Его не часто признают отцом Промышленной революции, но без шотландского инженера и изобретателя Джеймса Ватта ее просто невозможно представить.
Несмотря на то что всему миру его имя знакомо, потому что им принято обозначать мощность постоянного тока, его основной вклад в науку – создание универсального парового двигателя.
Талант к изобретательству
Джеймс Ватт родился 19 января 1736 года в шотландском морском порту Гринок. Оба его родителя были хорошо образованы и пошли на многое, чтобы дать своим детям ту же возможность. Ватт был болезненным ребенком, поэтому большую часть своего времени проводил за книгами.
Он продемонстрировал необычайные способности к инженерному делу, поэтому в 18 лет родители отправили его в Лондон на обучение. Его талант к разработке и налаживанию навигационных, математических и астрономических инструментов не остался незамеченным.
Работа в университете
Однако, когда Ватт вернулся в Шотландию год спустя и захотел открыть собственную мастерскую в Глазго, его ходатайство присоединиться к Гильдии мастеров по металлу было отклонено. Несмотря на его талант, Ватт не проходил обучение у мастера и у него не было семи лет опыта, а законы присоединения к Гильдии были очень строгими.
Несмотря на это, университет Глазго нанял Ватта для ремонта астрономических инструментов из Ямайки. Ватт справился с заказом настолько хорошо, что университет позволил ему открыть мастерскую на своей территории.
Работа в стенах университета позволила талантливому изобретателю приблизиться к передовым научным идеям современности, включая изучение паровой силы.
Первые паровые двигатели
Вопреки популярной истории, идея парового двигателя пришла Ватту не после того, как он наблюдал за свистом кипящего чайника.
На самом деле, в то время как Ватт учился и работал, уже существовало несколько версий паровых двигателей, но они были нерабочими или очень слабыми. Единственной моделью, которая была более или менее функциональной, стал паровой двигатель, изобретенный англичанином Томасом Ньюкоменом в 1712 году.
Несмотря на то что Ватт пытался изобрести свою модель парового двигателя, ему это не удавалось. До тех самых пор, пока университет Глазго не попросил его отремонтировать прототип парового двигателя Ньюкомена.
Внимательно изучив достоинства и недостатки машины, Ватт пришел к выводу, что ему нужно разработать двигатель, который будет не только мощнее, но и экономичнее.
Финансовые трудности
В 1764 году Ватт женился на своей кузине Маргарет Миллер, с которой у него было шестеро детей. В связи с содержанием такой большой семьи у Ватта появились финансовые трудности, не говоря уже о том, что ему были нужны большие деньги, чтобы профинансировать эксперименты с созданием парового двигателя.
Несмотря на то что Ватт оказался в долгах и вынужден был устроиться на работу инспектором при постройке каналов и мостов, он никогда не прекращал разработку парового двигателя.
К 1765 году Ватт до мельчайших подробностей изучил каждый аспект двигателя Ньюкомена и обнаружил серьезный недостаток базовой конструкции, из-за чего двигатель работал очень медленно. Ватт придумал разделить рабочий цилиндр и конденсатор, тем самым ускорив работу машины и повысив ее мощность.
В мастерской Ватт построил миниатюрную модель своего двигателя. Но его замечательное открытие было совсем не готово к рынку. Обремененный долгами Ватт не мог найти кузнеца, который помог бы ему воплотить идею в реальность.
Работа с Джоном Роубаком
Ватт нуждался в капитале, однако его работа инспектора с трудом помогала ему сводить концы с концами.
Но в 1768 году Ватт познакомился с Джоном Роубаком, бизнесменом, сдававшим в аренду шахты. Роубака заинтересовала модель Ватта и он согласился профинансировать создание двигателя и получение патента в обмен на две трети дохода от изобретения. Ватт согласился с предложенными условиями и отправился получать патент в Лондон.
Однако работа над двигателем продвигалась медленно: металлопроизводство для работы двигателя должно было быть сверхточным, а достичь этого было сложно.
В 1773 году на Ватта обрушилась трагедия – во время родов умерла его жена, а Роубак потерпел банкротство. Ему пришлось снова работать инспектором.
Долгожданный прорыв
Однако помощь Роубака не ограничилась первоначальной поддержкой идеи Ватта. Именно Роубак познакомил Ватта с Мэтью Болтоном, владельцем литейного завода в Бирмингеме. Богатый промышленник был на восемь лет старший Ватта и оказался очень заинтригован его изобретением.
У Болтона было немало влиятельных друзей, включая Джона Уилкинсона, гениального кузнеца, который помог партнерам реализовать их идею. С помощью Уилкинсона Ватт наконец-то получил точно отлитые цилиндр и конденсатор и смог построить паровой двигатель в реальном размере.
Удачное партнерство
Чтобы продемонстрировать эффективность его парового двигателя, Ватт изобрел новую единицу измерения - лошадиные силы. Это помогло создать эффективное описание работы его двигателя и сделало изобретение чрезвычайно популярным.
В течение одиннадцати лет фабрика Болтона и Ватта производила и продавала паровые двигатели. В основном их покупали шахтеры, чтобы откачивать воду из шахт, пивоварни и хлопковые фабрики.
Однако партнеры Болтон и Ватт, к тому времени уже успешные и богатые, понимали, что у парового двигателя может быть значительно более широкое применение, если бы им только удалось изобрести двигатель не с качательным движением, а с непрерывным вращением.
Усовершенствования
Ватт продолжил работу над усовершенствованием своего изобретения и впоследствии изобрел планетарную передачу кругового движения, с помощью которого получилось добиться максимального улучшения работы двигателя.
Это изобретение положило начало заводам и фабрикам широкого масштаба, которые и определили собой Промышленную революцию. Паровые двигатели Ватта заменили собой огромное количество рабочей силы, оставив без работы тысячи людей.
Прогресс и наследие
Работающий на паровых двигателях, металлургический завод Болтона и Ватта стал первой фабрикой машиностроения в мире. К 1800 году британские хлопкопрядильные фабрики (84 штук) использовали двигатели Ватта, а кроме этого еще множество мельниц, пивоварен и других заводов. Болтон и Ватт по существу держали монополию на производство паровых двигателей.
Вклад Ватта в прогресс и развитие науки и культуры значительно превысил все, о чем он только мечтал. На его двигателях стали работать пароходы и паровозы, значительно ускорив и упростив путешествия; фабрики и заводы стали производить значительно больше товаров при меньших затратах.
К 1790 году Ватт и Болтон передали управление бизнесом своим сыновьям и удалились на покой с богатством, признанием и известностью. Болтон умер в возрасте 80 лет в 1809 году, а Ватт последовал за ним через десять лет, в 1819 году. Оба новатора и партнера были похоронены рядом бок о бок.
