перші двигуни

Першим двигуном стало звичайне водяне колесо, до якого кріпили дерев`яні лопаті і опускали в річку, де протягом води запускало його в безперервний рух. За допомогою різних механізмів, прикріплених до такого водяному двигуну, селяни мололи зерно, зрошували поля, кували сталь і виконували інші необхідні роботи. Винахідник даного двигуна залишився невідомим, проте водосіловие установки застосовувалися в Індії ще за тисячу років до н.е.

Перший гідравлічний двигун у вигляді дерев`яного колеса розміщували нижньою частиною у водяному потоці - такі конструкції називали ніжнебойнимі.

Трохи пізніше були винайдені і вітряні двигуни, які представляли собою невелике колесо з величезними дерев`яними крилами, що обертаються під поривами вітру. Дані пристрої використовували для приведення в рух млинових жорен, тому їх будували на пагорбах і відкритих просторах, щоб максимально збільшити силу впливу вітру на двигун. Сьогодні такі двигуни перетворюють енергію вітру в електрику за рахунок вітрогенераторних установок.

розвиток двигунів

На відміну від водяних і вітряних двигунів, які залежать від дій природи, їх «спадкоємці» - парові двигуни, є більш незалежними. Вони працюють за рахунок нагрівання котла з водою, яка після закипання перетворюється в пар, який змушує механізми рухатися. Паровий двигун дозволив почати працювати паровозам, пароплавів, паровим верстатів і багатьом іншим механічних пристроїв.

З винаходом парового двигуна почала розвиватися промисловість, проте він вимагав занадто багато палива і був занадто громіздким.

Згодом паровий двигун змінив двигун внутрішнього згоряння, паливо якого згоряло не в печі, а в самому агрегаті. Цей винахід відрізнялося від своїх попередників економічністю, потужністю і відсутністю важкого котла. Крім цього, двигуни внутрішнього згоряння працюють на бензині і гасі.

І, нарешті, вінцем двигунобудування став реактивний двигун, винайдений відомими інженерами-конструкторами з Великобританії. Він перетворював внутрішню енергію палива в кінетичну енергію, створюючи силу тяги, необхідну для руху. Даний вид двигуна став першим турбореактивним авіаційним агрегатом, завдяки якому в небо піднявся перший реактивний літак.

Двигуни зовнішнього згорання

У двигунах зовнішнього згоряння процес спалювання палива і джерело теплового впливу відокремлені від робочої установки. До даної категорії зазвичай відносять парові і газові турбіни, а також двигуни Стірлінга. Перші прототипи подібних установок були сконструйовані більше двох століть назад і застосовувалися протягом майже всього XIX століття.

Коли для бурхливо розвивається промисловості знадобилися потужні і економічні енергетичні установки, конструктори придумали заміну вибухонебезпечним парових двигунів, де робочим тілом був знаходиться під великим тиском пар. Так з`явилися двигуни зовнішнього згоряння, які поширені вже на початку XIX століття. Тільки через кілька десятків років їм на зміну прийшли двигуни внутрішнього згоряння. Коштували вони істотно дешевше, що і визначило їх широке поширення.

Але сьогодні конструктори все пильніше придивляються до вийшли з широкого вжитку двигунів зовнішнього згоряння. Це пояснюється їх перевагами. Головне достоїнство полягає в тому, що такі установки не потребують добре очищеному і дорогому паливі.

Двигуни зовнішнього згорання невибагливі, хоча до цих пір їх будівництво і обслуговування обходяться досить дорого.

двигун Стірлінга

Один з найвідоміших представників сімейства двигунів зовнішнього згоряння - машина Стірлінга. Вона була придумана в 1816 році, неодноразово удосконалювалася, але згодом на довгий час була незаслужено забута. Тепер же двигун Стірлінга отримав друге народження. Його з успіхом використовують навіть при освоєнні космічного простору.

Робота машини Стірлінга заснована на замкнутому термодинамическом циклі. Періодичні процеси стиснення і розширення тут йдуть при різних температурах. Управління робочим потоком відбувається за допомогою зміни його обсягу.

Двигун Стірлінга може працювати в якості теплового насоса, генератора тиску, пристрої для охолодження.

В даному двигуні при низькій температурі йде стиснення газу, а при високій - його розширення. Періодична зміна параметрів відбувається за рахунок використання особливого поршня, що має функцію витіснювача. Тепло до робочого тіла при цьому підводиться з зовнішньої сторони, через стінку циліндра. Ця особливість і дає право машині Стірлінга називатися двигуном зовнішнього згоряння.