за короткое время паровые машины пришли на замену ручному
труду, коммуникации стали надежнее благодаря появлению телеграфа,
созданного российским ученым
Павлом Шиллингом, зародилась химическая
индустрия, а за счет газового освещения увеличился рабочий
день.  

Уровень жизни стал выше, а продолжительность жизни больше. С VI
по XIX век население Европы никогда не превышало 180 млн человек,
а с 1801 по 1914 год оно выросло до 460 млн человек. 

Версии 2.0 и 3.0

Вторая промышленная революция началась во второй половине
XIX века и продолжалась до начала ХХ века. Ее главная
черта – освоение поточного производства, широкое применение
электричества и химикатов. В первом случае речь об автомобиле –
инновации того времени. А затем массовое производство расширилось
и на другие сферы. 

 Лунная станция «ЛУНА 25»

Источник: РИА

Третья промышленная революция началась в начале ХХ века и длилась
до начала XXI. В это время произошел переход в производстве к
применению информационно-коммуникационных технологий и заложился
прочный фундамент постиндустриального общества.

Что происходит сейчас? 

Первые три промышленные революции случились закономерно – все
развивалось последовательно и линейно. А масштабы четвертой
промышленной революции, глубина и широта изменений увеличиваются
по экспоненте. И это касается не только производственной сферы.
Меняются парадигмы общения, получения и распространения
информации. Но обо всем по порядку. 

Робот FEDOR

Источник: PVSM

Четвертая промышленная революция уже началась. Старт произошел в
10-е годы XXI века и все еще продолжается. Для нее характерно
полностью автоматизированное производство, линии и изделия,
которые взаимодействуют друг с другом и с потребителями в
рамках концепции интернета вещей. 

Но вернемся к технологиям. Самыми яркими прорывами стали:
искусственный интеллект, роботизация, беспилотные автомобили,
трехмерная печать, нано- и биотехнологии, новейшие материалы,
способы накопления и хранения информации. 

Кстати, главной предпосылкой стал интернет, который изменил
привычный уклад жизни во всех сферах человеческой деятельности.
Сейчас цифровизация пронизывает все ее уголки. Так, например,
российские ученые работают над созданием цифрового двойника
Байкала, а технологии дополненной реальности помогают проводить
самые сложные медицинские операции. 

Другая важная тенденция – роботизация. Многие страны нацелены на
освоение планет и Луны. И тут на помощь придут роботы, которые
предварят появление человека на «лунной земле». Они уже помогают
космонавтам во время космических полетов, применяются для научных
исследований и выполняют множество операций. Будущее уже
здесь. И самое интересное впереди. 

Фото на главной странице: Twitter

Фото на странице: infourok

Steam Engine — Bilder und Stockfotos

45.837Bilder

• Bilder
• Fotos
• Grafiken
• Vektoren
• Videos

AlleEssentials

Niedrigster Preis

Signature

Beste Qualität

Durchstöbern Sie 45.

837 steam engine Stock- Фотографии и фотографии. OdersuchenSienachdamfmaschineoderПромышленная революция, um noch mehr faszinierende Stock-Bilder zu entdecken.

демпфер — стоковые фотографии и изображения паровых двигателей

Dampflok

abbildung transportfahrzeug dumpfzug auf schienen. идеальный материал для педагогических и институциональных материалов — паровой двигатель, графика, клипарт, мультфильмы и символы

Abbildung TransportFahrzeug Dampfzug auf Schienen. Ideal für pädag

alte dumpfeisenbahn in rauch aufspüren — стоковые фото и фото паровых двигателей

Alte Dampfeisenbahn in Rauch aufspüren

langzeitberichtungsaufnahme einer vorbeifahrenden dumpflokomotive — стоковые фото и фото паровых двигателей

Langzeitbelichtungsaufnahme einer vorbeifahrenden Dampflokomotive

винтажный старый локомотив Zug Maschine Design Vector fotos und bilder

Historischen Dampfzug voller Laufgeschwindigkeit Brocken Berg in…

historische deutschen dumpfeisenbahn durch die felder in sprin — стоковые фото и фото парового двигателя

Historische deutschen Dampfeisenbahn durch die Felder in sprin

Historische deutsche Dampfeisenbahn im Frühjahr, Rügen, Deutschland

luxus alte kutsche — steam engine stock-fotos und bilder

Luxus alte Kutsche

Innenraum des luxuriösen alten Zugwaggons

dampflokomotive mit waggons im harz — фото и фото парового двигателя

Dampflokomotive mit Waggons im Harz

bewegung — фото и фото парового двигателя

Bewegung

Dampf weht Hinter den Fahrwerken einer historischen Lokomotive hervor.
Bitte sehen Sie sich meine verwandten Sammlungen an…
[url=Suche/Lightbox/7431206] [img]http://i161.photobucket.com/albums/t218/dave9296/Lightbox_Vetta.jpg[/img][/url]
[url=Suche/Lightbox/6161389] [img]http://i161.photobucket.com/albums/t218/dave9296/Lightbox_Vint_Trans2-V2.jpg[/img][/url]
[url=Suche/Lightbox/4719824] [img]http://i161.photobucket.com/albums/t218/dave9296/Lightbox_travelers-V2.jpg[/img][/url]

dumpfzug rasender roland auf rügen — паровой двигатель фото и фото

Dampfzug Rasender Roland на Рюгене

Die Rasende Roland, eine historische Dampfeisenbahn на Insel Rügen, fährt in den Bahnhof des Ostseebades Sellin.

jakobitischer dumpfzug passiert das glenfinnan viadukt mit den bergen im hintergrund in schottland. zug, der im harry-potter-film verwendet wurde. — фото и фото паровых двигателей

Jakobitischer Dampfzug passiert das Glenfinnan Viadukt mit den…

sonderzug mit br 01.202 ex-db в Веттингене — фото и фото паровых двигателей

Sonderzug mit BR 01. 202 ex-DB в Веттингене

züge -frontview — фондовая графика парового двигателя, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Züge-Frontview 9

Dampfzug

Oldtimer-Dampflokomotive und -zug in der ehemaligen DDR

trainieren sie auf eisenbahnbrücke mit outdoor-landschaft — steam engine stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole en

Trainieren sie auf eisenbahnbrücke mit outdoor-landschaft Sie auf Eisenbahnbrücke mit Outdoor-Landschaft

ретро паровоз локомотив с вектором движения. Алле борд! — паровой двигатель сток-графикен, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Ретро паровоз Локомотив мит Раух Вектор. Алле Борд!

Алле на борд! Oldtimer-Dampfzuglokomotive mit Rauchpuff-isolierter Vektorillustration, Pufferbahn unterwegs

демпфлокомотив fährt durch die wüste — паровой двигатель сток-фотографии и изображения Cartoons und -symbole

Glückliche Kinder Reiten einen Spielzeug-Eisenbahn

alte dumpflokomotive bei nacht — паровой двигатель стоковые фотографии и изображения

alte Dampflokomotive bei Nacht

демпфер — фото и фотографии паровых двигателей

Dampflok

демпфированные двигатели в Нидерландах — фотографии и изображения паровых двигателей

демпфированные двигатели в Нижней Австрии шотландия. — стоковые фото и фотографии парового двигателя

Паровоз на Glenfinnan-Überführung. Шотландия.

zug mit dumpflokomotive — фото и фото парового двигателя

Zug mit Dampflokomotive

Dampfzug verlässt bayerisches Dorf

sitz in einem alten retro-triebwagen eines dumpfzuges — фото и фото парового двигателя

Sitz in einem alten Retro-Triebwagen eines Dampfzuges

Sitzplatz in einem alten Retro-Triebwagen der SDG Lößnitzgrundbahn. Innenraum eines Schmalspur-Dampfzuges. Das historische Verkehrsmittel ist ein Reiseziel.

Дэвид Ллойд Джордж, Ffestiniog und Welsh Highland Railway, Уэльс — фото и фотографии парового двигателя

David Lloyd George, Ffestiniog und Welsh Highland Railway, Уэльс 9Монохромный дизайн 0003 сочетается с ретро-дизайном в стиле ретро. масштабируемая векторная графика. — графика парового двигателя, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Monochromes Muster Design mit Retro-Zug auf Schienen. …

durchbrücke und lokomotive — графика парового двигателя, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Durchbruch-Brücke und Lokomotive

betriebene dumpfzug — стоковые фотографии и изображения паровых двигателей

alten zug mit dumpflokomotive — стоковые фотографии и изображения паровых двигателей

Alten Zug mit Dampflokomotive

Alte Dampflokomotive im Vintage-Stil

локомотив линия искусство символ вектор einfache минималистская иллюстрация vorlage символ grafikdesign. Retro- oder vintage-zugschild oder symbol für den transport mit typografie-konzept — паровой двигатель сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Lokomotive Line Art Symbol Vektor einfache minimalistische…

vorderansicht des steam locomotive — паровой двигатель сток -fotos und bilder

Vorderansicht des паровоз 9

Dampf-Personenzug ziehen in Picknick — фото и фотографии парового двигателя -clipart, -cartoons und -symbole

Паровоз

Baupläne für dumpflokomotiven — паровой двигатель Stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole

Baupläne für Dampflokomotiven

metalldampflokomotive seitenansicht isoliert auf weiß — паровой двигатель stock-fotos0002 Metalldampflokomotive Seitenansicht isoliert auf weiß

Seitenansicht der Dampflokomotive aus Metall auf Weiß isoliert. 3D-Rendering

nachbau einer alten englischen dampflokomotive — steam engine stock-fotos und bilder

Nachbau einer alten englischen Dampflokomotive

Altenglische Dampflokomotive im Kleinformat

alte dampflokomotive — steam engine stock-fotos und bilder

Alte Dampflokomotive

dampflokomotive in den schweizer alpen — стоковые фото и фотографии парового двигателя

Dampflokomotive in den Schweizer Alpen

Trainieren sie abstraktes schwarzes vektor-logo-design-bild — паровой двигатель Stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbole — стоковые фото и фотографии паровых двигателей

Deutsche Zug mit Dampflokomotive

Dampfzug mit schwarzem Rauch auf Insel Rügen, Norddeutschland

planzeichnung eines aufzugs, brüder otis, new york0002 Planzeichnung eines Aufzugs, Brüder Otis, New York

Illustration aus dem 19. Jahrhundert.

historischer zug auf der insel rügen — steam engine stock-fotos und bilder

Historischer Zug auf der Insel Rügen

Historische Dampflok auf Insel Rügen in Deutschland

Steam Train Stock-Fotos und Bilder

• CREATIVE
• EDITORIAL
• VIDEOS

• Beste Übereinstimmung
• Neuestes
• Ältestes
• Am beliebtesten

Alle Zeiträume24 Stunden48 Stunden72 Stunden7 Tage30 Tage12 MonateAngepasster Zeitraum

• Lizenzfrei
• Lizenzpflichtig
• RF und RM

Lizenzfreie Kollektionen auswählen >Editorial-Kollektionen auswählen >

Bilder zum Einbetten

Durchstöbern Sie 18.

440 паровоз Фото и фотографии. Odersuchen Sie nach eisenbahn oder eisenbahnwaggon, um noch mehr faszinierende Stock-Bilder zu entdecken.

die jacobite lokomotive und glenfinnan-viadukt — паровоз stock-fotos und bilderalte dumpflokomotive — паровоз stock-fotos und bilderold old fashioned steam train — паровоз stock-fotos und bildersepia vintage-dampflokomotive aus dem lokomotive — паровоз stock-fotos und bildereuropäische паровоз-набор иконок — паровоз сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символыпоезд — паровоз сток-фото и бильдерфурка-банхоф — паровоз сток-фото и бильдерлауфер-медхен ист erschöpft in den nebligen morgen ruhen. — Паровоз стоковые фотографии и билдердампф betriebene maschinen und geräte — паровоз стоковая графика, -клипарт, -мультфильмы и -символыampflok im furka-pass-tal — паровоз стоковые фотографии и билдерглэннфиннан через воздуховод на поезде королевского шотландца — паровоз stock-fotos und bilderverlassen sie den bahnhof — паровоз stock-fotos und bildersteam locomotive rädern — паровоз stock-fotos und bilderdampflok im furka-pass-tal — паровоз stock-fotos und bilderbetriebene dumpfzug — паровоз stock-fotos und bilderretro- zug — сток-графика паровоза, -клипарт, -мультфильмы и -символизм с демпфлокомотивом, который находится на улице Брюке — паровоз сток-фото и бильдергермания, саксония-анхальт, национальный парк гарц, броккенская железная дорога зимним вечером — сток-фото паровоза und bilderder station master — стоковые фото паровоза и бильярдный локомотив — стоковая графика паровоза, -клипарт, -мультфильмы и -символы ampflok фон Джордж Стефенсон 1814 — стоковая графика паровоза, -c lipart, -cartoons und -symbolesepia vintage alte dumpflokomotive am bahnhof — паровоз стоковые фото и картинки -symbollangollen железная дорога — паровоз стоковые фото и изображения zug — паровоз стоковые графики, -клипарт, -мультфильмы и -символы с демпфлокомотивами — паровоз стоковые фото и фотопаровоз «mocanita» идущий в карпаты в румынии. — фото паровоза и изображения паровоза приближается — фото паровоза и изображения паровоза, город наследия форт стил, британская колумбия, канада. — стоковые фотографии паровоза и выгравированные изображения тракторов с паровым плугом — стоковые фото паровоза и бильдерхарри поттер цуг в шотландии — стоковые фото паровоза и бильдербевегунг — стоковые фото паровоза и фото паровоза, проезжающие мимо пейзажа на фоне неба — стоковые фотографии паровоза и изображение спереди старого паровозаЛокомотив 99 использовался на железной дороге New York Central и Hudson River Railroad. Датированный 19-го века. паровоз на железнодорожных путях — паровоз сток-фото и бильдершвитценде sportlerin reigt ihre brille vor kondensation. — стоковые фотографии паровоза и учительница со студенткой, добавляющей перец в кастрюлю на коммерческой кухне набор — паровоз сток-графика, -клипарт, -мультфильмы и -символыпаровоз на железнодорожной станции тампере fotos und bilderlokomotive — сток-графика паровоза, -клипарт, -мультфильмы и -symbolesteam локомотив und die bahngleise, kinder-spielzeug, nahaufnahme — паровоз сток-фотографии и bilderwhite pass & yukon route 73 паровоз и локомотив, покидающие Скагуэй-Аляска для живописная поездка в Уайтхорс-Юкон — паровоз стоковые фотографии и фотографииЛокомотив-паровоз Якобита на железной дороге Вест-Хайленд пересекает знаменитое туристическое место виадука Гленфиннан в Highlands of Scotland. train на железнодорожных путях против неба — паровоз стоковые фото и бильдерчу-чу цуг — паровоз сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символик, шотландия, горная местность, виадук гленфиннан с проходящим паровозом это — стоковые фотографии паровоза и изображения локомотивов — стоковые изображения паровозов, -клипарты, -мультфильмы и -символы в денбергене (hdri) — стоковые фото и изображения паровозов betriebene maschinen und geräte — паровозные стоковые изображения , -клипарт, -мультфильмы и -символ старый поезд с большим дымом в зимнее время в молдове, буковине. Румыния. — фото и фотографии паровоза паровой поезд на виадуке в тоскане, италия — сток фото и изображения паровозаWest Highlander. № 44767 «Джордж Стефенсон» отрывается от виадука Гленфиннан по трассе 11.10 из Форт-Уильяма в Маллиаг. 19Июль 1984 г., United…train at Goathland Railway station — стоковые фото и изображения паровоза с демпфлокомотивом, движущимся в ландшафте — стоковые фото и изображения паровоза 100

44.238 паровоз Стоковые фото, картинки и изображения

Vintage steam train locomotive, engraving style vector illustration. на коричневом фоне. шаблон дизайна логотипа.

Иллюстрация симпатичного улыбающегося поезда на белом фоне

Старый паровоз

Старинный железнодорожный паровоз на осеннем фоне

Паровоз в клубах дыма едет по железной дороге, увозя туристов в ретро-поезде

Векторный шаблон с локомотивом, винтажным поездом.

Векторная красочная страница с 3d моделью поезда и ярким пейзажем. красивая векторная иллюстрация с путешествием на поезде. старинный ретро поезд графический вектор.

Паровоз мчится на большой скорости в сумерках, а из его трубы идет дым

Исторический паровоз проезжает по полям

Паровоз

Черно-белое фото человека в винтажной одежде, идущего по старой железнодорожной станции

Паровоз

Иллюстрация ретро-поезда на белом фоне. элемент дизайна для логотипа, этикетки, эмблемы, знака. иллюстрация

Виадук Гленфиннан — железнодорожный виадук на западной линии Хайленд в Гленфиннане, Инвернессшир, Шотландия.

Виадук Гленфиннан — железнодорожный виадук на западной линии Хайленд в Гленфиннане, Инвернессшир, Шотландия.

Старый паровоз, вид спереди — старинный поезд

Иллюстрация, транспортное средство, паровоз на рельсах. идеально подходит для учебных и институциональных материалов

Удивительный милый рождественский поезд идет через фантастический зимний лес на северном полюсе. необычная рождественская 3d иллюстрация

Винтажная гравировка в стиле векторной иллюстрации высокоскоростного локомотива

Старый паровоз поезд транспортный эскиз штриховая графика гравировка векторная иллюстрация. имитация стиля скретч-борда. черно-белое рисованное изображение.

Мультяшная контурная векторная иллюстрация улыбающегося поезда, книжка-раскраска для детей.

Шаблон дизайна винтажного паровоза. значок поезда или транспорта.

Дизельный двигатель, движущийся на белом фоне. наброски от руки коричневыми чернилами, нарисованные вручную, схематичны в художественном стиле в стиле каракулей на бумаге. вид сбоку с местом для текста на небе

Паровой двигатель ночью

Панорама якобитового паровоза на старом мосту, шотландия

Векторизованный ручной рисунок винтажного синего личного небольшого паровоза

Страсбург, штат Пенсильвания — 26 августа 2019 г.: поезда на страсбургской железной дороге в страсбурге, штат пенсильвания.

Иконка, связанная с железной дорогой, на заднем плане для графического и веб-дизайна. простой векторный знак. символ интернет-концепции для кнопки веб-сайта или мобильного приложения

Старый грузовой паровоз

Мультяшный красочный поезд на белом

Векторный черно-белый бесшовный рисунок ретро-двигателей. вектор повторить фон старинных поездов, изолированные на белом фоне. мультяшный стиль бесконечная иллюстрация старых поездов для детей

Черно-белая переделка старинного паровоза на бетонном мосту

Старинный железнодорожный паровоз на осеннем фоне

Иллюстрации ретро-поездов с вагонами. вектор поезд локомотив, вагон на железной дороге

Паровоз на эстакаде невесты, пересекая реку в горах.

Паровоз

Шаблон дизайна винтажного паровоза. значок поезда или транспорта.

Иллюстрация локомотива, дизайн эмблемы в винтажном стиле

Набор векторных шаблонов с локомотивом, винтажный поезд

Иллюстрация плаката локомотива, дизайн эмблемы в винтажном стиле

Паровоз

Поезд-призрак

Паровоз в открытой сельской местности транспортная концепция

Старый паровоз у железнодорожной станции.

Паровоз Jacobite на старом виадуке в Гленфиннане на фоне гор и озера Шил, Шотландия

Паровоз на белом фоне 3d иллюстрация

Старый паровоз ночью в Германии

Дизельный двигатель, движущийся на белом фоне. наброски от руки коричневыми чернилами, нарисованные вручную, схематичны в художественном стиле в стиле каракулей на бумаге. вид сбоку с местом для текста на небе

Плоский векторный веб-баннер на тему путешествия на поезде, паровозе, отдыхе, горном пейзаже, железной дороге, приключениях. закатное небо. мост, горная железная дорога. стильный современный плоский дизайн.

Старинный паровоз на рельсах крупным планом на белом фоне, ретро-автомобиль, паровой двигатель

Паровоз изолировать на белом

Старый пассажирский поезд, идущий по рельсам через лес. ретро-локомотив с паровым двигателем, дымом и большими лампами. Паровоз на белом фоне ретро американского паровоза

Винтажный черный паровоз

Паровоз

Камбрийский горный экспресс. Сохранившийся паровоз 45305 направляется по Камбрийскому горному экспрессу через Арматуэйт, по железной дороге Усадьба-Карлайл.

Старый паровоз ретро-винтаж

Страсбург, Пенсильвания — 26 августа 2019 г.: поезда на Страсбургской железной дороге в Страсбурге, Пенсильвания.

Исторический паровоз пересекает виадук Гленфианн

Моканита, паровоз из марамуреша, румыния.

Старинный паровоз, несущийся на скорости по рельсам, ретро-автомобиль, паровой двигатель

Набор иконок, связанных с железной дорогой, на квадратном фоне для графического и веб-дизайна. простой векторный знак. символ интернет-концепции для кнопки веб-сайта или мобильного приложения

Женщина в винтажной одежде прибывает или отправляется из паровоза.

Моканита, паровоз из марамуреша, румыния.

Паровоз, Лунц-ам-Зее, Нижняя Австрия, Австрия

Замковый парк Брешии старинный угольный локомотив

Йорк, Великобритания — 12 августа 2019 года: одноместный паровоз Stirling в Национальном железнодорожном музее в Йорке

Тонированный. старый черный и красный паровоз с размытием движения. применен старый фотоэффект.

Тонированный. старый черный и красный паровоз с размытием движения. применен старый фотоэффект.

Иллюстрация ретро-поезда на белом фоне. элемент дизайна для логотипа, этикетки, эмблемы, знака. векторная иллюстрация

Ретро паровоз, винтажный эскиз поезда векторная иллюстрация

Черные силуэты старинных американских паровозов

Лланголлен, Уэльс, Соединенное Королевство — 27 августа 2018 года: паровоз с железной дороги Лланголлен

Иллюстрация ретро-черного поезда локомотива на красном фоне.

Шаблон отпечатков винтажных локомотивов с надписью и движущимся ретро-промышленным поездом на белых и черных рубашках изолированных векторных иллюстраций0003

Ретро-поезд, векторная иллюстрация винтажной эмблемы.

Старый паровоз на железнодорожной станции.

Мчащийся паровоз. перенесенное изображение ретро-поезда в движении.

Иллюстрация ретро-поезда на белом фоне. элемент дизайна для логотипа, этикетки, эмблемы, знака. векторная иллюстрация

Три железные дороги

Иллюстрация ретро-поезда на белом фоне. элемент дизайна для логотипа, этикетки, эмблемы, знака.

Векторный графический дизайн старого поезда.

Набор ретро-локомотивов на белом фоне. элементы дизайна для логотипа, этикетки, эмблемы, знака. векторное изображение

Набор старых поездов. рисунок локомотива. паровой транспорт. векторная графика для дизайна

Значок старого поезда. рисунок локомотива. паровой транспорт. векторная графика для дизайна.

Иллюстрация ретро-поезда на белом фоне. элемент дизайна для логотипа, этикетки, эмблемы, знака.

Иллюстрация значка талисмана винтажного паровоза или поезда, мчащегося на полной скорости, приближающегося к зрителю на изолированном фоне в стиле ретро.

Мощный паровой двигатель, тянущий за собой старинный поезд.

Винтажные белые локомотивные этикетки поездов с железнодорожными вагонами, билеты на светофор на черном фоне, изолированные векторные иллюстрации поезд пересекает мост такаяя на линии тадами с прекрасным осенним сезоном.

Старые паровозы идут так, медленная остановка под мостом

Паровоз K1 номер 62005 на железной дороге Мифолмс, Кейли и Ворт-Вэлли, Западный Йоркшир, Великобритания — февраль 2008 г.

Мост Миямори и паровоз в Тоно, Ивате, Япония может привести к вызывающим воспоминания и атмосферным сценам. Ричард Маквей расскажет вам о некоторых основных методах, которые помогут вам сделать удачные снимки парового двигателя

.

‘Ранний утренний пар’

1.

Проведите небольшое исследование, чтобы найти лучшие места

Перед тем как делать какие-либо снимки, убедитесь, что вы подписались на несколько списков рассылки. Эти ресурсы всегда предлагают интересные дни для посещения. Попробуйте следующее:

• www.facebook.com\30742charters — эта группа продвигает чартеры по стране как на стандартных, так и на узкоколейных железных дорогах.

• www.timelineevents.org — они предоставляют широкий спектр чартерных услуг от железных дорог и водного транспорта до авиации, а также многое другое между

Когда я снимаюсь, я в основном езжу на железную дорогу долины Северн в Вустершире. Я езжу туда уже много лет, так что знаю линию достаточно хорошо. Они публикуют расписания и информацию о том, какие локомотивы работают, и, что не менее важно, в какую сторону обращен паровой двигатель — вы, очевидно, хотите убедиться, что смотрите на него спереди, когда он приближается к вам. Кроме того, Карты Google очень полезны для поиска новых местоположений и доступа.

«Король и пар»

2. Используйте зум-объектив, чтобы запечатлеть поезд и окружающую среду.

Чаще всего я использую зум-объектив 24–105 мм (на полнокадровой камере Canon EOS 5D Mark III). Использование зум-объектива позволит вам сделать полнокадровый снимок поезда и окружающей сельской местности. Я стараюсь не уменьшать масштаб больше 50 мм при заполнении кадра локомотивом, так как дисторсия объектива может либо искривить, либо удлинить его.

«У реки»

3. Подумайте о том, чтобы оставить штатив дома

Я стараюсь не использовать штатив для железнодорожной фотографии, так как важно сохранять гибкость движения. Тем не менее, вы можете взять с собой легкий и портативный монопод на всякий случай.

Исключение составляют ночные снимки, когда выдержка может составлять несколько секунд, и вам понадобится хороший штатив, чтобы камера была устойчивой.

«Просроченные товары»

4.

Установите камеру в ручной режим и убедитесь, что вы слегка переэкспонировали сцену.

Настройте камеру на ручную экспозицию и максимально низкое значение ISO, в идеале 100. Если вы используете автоматический режим, режим приоритета диафрагмы или выдержки, вы можете обнаружить, что если поезд находится далеко, он становится темным объектом в колодце. экспонированный пейзаж или яркий объект на переэкспонированном фоне. Сделайте несколько пробных снимков до прибытия локомотива и установите экспозицию так, чтобы он был немного ярче, чем обычно. Таким образом, локомотив, который обычно темно-зеленого или черного цвета, приемлемо выставлен напоказ.

«Приближается к Арлею II»

5. Выберите короткую выдержку

В ручном режиме вы можете установить желаемую скорость, которая часто составляет около 1/250 с. На традиционных железных дорогах скорость движения поездов ограничена 25 милями в час, поэтому вам не нужна очень короткая выдержка для получения четких снимков. На самом деле, иногда я замедляю его, возможно, до 1/60 или 1/30, так что колеса и клапанный механизм размыты, чтобы создать впечатление скорости. Имейте в виду, что это может быть немного сложно, так как вам нужно панорамировать, чтобы локомотив оставался четким. Вы всегда можете потренироваться, оттачивая свои навыки панорамирования на обочине дороги и снимая машины.

«Домой»

6. Займите правильное положение

Большинство моих снимков поездов сделаны с ракурсом 3/4. Это означает, что я снимаю спереди и сбоку приближающегося поезда. У меня есть пропуск на железную дорогу долины Северн, поэтому я могу добраться до разных мест, которые доступны не всем. Тем не менее, на железной дороге Северн-Вэлли есть много хороших мест, до которых можно добраться без необходимости находиться на линии.

Мне нравится быть на уровне глаз поезда, чтобы не смотреть на объект снизу или вверх. Это мое личное предпочтение, и это означает, что я могу включить выхлоп, не обрезая его в верхней части рамы.

«Раннее прибытие»

7. Используйте функцию AI Servo вашей камеры для получения четких снимков

Я снимаю на камеры Canon, что означает, что я могу воспользоваться преимуществами режима AI Servo Auto Focus с одной точкой фокусировки, которую я выбираю в зависимости от того, где в кадре будет движение. У каждого производителя камеры есть своя версия этого, поэтому обратитесь к руководству по эксплуатации вашей камеры.

Использование этого режима означает, что камера и объектив отслеживают фокус движущегося двигателя. Обычно я стремлюсь сфокусироваться примерно на 1/3 сбоку от поезда для кадра 3/4, чтобы получить приемлемую глубину резкости при диафрагме около f/8. Я не всегда улавливаю это правильно, но в основном это работает для меня, и я, вероятно, сделаю пять или шесть снимков по мере приближения движения.

«Пар через сельскую местность»

8. Старайтесь не включать какие-либо современные детали

Если вы просмотрите мои изображения, вы увидите, что они выглядят так, как будто их можно было вернуть во времена пара. Это результат того, что я не люблю включать ничего, что указывает на 21-й век. Это хороший способ создать вневременные и классически выглядящие кадры.

«В сарае»

9. Подумайте о своей композиции

Когда вы прибудете на место, рассмотрите фон — есть ли что-нибудь, что добавит интереса, например, сигнал или сигнальная будка, дерево или перекресток, где соединительная линия может обеспечить хороший ввод. Если можете, также постарайтесь, чтобы бегущая строка входила в кадр из одного из нижних углов кадра.

«Ежедневные обязанности»

10. Снимайте на морозе

Паровоз — это пар, и он станет ключевым элементом любого изображения. В более теплый день у вас очень мало выхлопных газов, поэтому убедитесь, что вы выходите на улицу в день, когда температура около нуля и кажется, что пар идет отовсюду. Тогда вы получите очень впечатляющий выхлоп с большим количеством атмосферы.

«Снег и товары»

11.

Снимайте рано утром или днем

Идеальные условия для съемки — холодный яркий день при низком солнце, поэтому лучше всего снимать утром или днем. Зима — особенно хорошее время года, так как солнце всегда довольно низко. Если солнце стоит достаточно низко, выхлопная труба освещается снизу, а если солнце находится на 3/4 позади поезда, вы можете получить отличный отблеск сбоку от локомоции.

«Последний поезд»

12. Используйте летний свет в своих интересах

Это не значит, что летом нельзя стрелять. На самом деле, в яркий солнечный день с солнцем за спиной можно получить несколько отличных кадров. Если вы можете выбрать место на склоне, двигатель будет работать интенсивнее и даст больше выхлопа, а это значит, что вам не придется ждать холодной зимы.

«Через поля»

13. Снимайте неподвижные поезда, чтобы получить отличные детали

Большинство моих снимков сделаны вдали от станций и людей, но если вы хотите получить детализированные снимки, лучше всего посетить станции. Здесь вы можете снимать такие вещи, как заливка двигателя водой или крупным планом все «работы»: такие вещи, как клапанный механизм, органы управления подножкой и датчики.

Если вам нужны подробности о клапанном механизме, то вы, вероятно, захотите находиться на противоположной платформе, чтобы у вас был хороший обзор колес и клапанного механизма, которым не мешает платформа. Пока вы там, когда он отрывается, вы получите много выхлопных газов либо из сливных кранов, либо из дымохода.

«Клапанный механизм»

14. Включите людей в кадры передвижения

Большинство старых железных дорог работают по одной линии, поэтому используйте «жетоны», которые должны быть у машиниста, чтобы иметь возможность проехать по участку линии. Обычно ими обмениваются на станциях, поэтому кадры водителя или пожарного, высовывающегося из кабины, чтобы вернуть текущие жетоны сигнальщику и забрать следующий, также интересны и помогают построить историю.

«Жду…»

Если вы увлекаетесь фотографией локомотивов и можете дать дополнительные советы, дайте нам знать в комментариях ниже.

Как фотографировать паровозы — советы и рекомендации

Как фотографировать паровозы, чтобы получать отличные снимки

Перефразируя мистера Тоада. «Нет ничего более удивительного, чем возиться в паре». Мы любим паровозы. Старый, новый, большой, маленький — нам все равно. Честно говоря, мы мало что знаем о поездах. Мы просто знаем, что эти огромные дышащие паром, рычащие и хрюкающие существа, которые живут своей собственной жизнью, делают потрясающие фотографии. В этой статье мы хотели бы поделиться несколькими советами о том, как фотографировать паровозы, чтобы получить отличные снимки. (Конечно, мы любим все, что связано с паром — см. наш пост о Steam, Smoke and Noise.)

Когда мы впервые начали фотографировать паровозы, результаты нас несколько разочаровали. Невероятный паровой зверь, который был так полон жизни на трассе, превратился в унылый, безжизненный общественный транспорт. Мы видим ту же проблему на изображениях многих фотографов. Мы хотели бы показать вам, как мы решали проблемы, чтобы создать изображения, которые делают эти прекрасные машины и их хранителей справедливыми.

Найдите свой уникальный ракурс

Что вы хотите, чтобы ваше изображение говорило о поезде? Для нас это показывает паровоз как живое существо, поэтому мы ищем необычные ракурсы, но все же показываем поезд как живой и дышащий. Мы проводим много времени с паровозом на станции, бродим по разным ракурсам. Когда мы фотографируем движущиеся поезда, мы, как правило, сначала ищем интересный фон (соответствующий типу поезда), а затем ищем нашу позицию для фотографирования. Мы склонны относиться к изображениям движущегося паровоза как к пейзажной фотографии. Если вы можете убрать поезд со сцены и при этом получить потрясающий кадр, то вы на пути к победе.

Когда мы думаем о том, как фотографировать паровозы, мы всегда советуем искать ракурсы, которые делают не все. Идите высоко, опускайтесь, заходите внутрь, положите камеру под поезд, если он не движется, и это безопасно. Только не скучай.

Решающий момент

Поскольку поезд не движется на большинстве наших изображений, мы пытаемся показать движение, максимально используя пар. Пока поезд ждет на станции, мы обычно можем создавать образы с небольшим количеством пара; однако идеальный пар появляется, как только поезд начинает двигаться. Вырываются клубы пара и дыма. У этого есть 3 функции. Во-первых, это придает поезду «жизнь». Во-вторых, он скрывает отвлекающие детали фона (автомобили на парковке, рекламные щиты и т. д.) и, наконец, придает изображению прекрасный импрессионистский вид с клубящимися белыми облаками и выходящей из них передней частью двигателя. Вы также можете попробовать панорамирование, чтобы запечатлеть движение.

Детали, детали, детали

Паровоз наполнен интересными деталями, но не увлекайтесь настолько, чтобы забыть свою композицию. Иногда бывает полезно посмотреть на детали через камеру, но расфокусировать камеру, чтобы видеть только размытые формы. Это помогает сконцентрировать ваш мозг на отношениях между формами, и вы увидите, что ваша композиция улучшится. Если у вас есть объектив с автоматической фокусировкой, вы обычно можете переключиться на ручную фокусировку, чтобы сделать это. Если вы не можете, просто сфокусируйтесь на чем-то далеком и не нажимайте кнопку фокусировки, пока не будете готовы к съемке.

Спросите, и вы можете получить

Люди, управляющие паровозами, обычно очень гордятся своими двигателями, и это правильно, поскольку они вкладывают в них много труда. Если вы вежливо попросите, они часто разрешат вам сфотографировать участки поезда, которые публика обычно не видит. Не забудьте не мешать и отправить им несколько изображений после этого.

Экспозиция

Одной из проблем с поездами при ярком солнечном свете является высокая контрастность сцены. Мы склонны экспонировать для светлых участков большую часть времени, поскольку детали в тенях легче получить при разработке в конвертерах Lightroom или Photoshop Raw.

Оставить камеру в автоматическом режиме — это здорово, если вы постоянно переключаетесь с солнца на тень и у вас нет времени проверять экспозицию, так как вы можете пропустить важное изображение. Однако, если вы делаете это, будьте осторожны, чтобы камеру не обманули и не переэкспонировали или недоэкспонировали. Элли всегда стреляет в ручном режиме. Я (Тим) иногда снимаю с приоритетом диафрагмы, но если я это делаю, я всегда слежу за экспозицией и использую кнопку компенсации экспозиции, если мне это нужно.

Разработайте свои изображения, чтобы создать свое видение

Не забывайте, что большую часть процесса создания изображения составляет разработка ваших изображений. Мы не говорили о том, чтобы просто взять изображение и преобразовать его из Raw в jpg. Мы говорим о том, чтобы вернуть вашему изображению то, каким вы его себе представляли, когда снимали.

В конвертере файлов RAW:

• Исправьте экспозицию. Сделайте так, как будто вы это видели.
• Разберитесь со своим цветовым (белым) балансом. «Правильно» не всегда «правильно». Сделайте так, как вы задумали. Подогрейте, охладите. Все, что работает для вашего имиджа.
• При необходимости увеличьте или уменьшите яркость/насыщенность.
• Добавьте микроконтраст с помощью ползунка четкости.
• Попробуйте в черно-белом варианте.

Все вышеперечисленное делается для фильмов. Это называется цветокоррекцией. Разные фильмы имеют разный «внешний вид», чтобы дополнить сцены, например, сериал «Матрица» имел очень зеленый оттенок. Некоторые фильмы очень контрастные или оранжевые. Нет ничего правильного или неправильного.

После того, как вы создали свое «видение» с основными настройками, сохраните его как пресет, чтобы вы могли использовать его на других изображениях в этом наборе. Большинство разрабатываемых программ, будь то конвертер файлов Photoshop Raw, Affinity Photo, Lightroom или другое, имеют возможность сохранять и повторно использовать настройки Raw.

Для каждого отдельного изображения зайдите и используйте инструменты настройки на изображении, чтобы осветлить, затемнить, увеличить или уменьшить контрастность и яркость. Помните, все великие фотографы использовали приемы осветления и затемнения. От пейзажей Анселя Адамса до изображений рабочих-мигрантов Доротеи Лэнг.

Фильтры

Когда вы учитесь фотографировать паровозы, вам очень помогут фильтры. Если у вас возникли проблемы с контрастом между небом и темными деталями поезда, попробуйте добавить градуированный фильтр нейтральной плотности.

Чтобы избавиться от отражений и увеличить насыщенность растительности, попробуйте использовать поляризационный фильтр.

Как всегда, наиболее важной частью всего процесса является полное удовольствие от вашей фотографии.

О паровой железной дороге Умгени (Инчанга Чу Чу)

Все изображения, которые вы видите в этой статье, были сфотографированы в Южной Африке в Квазулу-Натале на железнодорожной станции Клоф. Здесь курсирует поезд Inchanga Choo Choo, который является частью паровой железной дороги Умгени (USR). USR — это добровольная организация, занимающаяся сохранением этих железных дорог в Южной Африке. Обычно Inchanga Choo Choo проходит в последнее воскресенье каждого месяца. Это прекрасная поездка из Клуфа в Инчангу (крошечная деревня примерно в получасе езды). В Инчанге есть ремесленный рынок, и люди часто устраивают пикники. Это идеальный способ окунуться в атмосферу традиционного паровоза. Это фаворит молодых и старых. Билеты раскупаются быстро заранее!

Спасибо!

Большое спасибо персоналу Inchanga, особенно водителю Андре, за разрешение сфотографировать кабину двигателя. Мы приносим свои извинения как пожарному, так и инженеру, на пути которых мы непреднамеренно оказались. Мы не можем рекомендовать этот потрясающий фотографический опыт достаточно высоко. Часто кто-то появляется в кадре в последнюю минуту или локомотив проезжает так быстро, что трудно сделать приличный кадр. Поэтому я рад представить вам гостевую запись в блоге от Колина Уоллеса из Railway Photography, который уже более 40 лет делает отличные фотографии паровозов.

В 1980 году стать «трейнспоттером» стало популярным хобби, и Колин увлекся локомотивами и железными дорогами. В 1983 году одним нажатием на его первую камеру родилась его страсть к железнодорожной фотографии. Если вы следите за Колином в Facebook или Twitter, вы, вероятно, являетесь поклонником его потрясающих фотографий. Тебе слово, Колин!

GWR Castle Class 4-6-0 No: 5029 ‘Nunney Castle’ и LNER A4 Class 4-6-2 No: 60019 ‘Bittern’ (как 4492 Dominion of New Zealand) в Тотнесе, работающем на 1Z37 06.52 из Юстона в Плимут Mayflower», 17 сентября 2011 г. © Colin Wallace

По всей Великобритании паровозы на магистральных линиях до сих пор представляют собой популярное развлечение. Многие люди любят прокатиться на паровозе, и эти поезда остаются очень популярной частью британской жизни. Даже в фотографии они вызывают интерес, несмотря на свою долгую историю. Лично у меня паровозы — самый популярный вид фотографии.

Если вы хотите сами заняться фотосъемкой паровозов, то я очень рекомендую это. С этим хобби вы нашли себе нишу, которая должна вас одновременно интересовать и привлекать внимание. Тем не менее, вы можете не знать, с чего начать, или не знать основных шагов хорошей фотосъемки паровоза. Что ж, не бойтесь — я здесь, чтобы помочь вам указать правильное направление!

Где фотографировать поезда

Что отличает фотосъемку паровоза от других популярных объектов фотографии, так это то, что вы не можете просто прийти в какое-то место и предположить, что сможете сделать свои снимки. Из-за природы паровозов вам нужно знать, где и когда они ходят, чтобы соответствующим образом спланировать съемку.

Есть несколько хороших веб-сайтов, которые помогут вам это сделать. Одним из них является сайт «Железнодорожный вестник». Существует также еще один популярный сайт под названием UK Steam. Оба этих полезных веб-сайта, которые информируют вас о дате, времени и местоположении паровозов, появятся. Эти веб-сайты являются ценным ресурсом для поездных фотографов.

Выбор отличного места

Крайне важно оставаться в безопасности и соблюдать правила при выборе места. Не выходите на трассу. Это необходимо для вашей собственной безопасности, а также для окружающих.

После того, как вы определили маршрут вашего тура, вы можете сделать последние приготовления, чтобы сфотографировать ваши поезда. Если пункт назначения находится в пределах вашего района, есть большая вероятность, что вы уже знаете несколько хороших мест для фотографирования. Если вы окажетесь немного дальше, заранее поищите информацию в Интернете, чтобы найти отличные места для фотографий. Главный совет — выполнить поиск в Google по названию места, которое вы посещаете, чтобы увидеть, какие фотографии другие люди сделали в определенном месте. Например, попробуйте выполнить поиск «поезда в Долише», чтобы узнать, куда люди ходили фотографировать, находясь в этом районе.

В выбранном вами месте вы можете обнаружить, что локомотив работает особенно усердно и выбрасывает много пара и дыма. Это круто! Это может сделать некоторые действительно динамичные и интересные фотографии.

Вы также должны знать о «движении людей», так как в некоторых местах будет очень многолюдно. Имея это в виду, будет разумным шагом быть в выбранном вами месте по крайней мере за час до начала тура. Это даст вам наилучшие шансы встать там, где вы хотите.

Железнодорожные фоны

Не зацикливайтесь на паровозе настолько, чтобы забыть о его фоне! Хороший фон может направить фотографию во всевозможные интересные направления. Фон может добавить глубину или обеспечить интригующую перспективу для вашего основного объекта. Из-за времени, в котором мы живем, некоторые фоны будут встречаться гораздо чаще, например, современные здания. Но почему бы не поискать фоны, которые предлагают что-то немного другое, например, красивые пейзажи или море. Если тур поезда проходит по виадуку, то это будет прекрасный фон.

LMS Royal Scot Class 7P 4-6-0 №: 46100 ‘Royal Scot’ с 57316 сзади (вне поля зрения) пересекает Королевский мост Альберта, работает на 1Z86 10.06 Пензанс — Бристоль Тур «Великобритания IX» 27-го числа Апрель 2016 г. © Colin Wallace

Фотокомпозиция

Спереди и сбоку

Это самая популярная композиция для любого типа фотосъемки поездов. Вы запечатлеете поезд, приближающийся к вам, с любой близлежащей сельской местностью, обеспечивающей хороший уровень контекста.

Сбоку

Эта альтернативная точка обзора позволит вам хорошо видеть паровоз сбоку, а также захватить некоторые или все вагоны позади него.

Погода

Мой совет: не позволяйте погоде слишком вас отвлекать. Я предлагаю, если погода не идеальна, все же выйти с фотоаппаратом, и у вас вполне может получиться несколько хороших фотографий. Вы также можете использовать определенные погодные условия в своих интересах. Например, если после дождливого вечера небо потемнело, контраст темного неба и белого пара поезда может выглядеть просто волшебно. Кроме того, имейте в виду, что погода может измениться в любое время!

Если у вас есть возможность, попробуйте встать так, чтобы солнце было позади вас или сбоку от вас. Этот совет позволит вам получить наилучший свет для ваших фотографий и поможет вам избежать проблем с тенями, которые портят ваши фотографии.

BR Стандартный класс 7MT4-6-2 №: 70000 «Британия» проезжает мимо Доулиша, работающего по маршруту 1Z27 08.00 Bristol Temple Meads в Kingswear «Torbay Express» 13 сентября 2015 г. © Колин Уоллес

Правило железнодорожных фотографов

с уважением к вашим коллегам-фотографам. Никогда не подходите и не становитесь прямо перед другим фотографом — если он был на этом месте до вас, уважайте это. Только представьте, как бы вы разозлились, если бы вы были на месте первыми, а кто-то подошел и встал прямо перед вами!

Настройки камеры

Следующие настройки — это то, что я обычно использую при фотографировании паровоза на магистрали с помощью моего Canon 5D MKIII:

Скорость затвора

Скорость поезда определяет требуемую выдержку. Например, если поезд взбирается на берег, то он не будет двигаться так быстро, поэтому я бы выбрал выдержку от 1/500 до 1/1500.

F-номер

Если возможно, я использую F8 или F10. Я считаю, что использование одного из этих вариантов даст хорошую, четкую фокусировку на большинстве моих фотографий. Если бы вы использовали F2.8 в качестве примера, вы бы обнаружили, что только передняя часть паровоза будет выглядеть резкой.

ISO

Выбор номера ISO зависит от погодных условий. Если бы был хороший солнечный день, я бы установил значение около 400, но если бы солнца не было и было пасмурно и пасмурно, я бы установил любое число, которое дало бы мне правильную выдержку, которую я хотел использовать. Если вы используете высокое значение ISO, на фотографиях, вероятно, начнет появляться шум.

Al Servo

AI Servo будет отслеживать фокусировку на любых движущихся объектах. По мере того, как поезд приближается к вам, камера будет постоянно обновлять фокус и будет стараться сохранять резкость настолько, насколько это возможно. Вам нужно поместить центральную точку фокусировки на переднюю часть поезда.

Режим протяжки

Лучше всего установить режим протяжки на «высокоскоростную непрерывную съемку». Чем больше снимков вы сделаете, тем больше шансов получить идеальную фотографию.

Точка фокусировки

Я обычно использую либо одиночную точку фокусировки, либо точку фокусировки AF Expansion, чтобы поместить ее на переднюю часть паровоза. Если вы используете другую точку фокусировки, она может сфокусироваться на чем-то другом, а не на поезде.

Тип объектива

Объектив, который я чаще всего использую для железнодорожной фотографии, это Canon 24-105mm. Использование любого зум-объектива сделает вашу фотографию более гибкой.

Штатив

Использование штатива полностью на ваше усмотрение, я никогда не использую штатив для железнодорожной фотографии, так как мне легче передвигаться без него в выбранном месте.

Восстановленный BR Light Pacific 4-6-2 №: 34046 «Браунтон» и GWR Castle Class 4-6-0 №: 5029 «Замок Нанни» поднимаются на берег Хемердон, работая по 1Z66 09.

Если отталкиваться от существующей в настоящее время теории относительности Альберта Эйнштейна, то скорость света — 299 792 458 метров в секунду — является максимальной скоростью движения во Вселенной. Однако мексиканский физик-теоретик Мигель Алькубьерре придумал модель нового пространства, которое он назвал гипер-релятивистским локально-динамическим.

По его мнению, достичь субсветовых скоростей, не нарушая при этом эйнштейновскую теорию, можно с помощью так называемого «пузыря», когда космический аппарат, оснащённый варп-двигателем, с его помощью создаёт пространственно-временную «складку», позволяющую кораблю совершать «гиперпрыжок» в пространстве.

Теория путешествий во времени от физиков NASA

В мае 2020 года физик Гарольд Уайт, возглавляющий исследовательскую группу Eagleworks в APPL (Advanced Propulsion Physics Laboratory) NASA, сделал доклад, в котором он объяснил, как, обойдя парадокс варп-двигателя, можно не потеряться во времени при совершении «гиперпрыжка».

По теории Алькубьерре, космический корабль, двигающийся к заданной точке, перед запуском варп-двигателя (генерацией «пузыря») должен остановиться. Теоретически это может привести к тому, что далее, во время самого гиперпрыжка, объект не контролирует временную составляющую пространства. Следовательно, такой космический корабль способен легко «потеряться во времени».

Уайт объяснил, как решить эту проблему. По его теории, космическому кораблю совсем не нужно будет искать так называемые «червоточины» в пространстве для перемещения между звёздами и галактиками.

Вместо этого космический корабль, достигнув субсветовой скорости, активирует своеобразное поле. Оно же действует на набранное ускорение, как некий скалярный множитель: корабль увеличивает уже существующую субсветовую скорость в разы. При этом поле не даёт аппарату заблудиться во временном измерении.

Если говорить проще, то такая технология позволит контролировать перемещение в пространстве-времени не только в будущее, но и в прошлое.

Прогноз NASA о создании машины времени

Инженеры американского космического агентства, занимающиеся проблемами варп-двигателя, вполне серьезно прогнозируют создание такой технологии уже к концу XXI столетия.

Основной трудностью, по мнению учёных, будет поиск или изобретение так называемой «отрицательной массы» – своеобразного «топлива» варп-двигателей. Как только этот вопрос будет решён, то инженеры готовы сразу же приступить к практическим испытаниям.

По прогнозам учёных из APPL NASA, начало XXII века – вполне объективный срок для практического применения варп-двигателей в космосе. Следовательно, люди получат возможность не только достичь других звёзд, но и совершать реальные путешествия во времени.

Общество
29.09.20220

Большое выступление Президента РФ Владимира Путина состоится 30 сентября 2022 года: где и во сколько смотреть

Официальный представитель Кремля и пресс-секретарь Президента РФ Дмитрий Песков рассказал общественности о том, что 30 сентября 2022 года состоится церемония…

29.09.20220

Стало известно, на сколько пенсионерам увеличат размер ПМ с 1 января 2023 года

С первого дня января нового 2023 года в Российской Федерации увеличат прожиточный минимум для пенсионеров. Известно, что законопроект об индексации…

29.09.20220

Какой будет минимальная пенсия в РФ с 1 января 2023 года

29.09.20220

Что за спешка: эксперты гадают, зачем Госдума РФ соберется на внеплановое заседание 3 октября

В России с 24 февраля включен режим спешки и турбулентности. Со стартом специальной военной операции на территории соседней Украины иногда. ..

29.09.20220

Никакого выезда: юристы рассказали, кому запрещено уезжать из России в связи с мобилизацией

29.09.20220

Сенатор Бибикова назвала размер пенсии с 1 октября 2022 года

28.09.20220

Накопительная часть пенсии в наследство 2022: кому переходят деньги, как узнать есть ли такая часть пенсии и кому положена из наследников

Накопительная пенсия гражданина вызывает множество вопросов у рядовых россиян. Часть из них связана со смертью пенсионера и назначением его накопительной…

28.09.20220

Накопительная часть пенсии в наследство 2022: кому переходят деньги, как узнать есть ли такая часть пенсии и кому положена из наследников

Накопительная пенсия гражданина вызывает множество вопросов у рядовых россиян. Часть из них связана со смертью пенсионера и назначением его накопительной…

Варп-двигатель становится ближе к реальности, говорит НАСА

[8 мая 2022 г. : Дж. Д. Шавит, Яркая сторона новостей] Млечный Путь. (Фото: Shutterstock)

С момента выхода в эфир научно-фантастического телесериала «Звездный путь» у зрителей возникали тысячи вопросов.

Научно-фантастические сериалы последних десятилетий всегда были переплетены с реальной наукой о жизни. Он вдохновил людей на технологии, которые люди используют ежедневно.

Среди многих заметных событий, представленных в сериале, Warp Drive был одной из нескольких футуристических идей, привлекших внимание многих людей по всему миру. Фактически, это была первая теория, предложенная в «Звездном пути», которая позволяла ему двигаться быстрее скорости света в Млечном Пути. Таким образом, противопоставление Теории Относительности Эйнштейна — препятствует тому, чтобы что-либо двигалось быстрее скорости света.

В 1994 году физик-теоретик Мигель Алькубьерре разработал теорию, названную двигателем Алькубьерре. Он создал пузырь в пространстве-времени, который будет искривлять расстояния, позволяя путешествовать на большие расстояния внутри пузыря. Большинство людей думало, что это имеет идеальный теоретический смысл, но на практике это было непрактично.

Устройство варп-двигателя в форме кольца может разогнать звездолет размером с футбольный мяч (в центре) до эффективной скорости, превышающей скорость света. Концепция была впервые предложена мексиканским физиком Мигелем Алькубьерре. (кредит: Гарольд Уайт)

Однако, чтобы доказать их неправоту, Джозеф Агнью, студент Университета Алабамы, попытался проверить теорию. «Математически, если вы удовлетворяете всем энергетическим требованиям, они не могут доказать, что это не работает», — говорит Джозеф. «Допустим, у вас есть ремесло, которое находится в пузыре», — продолжает он, цитируя пресс-релиз университета о переговорах. «Что бы вы сделали, так это сжали бы пространство-время перед кораблем и расширили бы пространство-время за ним».

Истории по теме:

Но вам не кажется, что теория относительности Эйнштейна дает трещину, потому что нет ничего, что могло бы двигаться быстрее скорости света. Таким образом, когда объект движется быстро, он становится тяжелым. И чем тяжелее они становятся, тем труднее добиться ускорения. Короче говоря, достичь скорости света вообще невозможно.

Модель варп-двигателя Alcubierre. Синяя область под плоскостью представляет сжатое пространство, а красная и приподнятая область представляет собой расширенное пространство. (кредит: Гарольд Уайт)

Но что такое варп-двигатель?

Возможно, Warp Drive называют святым Граалем освоения космоса. Говорят, что у него есть потенциал для создания двигательной установки, которая может двигаться быстрее скорости света. Вы не думаете, что люди смогут добраться до любого уголка галактики, когда захотят?

Учитывая теорию относительности Эйнштейна, кажется, что опровергнуть эту концепцию практически невозможно. но будет?

Большинство писателей-фантастов вселяют в нас надежду, изображая межзвездные путешествия, но путешествие в свете движения абсурдно.

Все мы знаем, что ничто не может двигаться быстрее скорости света, как предполагает теория Эйнштейна. Это связано с тем, что требуется бесконечное количество энергии, чтобы довести любой объект с массой до скорости света. Единственная причина, по которой нельзя воздействовать на свет, заключается в том, что фотоны (то есть частицы света) не имеют массы. В результате любой космический корабль, движущийся со скоростью света, маловероятен.

Однако здесь есть два недостатка:

• Если мы говорим о нахождении импедансов движения со скоростью света, это просто означает, что мы говорим о движении объектов.

• Ни в одном из запретов не упоминается о путешествии как можно ближе к скорости света.

Возможен ли варп-двигатель?

Возможно, изменяя законы физики, можно нарушить всеобщее ограничение скорости. Именно здесь была предложена теория «варп-двигателя Алькубьерре». Возможно, вместо того, чтобы превзойти скорость света, варп-двигатель Алькубьерре будет двигаться вокруг скорости света, искажая пространство-время, как это происходит в сериале «Звездный путь».

Согласно теории, путешествующий космический корабль находится внутри варп-пузыря, окруженного кольцом отрицательной массы. Кольцо отрицательной массы помогло бы сократить пространство-время перед космическим кораблем и растянуть пространство-время позади космического корабля. Сделав это, космический корабль сможет путешествовать со скоростью, в десять раз превышающей скорость света. Тем не менее внутри пузыря космический корабль будет поддерживать универсальный предел скорости, в то время как общая теория относительности останется нетронутой.

Хотя здесь может быть небольшая проблема, для работы варп-двигателя потребуется большое количество массы-энергии. Чтобы поднять космический корабль на такой уровень, вам понадобится масса, равная массе Юпитера.

Рассмотрим здесь уравнение Эйнштейна, E=mc2. Вам не кажется, что это такое огромное количество энергии, которое вам потребуется, больше, чем вселенная когда-либо сможет предоставить?

в чем подвох?

Инженер-механик и физик НАСА доктор Гарольд Сонни Уайт все еще пытается найти способы решения задачи массы-энергии. Он считает, что, изменяя физику, можно уменьшить потребность в массе-энергии, как указано в принципе Алькубьерра. Он также предположил, что маловероятно изменить форму кольца отрицательной массы, чтобы обеспечить требуемую массу около 700 кг.

В настоящее время Уайт возглавляет группу физиков и инженеров НАСА для создания интерферометра варп-поля. Это интерферометр с разделением луча, который может легко обнаруживать и генерировать мельчайшие пузыри деформации. Возможно, вы не сразу попадете в Галактику Андромеды, но в конце концов вы окажетесь там, когда вам это нужно.

Хотя это и важно, нам еще далеко до того, как межзвездные путешествия и варп-двигатели станут реальностью. Однако с развитием технологий ответы, которые мы ищем, могут оказаться достаточно близкими.

Согласно «Звездному пути», варп-двигатель был изобретен в 2063 году.

Примечание. Материалы выше предоставлены The Brighter Side of News. Контент можно редактировать по стилю и длине.

Нравятся такие приятные истории? принесите Информационный бюллетень Яркой стороны новостей ,

Теги: #new discovery, #gravity, #space, #space_travel, #warp_drive, #nasa, #star_trek, #technology, #research, #The_Brighter_Side_of_News

Источник

Первый в мире настоящий варп-пузырь, созданный случайно, когда ученые обдумывают будущий варп-двигатель — Футурист и виртуальный основной докладчик Мэтью Гриффин

КОРОТКО ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО

Несчастные случаи в лаборатории в настоящее время приводят к всевозможным прорывам в антибиотиках, а теперь и в варп-двигателях… что дальше?!

Любите экспоненциальное будущее? Присоединяйтесь к нашему сообществу XPotential, защитите себя в будущем с помощью курсов от XPotential University, читайте об экспоненциальных технологиях и тенденциях, общайтесь, смотрите основной доклад или просматривайте мой блог.

На данный момент варп-двигатель, способность двигаться быстрее скорости света, является научной фантастикой, хотя математики недавно предположили, что это действительно возможно. Или, по крайней мере, это было научной фантастикой, пока первый в мире варп-пузырь не был случайно обнаружен исследователями, финансируемыми DARPA, согласно отчету ученых. Он был обнаружен командой Института безграничного космоса (LS) во главе с бывшим экспертом НАСА по варп-двигателям доктором Гарольдом Дж. «Сонни» Уайтом.

«Чтобы было ясно, наша находка не является аналогом варп-пузыря, это настоящий, хотя и скромный и крошечный, варп-пузырь», — сказал Уайт в своем заявлении, быстро отказавшись от идеи, что это нечто иное, чем творение. настоящего варп-пузыря реального мира, «…отсюда и значение», — добавил он.

Узнайте больше о будущем космоса от футуролога Мэтью Гриффина. 94 теории математика Мигеля Алькубьерре, которые впервые предложили потенциал для того, как может выглядеть технология деформации. Скорее всего, это произошло во время проекта по изучению полостей Казимира и их способности производить энергию. По невероятной случайности инженер, проводивший исследование в нужное время — тот, кто был знаком с исследованиями в области варп-технологий и знал, на что он смотрит, — понял, что это совершенно не связанное с этим исследование привело к созданию варп-пузыря.

Наблюдаемый эффект был не аналогом, не чем-то похожим на варп-пузырь, а очень маленькой, очень скромной, реалистичной структурой, которая идеально соответствовала исследованиям Алькубьерре — АКА, это был реальный варп-пузырь.

Первый в мире настоящий варп-пузырь…

Теперь мы впервые знаем, какие физические инструменты потребуются для создания настоящего варп-пузыря, а это означает, что теория варп-поля создала перейти от диковинной научной фантастики к чему-то, что мы действительно можем построить в реальном мире, используя уже имеющиеся у нас инструменты и технологии. И это здорово!

Большинство людей знакомы с концепцией варп-двигателя по тому, что они видели в Звездном пути, но сегодня наши космические корабли ограничены законами стандартной эйнштейновской физики. Чтобы ускорить свой корабль, вы должны бросить что-то в направлении, противоположном тому, в котором вы хотите путешествовать. На протяжении всей истории авиации и аэронавтики это означало сжигание топлива и взрыв задней части корабля в результате энергичной физической реакции. Ограничение этого подхода заключается в том, что в конце концов у вас кончаются вещи, которые можно было бы бросить.

Другим ограничением является то, что ваш корабль по-прежнему подчиняется уравнению Эйнштейна, описывающему специальную теорию относительности, которая гласит, что по мере того, как вы приближаетесь к скорости света, все больше и больше энергии, которую вы расходуете, идет на увеличение вашей собственной массы, пока вы не достигнете точки где, сколько бы энергии вы ни вложили, вы не сможете двигаться быстрее — и вы никогда не достигнете скорости света. Используя стандартную физику, невозможно разогнаться быстрее света, потому что чем больше энергии вы вкладываете, тем больше становится ваш корабль, и он становится настолько массивным, что вы больше ничего не можете с ним сделать.

Концепция варп-пузыря Алькубьерре делает вещи интересными. Если вы окружите локальное евклидово пространство, которое занимает ваш корабль, варп-пузырем, а затем толкнете варп-пузырь вместо самого корабля, уравнение Эйнштейна будет нарушено. Это по-прежнему действует внутри варп-пузыря, но сам пузырь теоретически может двигаться быстрее света, не нарушая при этом законы физики.

«При проведении анализа, связанного с проектом, финансируемым DARPA, для оценки возможной структуры плотности энергии, присутствующей в полости Казимира, как это предсказано моделью динамического вакуума», — говорится в фактических результатах, опубликованных в рецензируемом Европейском физическом журнале, « была обнаружена структура микро/наномасштаба, которая предсказывает отрицательное распределение плотности энергии, которое точно соответствует требованиям для метрики Алькубьерре». А это, в свою очередь, открывает двери для возможных будущих исследований варп-полей и потенциальных приложений. Научное исследование потенциала варп-двигателя теперь официально на столе.

Наблюдаемый варп-пузырь крошечный. Мы говорим о крошечных наноразмерах и результате исследований отрицательной энергии с использованием полостей Казамира, использующих некоторые из причудливых эффектов квантовой физики этих необычных структур. Хотя это во многом только начало, оно открывает возможность для проведения дополнительных исследований конкретного вопроса о варп-пузырях и уравнениях Алькубьерре.

Потому что так получилось, что Алькубьер оказался прав.

Физик НАСА представляет космический корабль с варп-скоростью

Рынки

ДОУ

S&P 500

НАСДАК

Избранное

Индекс страха и жадности

Индекс страха и жадности
—— движет рынком США

Последние

Германия займет почти 200 миллиардов долларов, чтобы ограничить счета потребителей за электроэнергию

Калифорния запрещает технологическим компаниям выполнять предписания других штатов в отношении абортов

Почему призрак 2008 года все еще преследует нас в 2022 году

Что-то загружается неправильно. Пожалуйста, зайдите позже.

Фотографии: Космический корабль НАСА с варп-скоростью

Предоставлено Марком Радемейкером

Как может выглядеть космический корабль с варп-скоростью —

Космический корабль НАСА с варп-скоростью, разработанный физиком Гарольдом Уайтом, основан на рисунках Мэтью Джеффриса 1965 года «Энтерпрайза» из «Звездного пути».

Фотографии: Космический корабль НАСА с варп-скоростью

Предоставлено Марком Радемейкером

Как может выглядеть космический корабль с варп-скоростью —

Художник Марк Радемейкер создал визуальные изображения космического корабля с варп-двигателем на основе рисунков Уайта.

Фотографии: Космический корабль НАСА с варп-скоростью

Предоставлено Марком Радемейкером

Как может выглядеть космический корабль с варп-скоростью —

Уайт и его команда в НАСА работали над разработкой технологии варп-двигателя, которая могла бы искривлять пространство вокруг космического корабля, с 2010 года.

Фотографии: Космический корабль НАСА с варп-скоростью

Предоставлено Марком Радемейкером

Как может выглядеть космический корабль с варп-скоростью —

Технология варп-двигателей позволила бы космическим кораблям двигаться быстрее скорости света, сжимая тысячи лет космических путешествий в дни.

Фотографии: Космический корабль НАСА с варп-скоростью

Предоставлено Марком Радемейкером

Как может выглядеть космический корабль с варп-скоростью —

Уайт назвал космический корабль IXS Enterprise, ссылаясь на корабль из телешоу «Звездный путь». Он говорит, что части проектов Джеффриса 1965 года были математически правильными.

Фотографии: Космический корабль НАСА с варп-скоростью

Предоставлено Марком Радемейкером

Как может выглядеть космический корабль с варп-скоростью —

Дизайн Уайта также был вдохновлен моделью физика Мигеля Алькубьерре 1994 года. Версия, представленная Уайтом, имеет гораздо меньше пустого места, что повышает ее эффективность.

Фотографии: Космический корабль НАСА с варп-скоростью

Предоставлено Марком Радемейкером

Как может выглядеть космический корабль с варп-скоростью —

Технологии варп-двигателя пока не существует, но эти конструкции потенциально могут быть точным представлением такого космического корабля.

Основные моменты

Физик НАСА Гарольд Уайт с 2010 года работает над созданием варп-двигателя

На этой неделе он представил изображения того, как может выглядеть такой звездолет

Визуализация сделана художником Марком Радемейкером, который взял за основу дизайн Уайта.

Си-Эн-Эн
—

Гарольд Уайт из НАСА с 2010 года работает над созданием варп-двигателя, который позволит космическим кораблям двигаться со скоростью выше скорости света — 186 000 миль в секунду.

На этом графике представлена ​​схема скручивания поляризации света, оставшаяся после Большого взрыва.

БИЦЕП2

видео

Обнаружена рябь в пространстве-времени

пожелания астронавтов НАСА к чемпионату мира space_00005915.jpg

видео

Посмотрите, как астронавты играют в футбол в космосе

SpaceShipTwo компании Virgin Galactic совершает первый испытательный полет на ракете

видео

SpaceShipTwo компании Virgin выходит на сверхзвук

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_9B3F7FC1-2291-01FA-46B3-8CB4C06D2592@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
Уайт, который возглавляет группу Advanced Propulsion Team НАСА, рассказал о своем концептуальном звездолете на конференции прошлой осенью. Но на этой неделе интерес к его проекту достиг нового уровня, когда он представил изображения того, как может выглядеть корабль.

Созданные художником Марком Радемейкером, который взял за основу дизайн Уайта, изображения показывают технологически детализированный космический корабль, который не выглядел бы неуместным в фильме «Звездный путь». Радемейкер говорит, что на их создание ушло более 1600 часов.

Уайт уместно назвал концептуальный космический корабль IXS Enterprise в честь звездолета, который, как известно, пилотировал капитан Джеймс Т. Кирк в телесериале и фильмах «Звездный путь».

На космической конференции SpaceVision 2013 в Финиксе в ноябре прошлого года Уайт рассказал о своей конструкции, лежащих в ее основе концепциях и прогрессе, достигнутом в разработке варп-двигателей за десятилетия. Он обсуждал идею «космической деформации», лазейки в общей теории относительности, которая позволяла бы преодолевать огромные расстояния очень быстро, сокращая время в пути с тысяч лет до дней.

В своем выступлении Уайт описал искривления пространства как далекие галактики, которые могут искривлять вокруг себя свет. Они работают по принципу искривления пространства как впереди, так и позади космического корабля. По сути, это позволило бы пустому пространству позади корабля расширяться, одновременно толкая и тяня его вперед. Концепция аналогична эскалатору или движущейся дорожке.

«Нет ограничений по скорости расширения и сжатия пространства», — сказал Уайт на конференции. «На самом деле вы можете найти способ обойти то, что я люблю называть 11-й заповедью: не превышайте скорость света».

Именно идея искривления пространства вдохновила физика Мигеля Алькубьерре в 1994 году на первую теоретическую разработку математической модели варп-двигателя, способного искривлять пространство и время. Изучая уравнения Алькубьерре, Уайт решил спроектировать свою собственную модернизированную версию привода Алькубьерре. Его недавно представленный дизайн имеет гораздо меньше пустого пространства, чем первая концептуальная модель, что повышает его эффективность.

Варп-двигатель, над которым работала команда Уайта, буквально выйдет за пределы пространства, сократит расстояние между двумя точками и позволит кораблю преодолеть скорость света. Это будет космический корабль без ограничения скорости.

Поскольку полеты в космос были крайне ограничены из-за существующих средств движения, такая технология может расширить возможности исследования космоса. Это может позволить изучить самые дальние уголки космоса, которые ученые когда-то считали невообразимыми.

Хотя технологии для создания космического корабля или варп-двигателя еще не существует, художественные визуализации, созданные Радемейкером, потенциально могут стать моделью того, что грядет — первого космического корабля, который преодолеет барьер скорости света и отправится за пределы нашей Солнечной системы. .

В своем проекте Уайт говорит, что он опирался на эскизы «Энтерпрайза» Мэтью Джеффриса 1965 года из «Звездного пути», говоря, что части этого корабля были математически правильными. Он работал с Радемейкером и графическим дизайнером Майком Окуда, чтобы обновить математику и создать то, что он считает жизнеспособным космическим кораблем.

По данным НАСА, не было никаких доказательств того, что варп-двигатель может существовать, но тем не менее агентство проводит эксперименты. Хотя концепция не нарушает законов физики, это не гарантирует, что она будет работать.

«Мы начинаем говорить о том, какой будет следующая глава в освоении космоса человеком», — сказал Уайт в SpaceVision.

Как НАСА может построить свой первый варп-двигатель

Автор

Джордж Дворский

Комментарии (1321)

Несколько месяцев назад физик Гарольд Уайт ошеломил мир аэронавтики, объявив, что он и его команда в НАСА начали работу над разработка сверхсветового варп-двигателя. Предложенный им проект, гениальное переосмысление привода Алькубьерре, может в конечном итоге привести к созданию двигателя, способного доставить космический корабль к ближайшей звезде за считанные недели — и все это без нарушения закона относительности Эйнштейна. Мы связались с Уайтом из НАСА и попросили его объяснить, как на самом деле может работать этот реальный варп-двигатель.

На изображении выше командный корабль Вулкана имеет варп-двигатель, похожий на двигатель Алькубьерра. Изображение предоставлено CBS.

Привод Алькубьерре

Идея пришла Уайту, когда он рассматривал довольно примечательное уравнение, сформулированное физиком Мигелем Алькубьерре. В своей статье 1994 года под названием «Варп-двигатель: сверхбыстрое путешествие в рамках общей теории относительности» Алькубьерре предложил механизм, с помощью которого пространство-время может «искривляться» как перед космическим кораблем, так и позади него.

Мичио Каку назвал идею Алькубьерре «паспортом во вселенную». Он использует причуду космологического кода, который позволяет расширять и сжимать пространство-время и может позволить сверхбыстрое перемещение между межзвездными пунктами назначения. По сути, пустое пространство за космическим кораблем будет быстро расширяться, толкая корабль вперед — пассажиры будут воспринимать это как движение, несмотря на полное отсутствие ускорения.

Уайт предполагает, что такой двигатель может привести к «скоростям», позволяющим доставить космический корабль к Альфе Центавра всего за две недели, даже несмотря на то, что система находится на расстоянии 4,3 световых года.

С точки зрения механики двигателя, сфероидный объект должен быть помещен между двумя областями пространства-времени (одна расширяется, а другая сжимается). Затем будет создан «варп-пузырь», который перемещает пространство-время вокруг объекта, эффективно перемещая его — конечным результатом будет перемещение со скоростью, превышающей скорость света, без необходимости перемещения сфероида (или космического корабля) относительно его локальной системы отсчета. ссылки.

«Помните, ничто локально не превышает скорости света, но пространство может расширяться и сжиматься с любой скоростью», — сказал Уайт io9.. «Однако пространство-время действительно жесткое, поэтому для создания полезного эффекта расширения и сжатия, чтобы мы могли достичь межзвездных пунктов назначения в разумные периоды времени, потребуется много энергии».

И действительно, ранние оценки, опубликованные в последующей научной литературе, предполагали ужасающее количество энергии — в основном равное массе-энергии планеты Юпитер (что составляет 1,9 × 10 ²⁷ килограммов или 317 масс Земли). В результате идея была отброшена как слишком непрактичная. Несмотря на то, что природа допускала варп-двигатель, казалось, что мы никогда не сможем построить его сами.

«Однако, — сказал Уайт, — на основании анализа, который я провел за последние 18 месяцев, можно надеяться». Ключ, говорит Уайт, может заключаться в изменении геометрии самого варп-двигателя.

Новый дизайн

В октябре прошлого года Уайт готовился к выступлению, которое он должен был выступить на открытии проекта 100 Year Starship в Орландо, Флорида. Пока он собирал воедино свой обзор искривления пространства, он провел анализ чувствительности уравнений поля больше из любопытства, чем из чего-либо еще.

«Мои первые результаты говорят о том, что я обнаружил что-то, что всегда было в математике», — вспоминал он. «Я внезапно понял, что если вы сделаете толщину кольца отрицательной энергии вакуума больше — например, перейдете от формы ремня к форме пончика — и будете колебать варп-пузырь, вы можете значительно уменьшить требуемую энергию — возможно, делая эту идею правдоподобной». Уайт изменил форму кольца Алькубьерре, окружавшего сфероид, от плоского ореола до чего-то более толстого и изогнутого.

Год спустя он представил результаты переосмысления своего привода Alcubierre Drive на конференции 100 Year Starship в Атланте, где рассказал о своих новых подходах к оптимизации — новой конструкции, которая может значительно сократить количество требуемой экзотической материи. И на самом деле, Уайт говорит, что варп-двигатель может питаться от массы, даже меньшей, чем у космического корабля «Вояджер-1».

Это значительное изменение в расчетах, если не сказать больше. Уменьшение массы планеты размером с Юпитер до объекта, который весит всего 1600 фунтов, полностью изменило чувство правдоподобия Уайта — и НАСА.

Попадание в лабораторию

Теоретическая правдоподобность — это, конечно, хорошо. Теперь Уайту нужно реальное доказательство концепции. Итак, он попал в лабораторию и начал работу над настоящими экспериментами.

«Мы используем модифицированный интерферометр Майкельсона-Морли, который позволяет нам измерять микроскопические возмущения в пространстве-времени», — сказал он. «В нашем случае мы пытаемся сделать так, чтобы одна из ножек интерферометра выглядела другой длины, когда мы подаем питание на наши тестовые устройства». Уайт и его коллеги пытаются смоделировать модифицированный двигатель Алькубьерре в миниатюре, используя лазеры для возмущения пространства-времени на одну десятимиллионную часть.

Конечно, интерферометр — это не то, что НАСА прикрутит к космическому кораблю. Скорее, это часть более крупного научного исследования.

«Наше первоначальное тестовое устройство реализует кольцо с большой потенциальной энергией — то, что мы наблюдаем как синее смещение относительно лабораторного кадра — с использованием кольца керамических конденсаторов, заряженных до десятков тысяч вольт», — сказал он нам. «Мы увеличим точность наших тестовых устройств и продолжим повышать чувствительность интерферометра варп-поля — в конечном итоге используя устройства для прямого генерирования отрицательной вакуумной энергии».

Он указывает, что полости Казимира, физические силы, возникающие из квантованного поля, могут представлять собой жизнеспособный подход.

И именно благодаря этим экспериментам, надеется Уайт, НАСА сможет перейти от теории к практике.

В ожидании момента «Чикагской кучи»

Учитывая, насколько фантастически все это выглядит, мы спросили Уайта, действительно ли он думает, что когда-нибудь будет построен космический корабль, генерирующий варп.

«Математически уравнения поля предсказывают, что это возможно, но еще неизвестно, сможем ли мы когда-нибудь применить это на практике.»

Чего Уайт ждет, так это существования доказательства — того, что он называет моментом «Чикагской кучи» — ссылки на отличный практический пример.

«В конце 1942 года человечество активировало первый ядерный реактор в Чикаго, производя колоссальные полватта — недостаточно для питания лампочки», — сказал он. «Однако чуть меньше года спустя мы активировали реактор мощностью около 4 МВт, которого достаточно для питания небольшого городка. Доказательства существования важны».

Несмотря на свой осторожный подход, Уайт признал, что реальный варп-двигатель может создать некоторые захватывающие возможности для космических путешествий — и, безусловно, изменит наше представление о необъятности космоса.

«Эта лазейка в общей теории относительности позволила бы нам перемещаться очень быстро, как измеряют наблюдатели с Земли и наблюдатели на корабле — путешествия измеряются неделями или месяцами, а не десятилетиями и веками», — сказал он.

Но пока эта идея находится в научном режиме. «Я не готов обсуждать многое, кроме математики и очень контролируемых скромных подходов в лаборатории», — сказал он.

Для нас это тоже имеет смысл. Но благодаря этим предварительным усилиям Уайт уже многое сделал для того, чтобы вселить новое чувство надежды и волнения по поводу возможностей. Нас еще могут ждать путешествия со скоростью, превышающей скорость света.

Верхнее изображение: CBS Studios Inc.

Возможны ли варп-путешествия и строит ли НАСА варп-двигатель?

• Дом
• Космос
• НАСА

07 дек. 2021 г., 17:18 +00:00 UTC

Можем ли мы ожидать поездки на Проксиму Центавра в ближайшее время?

Мелвин Джозеф

Все мы смотрели «Звездный путь». Таким образом, кажется вполне естественным, что у многих людей были вопросы о варп-путешествии . И возможно ли это? Ну, по мнению некоторых, так оно и есть, и есть те, кто думает, что НАСА уже работает над этой технологией. Пришло время узнать, может ли мир научной фантастики быть правдой. Давайте начнем!

Возможно ли варп-путешествие?

Варп-двигатель — вымышленная двигательная установка космического корабля, которая позволяет путешествовать в космосе со скоростью, намного превышающей скорость света. Идея состоит в том, чтобы сжать пространство между вами и звездой или планетой, к которой вы хотите отправиться.

Advertisement

Это делается путем создания пузыря плоского пространства-времени вокруг космического корабля и искривления пространства-времени вокруг этого пузыря для уменьшения расстояний. Таким образом, вам не нужно идти к звездам, звезды приходят к вам.

Однако, чтобы сжать или искривить пространство-время, вам потребуется отрицательная энергия или отрицательная масса. Ученые никогда не наблюдали отрицательную массу, и отрицательная энергия остается единственным вариантом.

Чтобы создать отрицательную энергию, варп-двигатель должен использовать огромное количество массы, чтобы создать дисбаланс между частицами и античастицами. Этот дисбаланс приводит к отрицательной плотности энергии и создает пространственно-временной пузырь.

Но для того, чтобы варп-двигатель создавал достаточно отрицательной энергии, потребуется много материи. Подсчитано, что для варп-двигателя со 100-метровым пузырем потребуется масса всей видимой Вселенной. Это непрактично, поэтому ученые отказались от этой идеи; кроме некоторых.

В августе 2020 года физик Эрик Ленц опубликовал статью, в которой предлагается решение проблемы необходимости отрицательной энергии. Он показал, что положительной энергии достаточно, чтобы создать пузырь варп-двигателя, если вы воспользуетесь преимуществами гиперболического пространства-времени вместо линейного. Таким образом, варп-двигателю не нужно было бы использовать отрицательную энергию.

Отвечая на вопрос, теоретически варп-путешествие или варп-двигатель возможны. Хотя эта концепция теоретически возможна, кажется, что мы очень далеки от разработки практического варп-двигателя.

Подробнее: Илон Маск пытается завладеть космосом, предупреждает глава ЕКА

Реклама

НАСА строит варп-двигатель?

Помимо теоретической возможности варп-путешествий, многие думают, что НАСА строит варп-двигатель. Идея о том, что НАСА тайно работает над технологией варп-двигателя, существует уже давно.

На самом деле, в середине 2000-х НАСА привлекло ученого доктора Гарольда Г. «Сонни» Уайта для продолжения разработки варп-двигателя. Уайт усовершенствовал исходную модель, и в 2003 и 2011 годах в теории варп-двигателей были сделаны значительные скачки.

Однако в 2019 году он покинул НАСА, чтобы работать в хьюстонской некоммерческой организации Limitless Space Institute. Тем не менее, он продолжил работу над своим проектом с одобрения НАСА.

Перенесемся в настоящее. Уайт и его команда из Института безграничного космоса случайно создали первый варп-пузырь. Да, мистер Уайт! Ага, наука!

Однако, по словам Уайта, находка «не является аналогом варп-пузыря, это настоящий, хотя и скромный и крошечный, варп-пузырь». это открытие огромно В любом случае, это прорыв, и полноразмерный космический корабль с варп-поддержкой теперь в пределах нашей досягаемости

Недавнее развитие вызвало новую волну интереса к идее варп-двигателя. что НАСА выполняет или собирается провести какую-то секретную работу в области путешествий со скоростью, превышающей скорость света. Межзвездные путешествия были затруднены из-за того, что для достижения других звезд требуется много времени.

Потребуется от 17 000 до 76 000 лет, чтобы добраться до нашей ближайшей звезды (Проксима Центавра) с нашими современными технологиями. Между тем, варп-путешествие приведет нас к ближайшей звезде менее чем за 4 года.

Stealth Optional поддерживается своей аудиторией. Когда вы покупаете
по ссылкам на нашем сайте мы можем получать партнерскую комиссию.

Учить больше.

Ищете конкретные продукты? Посещать
Stockinformer.co.uk/stockinformer.com.

Реклама

Последние новости

Рекомендуем для вас

НАСА

НАСА и Китай стремятся претендовать на одни и те же части Луны

Неверная дата

Новости

Космическая инициатива Америки включает милитаризацию НАСА и «сдерживание» Китая

Неверная дата

НАСА действительно работает над сверхсветовым варп-двигателем

• Делиться
• Читать позже

  • Отправить на Kindle

Гарольд Уайт / НАСА

Подписаться на @techland

Вы знаете эту сцену из фильма Контакт  , где «Машина» раскручивается, ее три вращающихся кольца излучают сумасшедший свет и электромагнитное поле, достаточно мощное, чтобы отбрасывать близлежащие линкоры ВМС в сторону, а Элли (Джоди Фостер) ждет в ужасе , в своем крошечном сферическом корабле над пространственно-временным бедламом, чтобы рухнуть в вихрь?

Да, это не совсем то, как НАСА представляет космические путешествия со скоростью, превышающей скорость света, но… подождите, НАСА работает над путешествиями со скоростью, превышающей скорость света? Разве это не невозможно?

( ДОПОЛНИТЕЛЬНО:  Сверхбыстрые чипы, работающие на свете: прорыв Nanoswitch приближает нас)

Конечно. Ничто не может двигаться быстрее света, верно? Это нарушило бы специальную теорию относительности, которая гласит, что вам потребуется бесконечное количество энергии, чтобы разогнать частицу с массой до скорости света. Мы все слышали это с детства. Кто-то наконец доказал ошибочность специальной теории относительности?

Вовсе нет, но что касается путешествия между звездами, кто-то придумал радикально звучащий гипотетический обходной путь 18 лет назад.

В статье под названием «Варп-двигатель: сверхбыстрое перемещение в рамках общей теории относительности», опубликованной в научном журнале Classical and Quantum Gravity в мае 1994 года, физик Мигель Алькубьерре предложил механизм для перемещения объекта из одной точки в другую с более высокой скоростью. со скоростью, превышающей скорость света, не вступая в противоречие с теорией относительности Эйнштейна.

Идея Алькубьерре: искривлять пространство-время впереди и позади корабля, а не пытаться приводить в движение сам корабль со скоростью света.

Согласно Алькубьерре, в реферате статьи …

… [это] показано, как в рамках общей теории относительности и без введения червоточин можно модифицировать пространство-время таким образом, чтобы космический корабль мог двигаться со сколь угодно большой скоростью. Благодаря чисто локальному расширению пространства-времени за космическим кораблем и противоположному сжатию перед ним возможно движение со скоростью, превышающей скорость света, которую видят наблюдатели за пределами возмущенной области. Возникающее в результате искажение напоминает «варп-драйв» из научной фантастики.

Гарольд Уайт

Поместив сфероидный объект между двумя областями пространства-времени — одна расширяется, а другая сжимается, — Алькубьер предположил, что можно создать «варп-пузырь», который перемещает пространство-время вокруг объекта, эффективно — позиционирование. По сути, вы получите конечный результат путешествия со скоростью, превышающей скорость света, при этом самому объекту не придется двигаться (относительно его локальной системы отсчета) со скоростью света или быстрее.

Единственная загвоздка: Алькубьер говорит, что «так же, как это происходит с червоточинами», вам понадобится «экзотическая материя» (материя со «странными свойствами»), чтобы искажать пространство-время. И количество энергии, необходимое для питания , что будет на одном уровне — подождите — масса-энергия планеты Юпитер.

Итак, мы вернулись к «fuhgeddaboudit», верно?

Возможно, нет. По словам физика НАСА Гарольда Уайта, проблему с энергией можно решить, просто изменив геометрию варп-двигателя.

Уайт, который только что поделился своими последними идеями на открытом симпозиуме 100 Year Starship 2012, говорит, что если вы отрегулируете форму кольца, окружающего объект, от чего-то, похожего на плоский ореол, к чему-то более толстому и изогнутому, вы можете Варп-двигатель Алькубьерре, масса которого примерно равна размеру зонда НАСА «Вояджер-1».

Другими словами: снижение потребности в энергии от планеты с массой, эквивалентной более чем 300 Землям, до объекта, который весит чуть менее 1600 фунтов.

Более того, если вы колеблете искривление пространства, Уайт утверждает, что вы можете еще больше снизить энергетическую нагрузку.

«Выводы, которые я представил сегодня, изменили [варп-двигатель Алькубьерре] с непрактичного на правдоподобный и заслуживающий дальнейшего изучения», — сказал Уайт SPACE.com. «Дополнительное снижение энергии, реализуемое за счет колебаний интенсивности пузырьков, — это интересная гипотеза, которую мы с удовольствием рассмотрим в лаборатории».

Верно, настоящий лабораторный эксперимент, в ходе которого Уайт говорит, что планирует смоделировать модифицированный двигатель Алькубьерре в миниатюре, используя лазеры, «чтобы возмущать пространство-время на одну десятимиллионную часть».

А если получится? Не ожидайте в ближайшее время прыжков с Альфы Центавра, но, согласно презентации, представленной Уайтом в прошлом году, эта идея будет заключаться в том, чтобы космический корабль покидал Землю, преодолевая заданное расстояние с использованием обычных двигателей.

Двигатель EmDrive является комбинацией из магнетрона (это мощный электронный прибор, генерирующий микроволны при взаимодействии потока электронов с магнитным полем) и резонатора, который накапливает энергию колебаний микроволн. При этом EmDrive, внешне напоминающий положенное на бок ведро, позволяет преобразовывать излучение в мощную тягу. Создатели заявили, что силовая установка на базе такого двигателя позволила бы человечеству добраться до края Солнечной системы буквально за несколько месяцев.

В ближайших планах китайских специалистов испытания нового двигателя в космосе.

В ноябре 2016 года специалисты NASA заявили, что EmDrive производит постоянную тягу, при этом ни топливо не тратится, ни направленный пучок излучения не вырабатывается, что противоречит, как утверждают эксперты, закону сохранения импульса. 

Инженер-физик Алексей Золотарёв прокомментировал АиФ.ru эту новость: 

«Фраза „невозможно объяснить законами физики“ — она ключевая в этой новости. Физика не юриспруденция, в физике законы не нарушаются. Если что-то не соответствует каким-то теориям, значит, это неправильная теория. Если есть заявление, что не соответствует законам физики, это значит, что эти законы физики не раскрыты. Поэтому такого рода заявления — это, скорее всего, фейк. Фраза „нарушение законов физики“ — это признак дилетантства, это не профессионально. Серьезные инженеры такого не допустили бы. Однако если такого двигателя еще даже и нет, то в ближайшие годы он будет обязательно создан. Прогресс не остановить. Физика — динамичная наука. Какую конкретно схему имеют в виду китайцы, не ясно. Они не прикладывают к новости ничего, кроме общих фраз и общих терминов — магнетрон, резонатор. Это ни о чем. Это просто набор нескольких терминов. Но теоретически такая тяга, о которой идет речь в новости, может создаваться. Но вот, на какой схеме, на какой конструкции и материалах — надо разбираться. В будущем возможны и гораздо большие мощности. Но вот, что имели в виду китайцы под названием EmDrive, не ясно. Технических подробностей нет. А технический прокол есть. Именно фраза о нарушении законов физики. Порядочный инженер, ученый так никогда не скажет. Законы физики не нарушаются. Просто надо искать другие законы».

двигатель EmDriveКитай

Следующий материал

Самое интересное в соцсетях

Загадка двигателя, работающего без топлива, нарушающего законы физики

Рунет вновь накрыла волна перепечаток о «невозможном» двигателе EmDrive. На этот раз сообщается, что реактивное ведро якобы проверили китайцы, и даже готовы запустить его в космос.

Российский сегмент интернета в очередной раз бурно отреагировал на низкосортный фейковый вброс. Спустя год «сенсация» о чудо-двигателе, не требующем топлива, от которой открестились все приличные издания мира,

снова попала в заголовки отечественных электронных СМИ, и перекрыла по популярности весть о предвыборной кампании Путина:

close

100%

Заголовки не отличаются разнообразием: «В Китае создали нарушающий законы физики двигатель», «Китайцы посягнули на иные миры», «В Китае создали ломающий законы физики двигатель», «Китайские ученые создали неповторимый мотор, нарушающий законы физики» и т. д.

Источником переполоха, как случалось и ранее, оказался знаменитый своей «желтизной» британский таблоид Daily Mail.

Кстати, в феврале этого года «Википедия» признала таблоид недостоверным источником информации и отказалась от его использования в качестве источника. Еще сутки назад издание опубликовало статью с кричащим заголовком: «Китайцы взломали невозможный двигатель NASA? Пропагандистское видео утверждает,

что ученые создали работающую версию двигателя EmDrive, который довезет человека до Марса за 10 недель».

Авторы таблоида ссылаются на появившийся ролик, якобы показанный в эфире китайского телевидения, в котором говорится, что нарушающий законы Ньютона ракетный двигатель EmDrive теперь воссоздан китайскими инженерами и готов к испытанию в космосе. В ролике не приводится никаких технических подробностей, впрочем, сам двигатель в видеоряде также отсутствует.

Несложный поиск указывает на то, что в мире на «сенсацию» от Daily Mail не отреагировал ровным счетом никто: перепечаток этой фейковой новости попросту нет.

Другое дело – рунет. «Сенсация» упала на благодатную почву отечественных СМИ, столь падких на бессмысленные сенсации, которые никто не удосуживается проверять. По состоянию на полдень вторника

число новостей про чудо-двигатель EmDrive перевалило за сотню – редкое политическое событие получает столь широкий охват.

Двигатель, больше похожий на ведро, заставил говорить о себе год назад, когда статья с результатами его испытаний опубликована в рецензируемом журнале. История EmDrive началась еще в 2003 году, когда британский инженер Роджер Шойер представил общественности электромагнитный двигатель необычной конструкции. Он состоял из магнетрона — устройства, генерирующего микроволновое излучение, медного конического резонатора, напоминающего ведро, запаянное с обоих краев.

По словам изобретателя, двигатель способен создавать тягу без использования реактивного выброса.

Однако это утверждение напрямую противоречит закону сохранения импульса. Ведь если EmDrive — это закрытая система, она не может увеличить свой импульс без внешнего воздействия. С этим обстоятельством и связан ажиотаж в мировых СМИ вокруг непонятной разработки, длящийся уже несколько лет.

В последующие несколько лет изобретатель работал над усовершенствованием поделки, и в 2008 году началась его «независимая» проверка.
Сначала в китайском Северо-западном политехническом университете под руководством профессора Яна Цзюаня был создан работающий прототип, развивающий тягу в 72 грамма (около 360 мН на киловатт). Затем необычным двигателем заинтересовались и в NASA.

С 2013 года в лаборатории Eagleworks в космическом центре имени Джонсона под руководством Гарольда Уайта начались испытания EmDrive. Двигатель тестировался в герметичной камере на специальных крутильных весах, способных обнаруживать тягу в десятки микроньютонов. Полученная тяга оказалась гораздо меньше, чем в китайском эксперименте, но тем не менее утверждалось, что она присутствовала.

«Они традиционно печатают какое-то фуфло, вот недавно печатали историю с warp drive.

Они получают финансирование из каких-то внутренних резервов и постоянно получают какие-то сказочные результаты, тут это называется «внутренние деньги для спонтанных идей», — пояснил тогда «Газете. Ru» ситуацию с американскими «изобретателями» осведомленный сотрудник NASA.

Впрочем, в официальных комментарии NASA говорилось примерно о том же. «Несмотря на то, что исследования нового принципа движения командой из Хьюстона наделало много шума, эта слабая попытка не принесла каких-либо осязаемых результатов. В NASA не работают над технологией warp drive», — говорилось в ответе агенства изданию Space.com.

Китай утверждает, что на самом деле создал электромагнитный привод

Футуризм

9. 20. 17 автор Дом Галеон

/ Off World

Такое устройство нарушило бы законы физики.

/ Off World/ China/ Em Drive/ Space Travel

9. 20. 17 от Dom Galeon

Угадай, кто вернулся

После относительно долгого перерыва в новостях невозможный EM (Electromagnetic) Drive возвращается. Ранее в этом месяце исследователи из космического агентства Китая опубликовали в государственных СМИ видео, показывающее предположительно функционирующий ЭМ-привод. Неужели китайцы наконец-то сделали невозможное? Однако давайте не будем спешить с выводами — по крайней мере, не так быстро, как это сделал Китай.

Во-первых, давайте посмотрим, где мы находимся с EM Drive. До обновления этого месяца было два предполагаемых прорыва в отношении EM Drive. Одной из них была рецензируемая статья НАСА, в которой утверждалось, что EM Drive может работать, по крайней мере, теоретически. Однако результаты в значительной степени оспаривались экспертами и в лучшем случае считаются спорными. Мы доберемся, почему в немного. Затем появились новости о том, что Китай утверждает, что доказал, что EM Drive работает, и начал его тестирование. Последнее видео, предположительно, показывает, что испытания прошли успешно.

Электромагнитный привод. Изображение предоставлено: nasaspaceflight.com

Так что же такое — это ЭМ-привод? Электромагнитный привод, также известный как двигатель с радиочастотным резонансом, предположительно создает тягу без необходимости в топливе. Это электромагнитная тяга, создаваемая отраженными микроволнами внутри полости — как человек, сидящий внутри коробки и толкающий ее изнутри, чтобы заставить ее двигаться. Кроме того, общий импульс, создаваемый ЭМ-приводом, предположительно увеличивается по мере его движения.

Экстренные новости, Экстренная физика

Привлекательность такой технологии понятна. Это не только означает более низкие затраты на космические полеты, но и ускоряет космические путешествия. Но вот в чем загвоздка. Физика ЭД-привода противоречит третьему закону движения Ньютона — на каждое действие есть равное и противоположное противодействие, которое невозможно создать в космосе без топлива.

«Действие и противодействие — это прямой результат сохранения импульса», — объяснял ранее Брайс Кассенти, эксперт по передовым двигательным системам из Университета Коннектикута. «Нарушение такого основного закона, как сохранение импульса, обесценило бы большую часть основы всей физики, какой мы ее знаем».

Так что, как бы нам ни хотелось иметь устройство, которое могло бы произвести революцию в космических путешествиях и ускорить полеты на Марс и дальше, очень маловероятно, что это будет этот ЭМ-двигатель. И при этом это не был бы варп-двигатель — который, кстати, Yahoo News говорит, что некоторые описывают EM Drive. Нет, ЭМ-двигатель — это не варп-двигатель, это совершенно разные вещи.

Варп-двигатель, который остается возможным только в области научной фантастики, относится к способу передвижения со скоростью, превышающей скорость света (FTL), которая нарушает скорость света, искривляя ткань пространства-времени. «Основная часть научных знаний приходит к выводу, что это невозможно, особенно с учетом теории относительности Эйнштейна», — говорится в сообщении НАСА.

Без ЭМ-двигателя и уж точно без варп-двигателя в ближайшем (и, может быть, даже в отдаленном) будущем у нас остается нынешняя технология ракетных двигателей для полетов на Марс и дальше. Однако не беспокойтесь, поскольку НАСА и такие компании, как SpaceX, работают над более крупными ракетами, способными сократить расстояние между Землей и Марсом. В зависимости от того, как Марс и Земля выровняются, одно путешествие на борту межпланетной транспортной системы SpaceX может занять всего 80 дней. Генеральный директор и основатель Илон Маск считает, что ракетные технологии можно улучшить, чтобы сократить это время до 30 дней. Хотя это может быть не быстрее света и, предположительно, не так быстро, как электромагнитный двигатель, это более реалистичное время в пути, которое сохраняет законы физики нетронутыми.

Поделиться этой статьей

Китай заявляет об успехе этого «безынерционного» двигателя для космических путешествий

Это часть космической технологии, которая звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой. «Безреактивный» электромагнитный привод, или сокращенно EmDrive, представляет собой двигатель, приводимый в движение исключительно электромагнитным излучением, заключенным в микроволновом резонаторе. Такой двигатель нарушил бы закон сохранения количества движения, производя механическое действие без обмена материей. Но с 2010 года и США, и Китай вкладывают серьезные ресурсы в эти, казалось бы, невозможные двигатели. И теперь Китай заявляет, что совершил ключевой прорыв.

Доктор Чен Юэ, директор по коммерческим спутниковым технологиям Китайской академии космических технологий (CAST), объявил 10 декабря 2016 г., что Китай не только успешно протестировал технологию EmDrives в своих в настоящее время проходит испытания в невесомости на орбите (по данным International Business Times, это испытание проходит на космической станции Tiangong 2).

В отличие от традиционных двигателей (таких как двигатели внутреннего сгорания и ионные двигатели), которые выбрасывают массу из системы для создания тяги, безреактивные двигатели, такие как EmDrive, используют только электричество для создания движения. В EmDrive, впервые предложенном Роджером Шойером, микроволновая полость представляет собой асимметричный контейнер, такой как усеченный конус, один конец которого намного больше другого. На более узком конце источник электромагнитной энергии (например, магнетрон) бомбардирует полость микроволнами. Эти волны сдерживаются и отражаются от стенок полости, создавая электромагнитный резонанс. Из-за неуравновешенного резонанса от сложной геометрии усеченного конуса электромагнитное поле в EmDrive становится зависимым от направления (анизотропным). В этом случае анизотропное электромагнитное поле «отталкивает» EmDrive от направления конца большей площади резонатора.

Хотя EmDrive может иметь низкий импульс, отсутствие гравитации и трения в глубоком космосе позволяет ему разогнаться до высокой скорости за достаточное время, даже начиная с низкого уровня мощности. Производительность двигателя зависит от материала полости (чтобы уменьшить потери ЭМ от поглощения стенками полости) и температуры, которая может воздействовать на электромагнитное поле, что позволяет предположить, что будущие EmDrives, изготовленные из сверхпроводящих материалов, будут иметь высокие характеристики. Космический корабль или спутник также должны быть спроектированы с нуля, чтобы максимизировать эффективность работы ЭМ-двигателя. Следует отметить, что электромагнитные приводы также могут быть уязвимы для капризов космической погоды, таких как радиация, поэтому важно проверить концепцию EmDrive на Tiangong 2.

EmDrives идеально подходят для исследования дальнего космоса, поскольку они устраняют необходимость в дозаправке или даже весе и пространстве, необходимых для хранения топлива, что упрощает логистику и дизайн. Теоретически все, что нужно для EmDrive, — это источник энергии, такой как солнечная энергия или реактор, для подпитки чего угодно, начиная от пилотируемой марсианской миссии и заканчивая роботизированными зондами, вылетающими за пределы Солнечной системы. EmDrives также приведет к созданию меньших по размеру и более эффективных спутников, поскольку они смогут отказаться от занимающих много места химических двигателей, используемых для маневрирования.

Применений такой системы (если она действительно окажется работоспособной) много. Если Китай сможет установить EmDrives на свои спутники для орбитального маневрирования и контроля высоты, они станут дешевле и долговечнее.

Возможные источники тепла для нитиноловых двигателей

Разработанные с низким перепадом температур, нитиноловые тепловые двигатели могут использовать тепло от трения (или общепромышленное сбросное тепло) или тепло могут браться непосредственно из окружающей среды (солнечная, геотермальная, земляная) источник и др. ). Они также могут питаться за счет повторяющихся химических реакций с использованием газов или даже с использованием относительно небольшого количества электричества.

Новые разработки в области производства нитинола позволили снизить температуру перехода нитинола до комнатной температуры. Нитинол с температурой воздуха может быть лучшим для большинства применений, потому что двигатель может работать при температуре воздуха (более 69 градусов по Фаренгейту) и холодной воде. Нет необходимости нагревать воду, так как тепло будет поставлять сам воздух, а задача поддержания работы двигателя будет заключаться в том, чтобы холодная сторона была холоднее примерно на 20 градусов.

Нитинол не загрязняет окружающую среду, безопасен, дешев в производстве и является заслуживающим внимания вариантом для тех, кто хочет отключиться от сети или сократить свои счета за электроэнергию до нуля.

Как сделать тепловую машину из нитинола

Существует множество различных способов изготовления тепловой машины из нитинола. На изображениях ниже показан нитиноловый тепловой двигатель, построенный компанией Ridgeway Banks в начале 1970-х годов. Другим ресурсом для вас является эта статья The Banks Engine , созданная банками Ridgeway. (8) MEMORY нитинол, не сверхэластичный. Большая часть нитинола, доступного сегодня на рынке, является сверхэластичной. Разница между сверхэластичным нитинолом и нитинолом с памятью формы принципиальна, но у многих она вызывает недоумение. Сверхэластичный нитинол очень упругий, а это означает, что вам будет очень трудно согнуть его, чтобы установить. С другой стороны, нитинол с памятью формы можно легко согнуть при низких температурах, а затем нагреть для создания заданной формы.

Прочность в зависимости от диаметра проволоки

Если вы знаете конкретное усилие, которое вам потребуется для создания нитинола, важно отметить, что проволока Heavy Duty диаметром 0,020 дюйма (0,5 мм) может оказывать усилие примерно 8 фунтов (36 Н). Помните, что более толстый провод намного лучше виден и более захватывающий, чем стандартный провод.

Заключение

Я надеюсь, что эта статья о тепловых двигателях из нитинола вдохновила вас. Я также надеюсь, что это позволит небольшим инженерам, изобретателям и ремонтникам разработать небольшой двигатель, который люди смогут использовать для питания своих домов и предприятий. Оставьте комментарий ниже, если вы работали с нитинолом или производили тепловую машину из нитинола.

Больше технологий свободной энергии

Нитинол Энергия выходит из тени

ЭТОТ ПОСТ СОСТОИТ В ДВУХ ЧАСТЯХ.

ПЕРВАЯ ВЗГЛЯД НА НОВЫЙ ТЕПЛОВОЙ ГЕНЕРАТОР ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА (НИТИНОЛ).

ВТОРАЯ ЭТО ОБРАЗЕЦ ГЛАВЫ №1 НАШЕЙ НОВОЙ КНИГИ О СПЛАВАХ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ И ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ: «НИТИНОЛ НА ПРОСТОМ ЯЗЫКЕ», Джо Келлогг. 2017.

Взгляните на этот новый нитиноловый тепловой генератор, который называется EFA (Электричество из воздуха).

Это не «тепловой двигатель», так как он не требует тепла. Этот генератор использует только изменение температуры в любом доступном диапазоне, включая нормальную температуру наружного воздуха, от 45F и выше.

Он отлично работает в прохладном и темном, влажном или пыльном и изолированном месте. (см. вторую ссылку на видео ниже)

Генераторы EFA требуют, чтобы температура изменялась в пределах диапазона преобразования стержней из сплава с памятью формы, которые находятся в устройстве. Каждый из этих точно запрограммированных нитиноловых стержней многократно трансформируется в течение десятилетий в поршневое движение, чтобы автономно генерировать энергию и хранить ее без использования батарей.

Вот наш новейший генератор. В этом демонстрационном устройстве используется более горячий воздух, чтобы его можно было использовать «из коробки». Нитиноловые стержни получают регулируемое изменение температуры от 190F до 200F в демонстрационных целях (и для имитации варианта использования «Промышленное отходящее тепло»).

Генераторы EFA работают в темноте, в океане, в условиях пыли и пустыни или при любых других стандартных температурах наружного воздуха.

В этом примере мы используем не само тепло, а просто температурный диапазон 190F-200F, который имитирует отработанное тепло и позволяет создать очень маленькое портативное устройство, которое мы можем продемонстрировать, используя этот тип мини-гриля или установленный на источнике отработанного тепла клиента.

Этот особый дизайн гриля предназначен для использования в развивающихся странах, где для приготовления пищи используются дрова. Непрерывное производство электроэнергии такого типа окажет большое влияние на бедных, особенно там, где используются дрова, и было бы полезно непрерывное электричество без батарей или технического обслуживания.

Вот первое видео о том, как он работает, вырабатывая 55 Вт непрерывного электричества за счет изменений температуры нитинолового стержня, создавая поршневое действие. Этот блок питания мощностью 55 Вт — всего лишь демонстрация этой конструкции. В настоящее время в нашей лаборатории масштабируются на несколько порядков.

В этом устройстве происходит преобразование от 200F до 190F с использованием жалюзийных крышек на стержнях, которые позволяют постоянно повторять этот диапазон.

Вторая половина видео выше представляет собой обзор нашего полного генератора EFA, который делает то же самое, но с добавлением запасенной энергии, использующей гидравлику вместо батареи.

Вот видео, показывающее некоторые из наших многочисленных прототипов, а также пару генераторов EFA, зажигающих светодиоды в темноте и при изменении температуры воздуха днем. (Знайте, что для их запуска требуется два дня, так как мы подняли давление в блоках после «холодного запуска» без давления, чтобы полностью протестировать генераторы, используя только обычные изменения температуры наружного воздуха.

Эти устройства будут плавно масштабироваться, и мы разрабатываем проекты по индивидуальной настройке для клиентов, чтобы обеспечить это. Эффективность устройства превосходна для этой стадии разработки. На горизонте мы рассчитываем на установку нитиноловых генераторов на уровне сети в течение 6–7 лет.

Выдержки из: Нитинол на простом языке

Автор Joe Kellogg, 2017.

Раздел I. Введение в нитинол

0201

Вот некоторые главы, которые мы опубликуем отдельно. Полный том «Нитинол на простом языке» можно получить в исследовательских лабораториях Kellogg’s Research Labs и Electricity From Air со штаб-квартирой в Гудзоне, штат Нью-Гэмпшир, с торговым и демонстрационным офисом в Силиконовой долине.

Глава 2: Что вызывает эффект памяти формы?

Раздел II: Работа со сплавами нитинола

Глава 6: Другие сплавы нитинола

Chapter 7: Nitinol Manufacturing & Metalworking

Chapter 8: Heat Engine Design

Chapter 9: Non-Shape Memory and Superelastic Applications of Nitinol Alloys

Chapter 1: Краткая история нитинола и эффекта памяти формы

           Марк Твен однажды сказал, что случай — мать изобретения. Возьмем, к примеру, электрическую лампочку, хотя Томас Эдисон известен тем, что изобрел электрическую лампочку, он уже знал, что провод светится, когда он проводит электричество. Это было обнаружено намного раньше, совершенно случайно ученым Джеймсом Прескоттом Джоулем, который количественно определил количество тепла, выделяемого электричеством, проходящим через проводник. Ну, нитинол ничем не отличается.

           Важно отметить, что нитинол не был первым обнаруженным сплавом с памятью формы. Исследователи экспериментировали с золотом-кадмием с 1939 года, но эффект памяти формы был минимальным, а материал был чрезвычайно дорогим (100 долларов за грамм). Нитинол был открыт блестящим молодым ученым по имени Уильям Дж. Бюлер. Бюлер был металлургом в Naval Ordinance Labs (NOL), работая над проектом по разработке носового обтекателя для ракеты Polaris, способного выдерживать высокую температуру при входе в атмосферу Земли.

           Бюлер назвал этот проект «скучным» и надеялся, что появится что-то «интересное». Что ж, так оно и было, но не так, как можно было бы ожидать. Бюлер рассматривал сплавы с двумя твердыми состояниями в качестве возможных материалов для носового обтекателя. Он выбрал около 60 сплавов для дальнейшего изучения из книги под названием Конституция бинарных сплавов , одним из которых был нитинол. Когда он делал слитки для испытаний, он намеренно уронил один из холодных на пол. Надеясь услышать ясный колокольный звон, указывающий на то, что металл обладает свойствами, на которые он надеялся. Вместо этого он издал глухой удар, словно мешок с мукой упал на землю.

           Обеспокоенный тем, что слиток заполнен внутренними дефектами, он уронил один из еще не остывших слитков. Это вернуло чудесный колоколообразный звон. Однако после охлаждения слитка в воде раздался глухой свинцовый стук, как и в первый раз. Это первое указание на то, что нитинол имеет существенно иное двойное состояние. Бюлер назвал свой сплав нитинол для Ni ckel- Ti tanium N aval O rdinance L лаборатории. Все это произошло в 1959 году. Однако способность нитинола к памяти формы не была открыта до встречи в лаборатории в 1961 году. и снова. Его проект был передан на рассмотрение, и его техник демонстрировал усталостные свойства высокопоставленным чиновникам. Во время этой презентации один из присутствующих официальных лиц нагрел нитинол зажигалкой, после чего он быстро выпрямился.

           Это, конечно, вызвало бурю негодования в научном сообществе. Этот материал может выдерживать слабое тепло и генерировать механическую энергию! Многочисленные ученые начали экспериментировать с тем, как построить двигатели с нитинолом, которые могли бы использовать энергию низкого качества и преобразовывать ее в энергию очень высокого качества, которую можно было бы использовать для выполнения работы. Кульминацией этого стала Конференция по тепловым двигателям с нитинолом, организованная Центром надводных вооружений ВМФ (ранее Лаборатория боеприпасов ВМФ) в 1974 году. уже сделано и что еще необходимо сделать, чтобы нитиноловые тепловые двигатели стали реальностью. Презентации с этой конференции доступны в книге Материалы конференции по нитиноловым тепловым двигателям .

          В этот момент казалось, что активность вокруг нитинола почти иссякла и исчезла. Перед конференцией исследователи нитинола были представлены на таких новостных каналах, как NBC и BBC. После этого на протяжении более двадцати лет крупные телевизионные сети почти не уделяли внимания нитинолу. Это привело к возникновению всевозможных теорий заговора, начиная от нитинола, хранящегося для сверхсекретных правительственных экспериментов, и заканчивая тем, что нитинол является инопланетной технологией, которая была обнаружена во время аварии в Розуэлле.

           Однако реальность совсем другая. За кулисами ученые-материаловеды усердно работали, чтобы выяснить, КАК работает нитинол. Чтобы полностью оптимизировать нитиноловую тепловую машину, необходимо понять, что происходит, когда нитинол подвергается эффекту памяти формы. Подробнее об этом будет рассказано в главе 2.  

           В следующий раз, когда нитинол появился на публике, его не называли нитинолом, а просто титаном. Конечно, это неправильное название, поскольку в нитиноле чуть больше никеля, чем в титане. Это новое публичное выступление даже не демонстрировало эффект памяти формы, как люди были так взволнованы ранее. Нет, это было совершенно другое, и оно продавалось под торговой маркой Flexon® компанией Marchon Eyewear.

           Выпущенный в публичную продажу в 1995 году, Flexonâ был необычен тем, что его можно было сгибать, подвергая невероятным искажениям, и он просто возвращался к своей первоначальной форме, как только вы его отпускали. Как только Nike начал использовать его в своей линейке очков Vision, спортсмены повсюду начали его скупать. Прошли те времена, когда вы регулярно разбивали очки только потому, что вели активный образ жизни. Вы можете сесть на них, вы можете намеренно согнуть их, вы можете схватить кого-нибудь в футболе, и они просто отскочат назад. Эти очки будут прощать эти удары снова и снова — казалось бы, навсегда. Люди, которые разбивают свои очки каждые полгода, теперь могут прожить несколько лет на одной оправе. Оправы были названы «сверхэластичными».

           Как только был открыт сверхэластичный нитинол, вскоре хирурги начали использовать его при работе с людьми. Сосудистые стенты были одним из первых применений, потому что стент можно было сложить настолько плоско, что его можно было ввести через мельчайшие отверстия в кровоток пациента, что сводило к минимуму время восстановления. Оказавшись на месте, сверхэластичная нитиноловая проволока могла выдерживать серьезную деформацию и на порядок превосходила нержавеющую сталь.

           Для сравнения: сверхэластичные нитиноловые стенты способны подвергаться 30-процентной деформации с предполагаемым сроком службы до отказа более 10 000 000 циклов. Нержавеющая сталь, с другой стороны, может выдерживать деформацию всего 0,5% при усталостной долговечности около 1 миллиона циклов. Это сделало внутрисосудистые стенты чем-то, что можно было считать постоянным, никогда не нуждающимся в замене.

           Единственный вопрос, который возник у медицинского сообщества, связан с тем, что нитинол состоит более чем на 50% из никеля, а у людей возникает аллергия на никель. Да, как ни странно, наша пятицентовая монета сделана из металла, на который у нас аллергия. Конечно, это потенциально может вызвать огромные проблемы для пациентов, если достаточное количество никеля растворится из нитинола и попадет в кровоток. К счастью, исследователи быстро обнаружили, что биосовместимость нитинола не имеет себе равных и что врачи могут свободно имплантировать его пациентам любым способом, который они считают нужным.

           С тех пор нитинол заменил другие сплавы почти во всех типах имплантатов в человеческом теле. Исследователи обнаружили, что он является отличным материалом для замены тазобедренного сустава, потому что явление сверхэластичности гасит вибрации, вызванные ходьбой, что значительно продлевает срок службы замены сустава. Из-за широкого спектра использования нитинола в хирургических имплантатах, медицина является крупнейшим потребителем нитинола во всем мире. Вторым по величине потребителем нитинола является производство очков.

           Но что случилось с интересом к эффекту памяти формы, который когда-то озарил научное сообщество? Что ж, пока все это происходило, Национальный научный фонд (NSF) спонсировал исследования в области материаловедения в университетах по всей территории Соединенных Штатов. Эти небольшие независимые исследовательские группы получили множество интересных и полезных сведений о нитиноле.

           Для организации всех этих исследований и обмена полученными знаниями Американское общество материалов (ASM) создало группу технологий памяти формы и сверхэластичных технологий (SMST), которая будет собираться каждые восемнадцать месяцев для обсуждения последних достижений в материаловедении нитинола. . Первая встреча в 19С 97 года, собрав экспертов со всего мира, SMST начала подтверждать выводы о всевозможных вещах. Были открыты новые сплавы нитинола. Эти сплавы, названные 55-нитинол, 60-нитинол и 65-нитинол из-за приблизительного процентного содержания никеля, имели несколько иные свойства, чем обычный нитинол. Вскоре ученые обсуждали добавление третьего и четвертого элементов в сплавы нитинола, чтобы изменить свойства и получить что-то более желательное. Все это будет более подробно рассмотрено в главе 4.

           Со всеми этими исследованиями в области материаловедения нитинола и последующими открытиями это вызвало новый интерес со стороны ученых-механиков. В 2012 году General Motors объявила, что они работают над нитиноловым тепловым двигателем, который будет улавливать отработанное тепло от выхлопных газов двигателя и генерировать электричество. Надежда здесь заключалась в том, чтобы заменить генератор и использовать меньше топлива.

           Затем в 2013 году исследовательские лаборатории Kellogg опубликовали сообщение о том, что они построили генератор, способный использовать энергию ежедневных изменений температуры воздуха. В своем отчете KRL заявила, что их тепловой КПД составляет от 1 до 4 процентов. Это совершенно ужасно по сравнению с автомобилями, которые работают с КПД примерно 25%, или электростанциями, которые производят электричество для питания нации, которые работают с КПД 43%. Однако, в отличие от этих систем, количество тепловой энергии, ежедневно выбрасываемой атмосферой, на несколько порядков превышает всю мощность, вырабатываемую всеми электростанциями на Земле, и она бесплатна. Итак, 1% от очень большого числа — это все же очень большое число.

Рик Лемберг — вице-президент KRL и EFA — Офис в Силиконовой долине

www.ElectricityFromAir.com [email protected]

www.KelloggsResearchLabs.com [email protected]

Офис: 850-77772

▷ 3d модели нитинолового двигателя 【STLFinder 】

нитинол

вещьвселенная

материал памяти

может быть активирован для движения и т. д.

Солнечный трекер с использованием нитинола

грабкад

Конструкция Пружина и рейка, шестеренчатый механизм с использованием SMA

Нитиноловый медицинский стент 3D-модель

cgtrader

3д модель плетеного стента
Также включен участок сосудистой стенки с текстурами 4k.
Базовый материал SSS включен
Прикрепленная сцена в MarmoseToolbag 4
Сцена освещена HDRI (в комплекте)
Стент — 100992 полигона

двигатель

грабкад

двигатель

двигатель автомобиля

грабкад

двигатель автомобиля

двигатель автомобиля

грабкад

двигатель двигатель

двигатель литой задний

грабкад

Двигатель задний литой

Двигатель карбюратора

грабкад

карбюратор — SMK Negeri 3 Metro

Двигатель

скетчфаб

Описание не предоставлено.

двигатель

грабкад

двигатель с ПО

двигатель

грабкад

6-цилиндровый роторный двигатель

двигатель

грабкад

полностью собранный

Двигатель

грабкад

Двигатель или двигатель — это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую энергию. …Тепловые двигатели сжигают топливо для создания тепла, которое затем используется для выполнения работы.

Двигатель

грабкад

Двигатель в сборе

Двигатель

грабкад

Двигатель или двигатель — это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую энергию.

ДВИГАТЕЛЬ

грабкад

ДВИГАТЕЛЬ С ОДНИМ ЦИЛИНДРОМ И ВМЕСТЕ С ПОРШНЕМ.

Двигатель

грабкад

Одноцилиндровый двигатель

Двигатель

грабкад

простая концепция двигателя

ДВИГАТЕЛЬ

грабкад

Двигатель или двигатель – это машина, предназначенная для преобразования одной или нескольких форм энергии в механическую энергию. …Доступные источники энергии включают потенциальную энергию, тепловую энергию, химическую энергию, электрический потенциал и ядерную энергию

двигатель

грабкад

теория машин

ДВИГАТЕЛЬ

грабкад

ЭТО ДВИГАТЕЛЬ, МОДЕЛИРОВАННЫЙ В CATIA

двигатель

грабкад

двигатель

двигатель

грабкад

конструкция двигателя

двигатель

грабкад

двигатель двигатель

двигатель

грабкад

Проверка шланга

Двигатель

грабкад

Смоделировано и собрано в Catia V5R21. … KeyShot используется для рендеринга.

двигатель

грабкад

Двухтактный двигатель

Двигатель

грабкад

Двигатель

Двигатель

грабкад

Двигатель

Двигатель

грабкад

ДВИГАТЕЛЬ

Однопроволочный нитиноловый двигатель — БАНКИ; RIDGWAY M.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область изобретения

Настоящее изобретение относится к тепловым двигателям и, более конкретно, к тепловому двигателю с нитиноловым приводом с одним проводом.

2. Описание предшествующего уровня техники

Изобретатель настоящего изобретения также является изобретателем нитиноловых тепловых двигателей Banks, патент США No. №3,913 326, выданном 21 октября 1975 г., и патент США No. № 4,257,231, выданный 24 марта 1981 г. Раздел «Уровень техники» патента США No. В патенте США № 3913326 излагается статус предшествующего уровня техники на момент подачи заявки на этот патент в апреле 1974 года. В разделе «Сущность изобретения» этого патента описывается рабочий материал, нитинол, как термочувствительный материал с памятью. . Это тот же самый материал, который используется для питания настоящего изобретения. Этот материал также называют сплавом с памятью формы.

Раздел «Уровень техники» патента США No. В патенте США № 4 257 231 изложен статус предшествующего уровня техники, сложившийся между моментом подачи заявки на более ранний патент в 1974 г. и подачей заявки на последний патент в сентябре 1979 г. «Уровень техники» и «Краткое изложение изобретения». «разделы патента США. В US 4257231 изложены проблемы, существовавшие в известном уровне техники на момент подачи заявки на патент США № 4257231. Была подана заявка № 4 257 231.

Настоящее изобретение представляет собой попытку упростить основные решения проблем, которые были достигнуты в патенте США No. 4,257,231 в однопроволочный нитиноловый двигатель, который можно использовать в демонстрационных целях и который имеет гораздо более легкую и простую конструкцию, чем известные до сих пор рабочие нитиноловые двигатели.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой однопроволочный нитиноловый двигатель, который содержит пару рычагов, один из которых зафиксирован от перемещения относительно другого. Другой рычаг выполнен так, что один его конец совершает возвратно-поступательное движение по прямой линии к другому неподвижному рычагу и от него. Нитиноловая проволока в форме пружины закреплена между концами двух рычагов; между концом возвратно-поступательного рычага и соответствующим концом неподвижного рычага.

Предусмотрено средство, которое входит в зацепление с рычагами для возвратно-поступательного движения концов рычагов, к которым прикреплена нитиноловая проволока, между парой ванн с горячей и холодной температурой. Шатун соединен между возвратно-поступательным рычагом и коленчатым валом, посредством чего возвратно-поступательное движение рычага вращает коленчатый вал. Эта простая конструкция позволяет поглощать энергичное изменение формы, которое происходит в нитиноловой проволоке, парой рычагов и преобразовывать во вращательное движение кривошипного вала и использовать для обеспечения небольшого количества динамической энергии.

ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, важной задачей настоящего изобретения является создание нитинолового двигателя с одним проводом.

Также целью настоящего изобретения является создание нитинолового двигателя очень простой конструкции с прямым отбором мощности.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание нитинолового двигателя с одной проволокой, полностью регулируемого для компенсации изменений, которые происходят в рабочих характеристиках проволоки, когда она обучается более эффективно повторять цикл от работы в течение периода время.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание демонстрационного нитинолового двигателя, который может работать с ваннами с горячей и холодной температурой, которые не нуждаются в снабжении рециркулирующими жидкостями.

Другие цели настоящего изобретения станут очевидными при рассмотрении описания предпочтительного варианта осуществления в сочетании с прилагаемыми чертежами. cl ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения;

РИС. 2 — его торцевая проекция;

РИС. 3 — его вид сбоку;

РИС. 4 представляет собой частичный вид сверху фиг. 5; и

РИС. 5 представляет собой частичный разрез по линии 5-5 на фиг. 2.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой тепловую машину, использующую термочувствительные элементы из материала с памятью формы. Более конкретно, это простой нитиноловый двигатель с одним проводом, основанный на основном принципе моего предшествующего патента США № 1055555. № 4,257,231 в сильно модифицированной и упрощенной форме.

Термочувствительный нитиноловый проволочный элемент 11, обеспечивающий питание изобретения, лучше всего виден на ФИГ. 1, и обладает свойством памяти, характерным для укорочения и удлинения при термоциклировании. Проволоку предварительно обрабатывают в холодном состоянии так, что она удлиняется при охлаждении ниже температуры фазового перехода и укорачивается при нагревании выше температуры фазового перехода.

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения лучше всего виден на фиг. 1, и включает в себя пару вертикальных опорных стоек 13, прикрепленных к плоскому горизонтальному основанию 15. Стойки поддерживают пару продолговатых контейнеров 17 для текучей среды, которые предназначены для содержания ванн с горячей и холодной температурой. В предпочтительном варианте контейнеры для жидкости приподняты и прикреплены к основанию 15, так что они не двигаются во время работы машины, тем самым предотвращая возможное механическое воздействие на рабочий механизм машины. Для облегчения опорожнения контейнеров после использования предусмотрена пара съемных лотков 19.размещены на опорной стойке для хранения горячих и холодных жидкостей, чтобы жидкости можно было легко извлечь из машины, сняв поддоны.

Подвижный вал 21, который лучше всего виден на ФИГ. 1 и 3, установлен на опорных стойках 13 на концах пары кривошипов 23, посредством чего он перемещается по дуге попеременно из положения над одним из резервуаров 17 для жидкости в положение над другим. Кривошипы 23, поддерживающие вал 21, закреплены цапфами на паре выступающих консольных опор 25 из двух опорных стоек. Вал 21 расположен так, что ось его дуги вращения находится вблизи центральной линии между двумя контейнерами для жидкости в положении над ним.

Двигатель снабжен парой рычагов 27, 29, которые лучше всего видны на ФИГ. 1 и 3. Один из рычагов 27 зафиксирован от перемещения по отношению к другому, а другой 29 выполнен так, что один его конец совершает возвратно-поступательное движение в прямолинейном направлении к соответствующему концу неподвижного рычага 27 и от него. Рычаги закреплены на подвижном валу 21 с неподвижным рычагом 27, расположенным между парой подвижных упоров (таких как втулки установочного винта — не показаны), так что его можно отрегулировать в любом положении вдоль вала, в то время как соединение с цапфой позволяет ему частично вращаться относительно вала. Подвижный рычаг 29который совершает возвратно-поступательное движение по отношению к неподвижному рычагу, соединен с подвижным валом относительно большим отверстием, например, удлиненным пазом 31, который просто захватывает вал 21, чтобы заставить рычаг двигаться вместе с валом, а также позволять рычагу скользить вдоль вала без заеданий, а также частично вращаться вокруг него. Удлиненный паз сформирован со скошенными краями, так что он не имеет края, который мог бы зацепляться или связываться с валом. Верхние концы рычагов 27, 29 шарнирно соединены 33 с парой коромыслов 35, 37, закрепленных на валу 39.установленный между опорными стойками 13 на их верхних концах.

Нитиноловый проволочный элемент 11, который лучше всего виден на РИС. 1 выполнен в виде пружины и закреплен между концами возвратно-поступательного рычага 29 и соответствующим концом неподвижного рычага 27. В предпочтительном варианте эти соединения находятся на нижних концах двух рычагов.

Рычаги взаимодействуют с приспособлением для возвратно-поступательного движения их концов, к которым прикреплена нитиноловая проволока, между ваннами с горячей и холодной температурой. Это средство включает в себя подвижный вал 21, который совершает возвратно-поступательное движение двух концов рычагов от одного контейнера для жидкости к другому, перемещая вал по дуге, так что проволока перемещается вверх и из одного контейнера 17 для жидкости и вниз в другой, а затем назад, что лучше всего видно на фиг. 1 и 3. Движение рычагов вверх осуществляется коромыслами 35, 37, расположенными в верхней части устройства и закрепленными на оси коромысла 39.. Вал коромысла установлен с возможностью частичного вращения или колебаний в двух вертикальных опорах 13, а два коромысла прикреплены к валу таким образом, что, когда первое коромысло 35, которое соединено с возвратно-поступательным рычагом 29, приводится в действие, второе коромысло 37, прикрепленное к неподвижному рычагу 27, также работает синхронно с первым коромыслом. Движение коромысла вызывает второе возвратно-поступательное движение рычагов 27, 29, которое отличается от первого возвратно-поступательного движения, то есть возвратно-поступательное движение возвратно-поступательного рычага относительно неподвижного рычага. Второе возвратно-поступательное движение рычагов также представляет собой двойное движение, которое заставляет проволоку 11, прикрепленную к концам рычагов, перемещаться от одного резервуара к другому с движением вверх и вниз в каждую из емкостей 17 для жидкости и из нее, а также возвратно-поступательное боковое поступательное (горизонтальная составляющая) движение проволоки между емкостями с жидкостью; от одного к другому.

Шатун 41, который лучше всего виден на ФИГ. 1 и 3, соединен между возвратно-поступательным рычагом 29 и кривошипным валом 43, посредством чего возвратно-поступательное движение рычага приводит во вращение кривошипный вал. В предпочтительном варианте осуществления шатун шарнирно состоит из двух элементов, оба из которых являются жесткими. Первый элемент 41А соединен с возвратно-поступательным рычагом посредством простой петли на конце шатуна, которая свободно окружает и захватывает нижний конец рычага вблизи подвижного вала в захваченном положении. Второй элемент 41В шатуна прикреплен к шейке коленчатого вала с помощью вращающегося соединения 45, так что он приводит в движение коленчатый вал 43, когда шатун 41 совершает возвратно-поступательное движение за счет движения рычага 29.. Два элемента шатуна соединены между собой цапфой 47, которая шарнирно соединяет шатун, так что возвратно-поступательное и поперечное поступательное движение возвратно-поступательного рычага может быть поглощено, приспособлено и передано шарнирным соединением шатуна. В предпочтительном варианте шарнирное сочленение 47 снабжено съемным упором 49 на части вала шейки второго элемента 41В шатуна, сцепленного с коленчатым валом 43. Упор расположен между двумя соединениями шейки U-образный концевой штуцер 51 на конце первого элемента 41А шатуна, который закреплен на возвратно-поступательном рычаге 29.

Средство, которое приводится в зацепление с парой рычагов 27, 29 для возвратно-поступательного движения нитиноловой проволоки 11 между горячей и холодной ваннами, включает синхронизирующий механизм, взаимодействующий с возвратно-поступательным рычагом 29 для обеспечения подъема нитиноловой проволоки из каждой из ванн после завершения фазового превращения в соответствующей ванне. Механизм синхронизации, который лучше всего виден на фиг. 2, 4 и 5, и включает в себя зубчатую передачу, которая приводится в движение коленчатым валом 43. Первая цилиндрическая прямозубая шестерня, прикрепленная к коленчатому валу 43, приводит в движение промежуточную промежуточную шестерню 55, которая в предпочтительном варианте также зацеплена с валом 57, поддерживающим и приводит в движение маховик. Промежуточная шестерня, в свою очередь, приводит в движение вторую прямозубую шестерню 59.который составляет половину размера первого цилиндрического зубчатого колеса 53 и прикреплен к кулачковому валу 61, который вращается с удвоенной скоростью коленчатого вала 43.

Кулачковый вал 61 и зубчатая передача поддерживаются вторым набором вертикальные опорные стойки 63, установленные на указанном основании 15. Кулачковый вал приводит в движение однокулачковый кулачок 65, который приводит в действие толкатель кулачка. Толкатель кулачка включает в себя ролик 67, который перемещается по поверхности кулачка, и коромысло 69, установленное на паре опор 71, установленных на втором наборе вертикальных опор 63, прикрепленных к основанию. Очевидно, что двухлепестковый кулачок, приводимый в движение валом, вращающимся с той же скоростью, что и коленчатый вал, даст тот же результат.

Механическая связь соединена с толкателем кулачка для приведения в действие пары коромыслов, которые поднимают рычаги на подвижном валу из каждой ванны после того, как нитиноловая проволока изменила фазу. Механическая связь лучше всего видна на фиг. 2 и 3, и включает в себя толкатель 73, который проходит от кулачкового толкателя коромысла 69 и входит в зацепление с соединительным стержнем 75, который соединяет толкатель 73 и одну из пары коромыслов 35, так что, когда толкатель приводится в действие кулачка, пара коромыслов 35, 37 приводится в действие, чтобы поднять пару рычагов 27, 29.

Предусмотрено средство, сцепленное с коленчатым валом, для использования энергии, развиваемой нитиноловой проволокой. В предпочтительном варианте, показанном на фиг. 1, 2 и 3, он состоит из маховика 77, но, конечно, может включать в себя соединение, поглощающее вращательное движение, и средства отбора мощности.

Все части предпочтительного варианта двигателя могут быть соединены съемными или регулируемыми соединениями, чтобы можно было регулировать синхронизацию двигателя. По мере того, как нитиноловая проволока тренируется в результате повторяющихся циклических изменений фазы между горячими и холодными ваннами, она имеет тенденцию изменять фазу более быстрым и упорядоченным образом, в результате чего двигатель работает быстрее и мощнее, и необходимо немного увеличить синхронизацию для более быстрого цикл. Необходимо отрегулировать кулачок, а также некоторые броски на коромыслах, а также отрегулировать рычаги по подвижному валу и пары коромыслов по валу коромысла. Это можно сделать методом проб и ошибок, чтобы добиться наибольшей скорости вращательного движения коленчатого вала при заданной нагрузке.

Работа нитинолового двигателя очень проста. Ледяная вода подается в ванну с помощью водослива 79, который удерживает кубики льда от всплывания в рабочую зону, где нитиноловая проволока погружена в бак, что может вызвать механическое вмешательство в работу машины. В другую ванну наливается горячая водопроводная вода, а затем вручную запускается двигатель. Для его запуска необходимо укоротить провод, что происходит при попадании его в горячую воду с холодной. Это заставляет возвратно-поступательный рычаг 29двигаться к неподвижному рычагу 27 и тянет за шатун 41, который, в свою очередь, перемещает шейку коленчатого вала 43, приводя в движение маховик 79. Во время работы зубчатая передача приводит в действие кулачок 65 и следящий механизм для приведения в действие шатуна 75 между толкателем 73 и парой коромыслов 35, 37. Пара коромысла частично поворачивается вверх и вниз для подъема и опускания возвратно-поступательных рычагов 27, 29 в горячую и холодную ванны и из них. Движение рычагов вверх автоматически перемещает подвижный вал 21 и рычаги через верхнюю часть хода, что позволяет рычагам попеременно перемещаться вниз над каждой из ванн и погружать пружину 11 в ванны.

Было обнаружено, что по мере того, как проволока удлиняется из-за повторяющихся фазовых переходов между горячими и холодными ваннами, пружина действительно оказывает значительное разделяющее усилие на возвратно-поступательный рычаг, когда он удлиняется в холодной ванне, что дополнительно усиливает и помогает привести в действие механизм. Если бы пружина не удлинялась сама по себе и не раздвигала рычаги, шатун 41, приводимый в движение маховиком, оттягивал бы ответный рычаг от неподвижного рычага, удлиняя пружину так, чтобы при помещении ее в горячую ванну она была готова к договор на поставку двигателя.

Таким образом, настоящее изобретение представляет собой очень простой однопроволочный нитиноловый двигатель, и из вышеприведенного описания будет видно, что все заявленные цели и преимущества достигаются. Хотя устройство по настоящему изобретению было описано достаточно подробно, многие модификации и усовершенствования должны быть очевидны для специалиста в данной области техники. Таким образом, он не должен ограничиваться подробностями, изложенными в данном документе, за исключением случаев, когда это может быть необходимо в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Сплав с памятью формы и забытый нитиноловый мотор

Нитинол — самовосстанавливающиеся метаматериалы (см. информацию в описании видео)

Сплав с памятью формы и забытый нитиноловый мотор — Эндрю Синкинсон

Память имеет решающее значение в нашей повседневной жизни . Готовите ли вы экзамен, останавливаетесь у банкомата или лихорадочно пытаетесь найти ключи от машины, жизнь без памяти, очевидно, была бы невозможна. Учитывая наше преимущественно человеческое представление о памяти, может показаться неожиданным, что специально изготовленный никель-титановый сплав не только обладает памятью, но и может содержать ключ к производству обильной зеленой энергии.

Металлическая память?

Нитинол представляет собой сплав, состоящий из никеля и титана в примерно одинаковом атомном соотношении, известный своей памятью формы и сверхэластичными свойствами. Нитинол, обнаруженный в 1958 году Военно-морской артиллерийской лабораторией, можно научить «запоминать» форму путем термической обработки при определенных обстоятельствах. Его можно сгибать, скручивать и тянуть до любой деформации, а при нагревании до температуры трансформации он вернется к своей первоначальной форме.

При тщательном изготовлении температура трансформации может быть всего на несколько градусов выше комнатной температуры, на самом деле, есть образцы нитинола, которые трансформируются под воздействием только тепла тела, доступного при удерживании в руке человека. Он в 10-30 раз более эластичен, чем другие металлы, особенно при приближении к порогу трансформации, а значит, для деформации нитинола требуется совсем немного усилий. Нитинол способен хранить больше энергии для данной массы, чем любое другое известное вещество.

Где ты был всю мою жизнь?

Несмотря на очевидное потенциальное применение, стоимость и трудности, связанные с производством этого сплава, препятствовали коммерческому использованию нитинола до 1990-х годов. Несколько отраслей промышленности, включая медицину, машиностроение, архитектуру, механику и другие, воспользовались уникальными свойствами памяти формы, однако наиболее революционным применением нитинола может быть изобретение никель-титанового теплового двигателя, запатентованного Риджуэем Бэнксом в 1919 году.84.

Двигатель памяти.

Бэнкс, исследователь из лаборатории Лоуренса в Беркли, разработал бестопливный двигатель, способный использовать горячую и холодную воду и силу преобразования формы для вращения частично погруженного в воду колеса, оснащенного нитиноловыми лопастями. В Интернете можно найти несколько рабочих моделей, и было доказано, что многие модели на солнечных батареях генерируют полезное количество электроэнергии. Невероятно, но эта идея получила мало внимания со стороны средств массовой информации, а наука, в отличие от нитинола, давно забыла.

Последствия.

Двигатели

Nitinol по сути являются сверхэффективными металлическими цельными двигателями Стирлинга, и в сочетании с линзой Френеля для нагрева резервуара с водой никель-титановый двигатель может работать дни, недели или годы без обслуживания; Поскольку вода может быть получена бесплатно с помощью гидроэлектрогенератора с солнечным конденсатором, обильное бесплатное электричество может быть произведено абсолютно без воздействия на окружающую среду, без проблем с безопасностью и без затрат. Когда же научное сообщество признает, что преимущества объединения нескольких известных в настоящее время технологий в одну целостную систему часто дают нам возможности и эффективность больше, чем сумма отдельных частей.

Сплав с памятью формы и забытый нитиноловый мотор — Возобновляемая энергия на колесах | Examiner. com

Солнечные нитиноловые тепловые двигатели с горячей водой

Это попытка уйти от дорогих и опасных газов. Он работает примерно так же, как обычное колесо Minto, но вместо использования жидкости с низкой температурой кипения для обеспечения нагнетательного действия в нем используется набор нитиноловых пружин.

  Нитинол или более известный как металл с памятью можно согнуть, и при нагревании до определенной температуры он вернется в свою нормальную форму с небольшим усилием. Этот факт использовался для изготовления всех видов регулирующих устройств, но здесь я использую его в виде набора пружин.

 Происходит следующее: никель-титановые пружины погружаются в горячую воду (зависит от состава пружины) и сжимаются. Они тянут 2 кабеля. Один проходит через шкив на 90 градусов, а затем закрывает нижний сильфон, полный воды. Вода подается к противоположному меху, и сила тяжести делает это как обычно

  Другой трос просто идет к другой пружине, расположенной выше на рычаге, и растягивается, когда другой сжимается. Эта пружина намного легче рабочей пружины и служит только для того, чтобы помочь растянуть рабочую пружину обратно, когда она остывает из воды. Это позволяет сильфону открываться немного легче, когда пришло время его заполнить, и помогает поддерживать правильную работу рабочей пружины.

  Я нашел пружины здесь, на сайте http://www.robotstore.com. Они поставляются по 4 штуки в упаковке, и на момент написания статьи они стоят 41,95 доллара США. Таким образом, стоимость каждого 10-футового колеса, построенного из новых материалов, составит около 1000 долларов США. Я провел некоторые математические расчеты в отношении того, какой будет производительность 10 колеса на версии с одним валом. При 10 об/мин мощность будет более 0,24 л.с. Это 178 ватт или 14,8 ампер при 12 вольтах! Выходная частота вращения может быть настроена для работы генератора для зарядки аккумулятора. Эта конструкция на самом деле способна вращаться еще быстрее, но это приведет к нагрузке на пружины и сокращению срока их службы. Если пружины не нагружены, они проработают миллионы операций, то есть много лет..

Нитиноловые пружины также можно нагревать электричеством, но они потребляют много тока. Я не предлагаю использовать солнечное тепло, так как их можно легко повредить, если нагреть слишком сильно, а прямое солнечное тепло будет чрезвычайно трудно регулировать, чтобы предотвратить перегрев. Солнечная энергия, используемая для нагрева воды, работает намного лучше, особенно потому, что для этой установки вообще не нужен очень большой резервуар.

На втором рисунке показана качающаяся установка с двумя простыми насосами. Один насос будет использоваться для прокачки воды через солнечную панель для обогрева двух резервуаров, а другой будет использоваться для перекачивания воды во что угодно. Я подумывал использовать второй насос для перекачивания воды наверх 10-футового водяного колеса. Это было бы не очень быстро, но если бы система могла качать 10 раз в минуту, это, надеюсь, дало бы мне 2-3 оборота в минуту на колесе. Эту установку можно было бы умножить рядом, поскольку одна небольшая солнечная панель могла бы легко обеспечить теплом несколько качелей.

Солнечные нитиноловые тепловые двигатели с подогревом воды

Конструкция теплового двигателя из сплава с памятью формы VT1

Джиллча Вакжира —
Аннотация: Изобретение сплавов с памятью формы вызвало повышенный интерес к тепловым двигателям в конце 70-х и начале 80-х годов. Считалось, что эти двигатели могут использовать тепло от низкотемпературных источников, таких как вода, нагретая солнечными батареями, геотермальная горячая вода, и отведенное тепло от обычных двигателей в качестве значительного источника энергии. С тех пор интерес снизился, в основном из-за того, что небольшие прототипы устройств, разработанные в лаборатории, нельзя было масштабировать для получения значительной мощности. Считается, что увеличенные конструкции потерпели неудачу, потому что они зависели от трения как приводного механизма, что приводило к большим потерям энергии и проскальзыванию.