От водяного колеса — к первой водяной турбине

Известны водяные колеса вертикальные и горизонтальные. Среди распространенных горизонтальных конструкций различались колеса: наливное (верхнебойное), среднебойное, подливное (нижнебойное или «пошвенное») и пловучее. В наливном (верхнебойном) колесе поток воды, подведенной жолобом, действовал на верхнюю его часть, вода падала струей в ковши верхней части и выливалась из них внизу. В среднебойном вода била около середины задней половины колеса и вытекала из жолоба через водослив. В подливном (нижнебойном, «пошвенном) колесе поток действовал на его нижнюю часть; при выпуске из жолоба вода получала значительную скорость, т. е. использовалась, главным образом, ее живая сила.

Пловучее колесо было разновидностью подливного и устанавливалось (между козлами или на двух барках) на быстрой реке; нижние лопасти колеса увлекались водой и вращали его.

В совершенствовании конструкций колес горнозаводская техника России XVIII в. опиралась на исконный опыт русских «водяных людей», который всегда опережал зарубежную практику. Когда в Европе преобладало так называемое водоступательное колесо, в России применялись различные подливные колеса. Колеса многих древнерусских водяных мельниц были нижненаливными (подливными),
Показательно, что уже первые уральские заводы широко использовали в качестве двигателей наливные (верхнебойные) колеса, имевшие самый высокий коэффициент  полезного действия, опережая на десятилетия западноевропейскую гидротехнику. Во Франции, гидротехника которой в XVIII в. считалась наиболее развитой, примерно вплоть до последней четверти столетия господствовало наименее производительное из всех колес — подливное (нижнебойное). Известная французская Энциклопедия» Дидро, изданная в пятидесятых годах, могла выразить лишь надежду, что должно наступить время замены нижнебойных колес среднебойными. Очевидно, в те годы французские промышленники еще не помышляли о верхнебойных колесах.

Русские гидротехники настойчиво искали и находили пути повышения коэффициент а полезного действия водяных колес: увеличивали их диаметр, количество оборотов, производственную мощность. Водяное колесо в России и заграницей обычно приводило в действие, как правило, какой-то один заводской механизм. Русские гидротехники принимали сложные и смелые решения, приспосабливая колесо к обслуживанию нескольких механизмов, т. е. превращая его в пределах цеха или даже завода в центральный двигатель.

Одной из первых таких попыток было выделение гидравлического колеса, обслуживавшего механизмы кузнечной «фабрики» (цеха) Екатеринбургского завода, крупнейшего предприятия XVIII в., оснащенного самой передовой техникой того времени. Это колесо диаметром 5,7 м — одно из самых больших на заводе — было установлено в особом помещении за пределами кузнечной «фабрики».

Через систему трансмиссий оно приводило в движение 24 меха 12-ти кузнечных горнов и, кроме того, с помощью палечного колеса вращало шестерню вала с точилами и шлифовальными кругами. Таким образом, оно представляло собою как бы центральный двигатель, своеобразную «силовую станцию».

В 1763— 1765 гг. великий русский гидротехник К. Д. Фролов впервые в мире заставил колесо приводить в действие машины и транспорт в пределах целого предприятия, опередив на несколько лет английского промышленника Аркрайта, устроившего в 1771 г. первую за рубежом прядильную фабрику с центральным водяным приводом. Созданная К. Д. Фроловым на далеком Алтае, на реке Корбалихе, установка действовала как совершенная система механизмов, по отношению к которым водяное колесо играло роль основного центрального двигателя. Переработка руд механизмами и передвижение вагонеток здесь осуществлялось автоматически.

Поистине чудом техники XVIII в. было другое гениальное сооружение К. Д. Фролова — Змеиногорская рудничная гидросиловая установка, затмившая славу, действовавшей в 80-х годах на Западе, установки в Марли (Франция), которая подавала воду фонтанам дворцов Версаля, Марли и Трианона и которой так кичились дворцовая французская камарилья и зарубежные техники. Находясь под землей, Змеиногорская установка К. Д. Фролова приводила в действие пильную мельницу, рудоподъемные устройства, рудничный транспорт. К. Д. Фролов построил здесь самые мощные в мире водяные колеса. Это были верхнебойные колеса, диаметром 16, 17 и 19 м. В то же время установка в Марли имела лишь нижне-бойные колеса диаметром 12 м.

Однако оригинальные гидротехнические установки великого новатора техники К. Д. Фролова и наиболее совершенные конструкции гидравлического двигателя других гидротехников XVIII в., творивших в крепостнической стране, не получали и не могли получить тогда широкого распространения. Крепостническое правительство, раболепствовавшее перед иностранщиной, не верило в творческие силы русского народа, не оказывало никакой поддержки отечественным техникам. Хотя русская мануфактура и преимущественно металлургия, основывавшаяся на принудительном крепостном труде, достигла в XVIII столетии большого расцвета и опережала зарубежную мануфактуру, выдающиеся открытия отечественной техники часто гибли в условиях абсолютистско-феодального строя. Так погибла «огненная машина» И. И. Ползунова — прообраз современного универсального теплового двигателя. Так было ограничено пределами реки Корбалихи и Змеиногорского рудника применение гидроустановок К. Д. Фролова, на двести лет опередившего американскую технику; с течением времени установки великого изобретателя были заброшены, разрушены и забыты.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7