Garo tramdytojas: Vartiklis

Dėl cheminės vandens sudėties atradėjo prioriteto varžėsi daugelis: H. Kavendišas, D. Pristlis, A.L. Lavuazjė ir kt. Bet kai šveicarų fizikas Ž.A. Deliukas⁷⁾ pasiūlė į ginčą įsitraukti Džeimsui Vatui¹⁾ (nes kartą tasai pasisakė, kad „deguonis – tai vanduo be vandenilio“), tasai atsisakė, pasakęs, kad „Aš ne garbėtroška“.

Įdomu, kad ir savo indėlį į garo mašinos atradimą Vatas nelabai vertino, kartą sūnui parašęs: „Nors ir nesu didelis garbėtroška, bet lygiagreios krypties išradimu didžiuojuos labiau, nei bet kuo kitu“. Taip jis sakė apie savo „paralelogramą“ – mechanizmą, naudotą tik mašinose su vertikaliu cilindru, kuri, tarp Janes Watt

kitko, netrukus liovėsi naudoję. O mokslo istorikai didžiausiu Dž. Vato indėliu laiko atskiro kondensatoriaus išradimą, garo mašinos naudingo veikimo koeficientą padidinusį beveik 3 kartus.

O atskiro kondensatoriaus idėja išradėjui kilo išvydus pro skalbyklos langus besiveržiančio garo kamuolius.

O išradėjo kelias buvo toks. Kartą 22-metis Džeimsas nusprendė Glazgo mieste atidaryti savo tikslių instrumentų gamybos dirbtuvę. Ir iškart susidūrė su rimta problema – miesto kalvių cechas atsisakė išduoti leidimą.

18-me a. amatininkų cechai buvo monopolistais savo srityje, ir taip buvo palaikoma šiokia tokia tvarka ir kokybės garantijos. Amatininkų cechai aktyviai priešinosi bet kokios konkurencijos atsiradimui ir stengėsi riboti naujų žmonių įsiliejimą. Norint tapti cecho meistru reikėjo daug metų atidirbti mokiniu, o vėliau pameistriu. Tokiai tvarkai nepritariantys meistrai už miesto ribų kūrė savo „nelegalias“ dirbtuves, kurios neturėjo jokių lengvatų, o jų produkcija buvo be kokybės kontrolės. Tokius meistrus vadino „a parte“ (nuo italų – „iš šalies“). Tad Glazgo kalviams Dž. Vatas, nesantis Glazgo miestiečiu ir neatitarnavusiu pameistriu, buvo toks „prašalaitis“. Tačiau išeitis atsirado.

Glazgo universitetas leido atidaryti dirbtuves savo teritorijoje, suteikdamas jam matematinių instrumentų universitetinio meistro vardą (1757). Juk universitetų teritorijoms amatininkų cechų reikalavimai buvo netaikomi. Būtent šiose dirbtuvėse Vatas ir pradėjo savo darbus su garo mašinomis.

Dar 1759 m. Dž. Robisonas sudomino jį garo, kaip varomosios jėgos, panaudojimu. Njukomeno garo mašina jau egzistavo 50 m. ir buvo naudota vandens iš šachtų pompavimui, tačiau nė karto netobulinta. Pirmieji Vato bandymai nenusiseka, jam tepavksta pagaminti veikiantį netobulą modelį panaudojant Papeno⁶⁾ katilą. 1763 m. žiemą prof. Dž. Andersonas paprašo jį suremontuoti veikiantį Njukomeno mašinos modelį. Vatas įsitikina mašinos neefektyvumu ir įveda daugybę patobulinimų. Jis atlieka daugybę bandymų su vandens užvirinimu ir jų dėka supranta paslėptos šilumos svarbą. Tačiau tik 1769 m. padaromas žymus patobulinimas ir užpatentuojama kondensacijos kamera.

O kartą pas Vatą atėjo jaunuolis (1777) ir paprašė priimti pagalbininku. Vatas buvo užsiėmęs vožtuvo derinimu ir pradžioje atsisakė, tačiau, pakalbėjęs su jaunuoliu, pakeitė savo sprendimą. Vėliau Viljamas Merdokas tapo nepakeičiami pagalbininku ir dėl savo šlovės Vatas nemaža dalimi turi būti dėkingas jam. Merdokas sumąstydavo ir gamina naujas stakles, tobulino matavimo prietaisus ir išrasdavo montažinius įrenginius. Jis įnešė daug patobulinimų į Vato garo mašiną. Tik dėl nepaaiškinamų (o gal kaip tik dėl paaiškinamų) Dž. Vatas niekada viešai negyrė V. Merdoko.

Mokslininkai ir talismanai

Daugelis garsių mokslininkų turėjo talismanus, su kuriais niekada nesiskyrė ir, galbūt, tikėjo, jei ne jų magiška galia, tai bent tuo, kad jie – vis tiek į gera... Dažnai talismanai buvo visa ne banalūs – kai kurie jų atspindėjo svarbiausius tų žmonių principus ir siekius.

Pvz., vienas garo mašinos išradėjų Džeimsas Vatas prie laikrodžio grandinės nešiojo breloką, kuriame buvo pavaizduota plačiai žiūrinti žmogaus akis, o greta meniškas užrašas: „Stebi“. Juk mokslininkui gebėjimas atidžiai stebėti - ne tik būtina, bet ir lemtinga būdo savybė. Nors vien stebėjimo nepakanka. Anot padavimo, Pitagoras niekada nesiskirdavo su savo žiedu, kuriame buvo išgraviruota: „Geriau laikina nesėkmė nei laikina sėkmė“.

Žiedą mūvėjo ir I. Niutonas, tačiau jame nebuvo jokio užrašo, neįdėta jokio brangakmenio – jo vietoje buvo magnečiukas, ir ne bet koks! Jis išlaikydavo už save 50 k. sunkesnius daiktus – tad buvo vienas iš stipriausių natūralių magnetų. Ir magnetas pritraukė ne vieno mokslininko dėmesį. Vienu jų buvo danas Erstedas, kuris švarko kišenėje ilgai nešiojosi magnetą ir ne vien kaip talismaną – jis jam turėjo priminti, kad būtina išsiaiškinti magneto ir elektros sąryšius, tačiau, kol tą sąryšį išsiaiškino, praėjo nemažai laiko, nors kiek – niekas tiksliai nežino. 0 štai M. Faradėjus magnetą kartu su vielos gabalėliu prasinešiojo net 9 m. turėdamas laisvą minutę jis išsitraukdavo magnetą ir visaip lankstydavo vielą stebėdamas jų sąveiką.

Tad ir pakalbėkime apie vežėčias – tik ne apie paprastas, o „nepaprastas“. Yra sakančių, kad dar 1663 m. I. Niutonas užsiiminėjo garomobiliu, o Kunjo²⁾ 1769 m. bandė savuosius garomobilius. Po 3 m. Merdokas pademonstravo savo „garo vežimo“ variantą, o 1825 m. Burstelis⁴⁾ ir Gilis garo katilą įrengė karietoje. Tik garomobiliams nepavyko nepavyko įsitvirtinti transporto priemonių tarpe. Garomobilis

O kalbant apie tuos laikus, nulėmė arklio traukiamosios galios pranašumai. O pačią „arklio jėgą“ kaip galingumo matą ėmė naudoti Dž. Vatas, nors pačią sąvoką T. Severi³⁾ naudojo dar 1698 m. Tik įdomu, kad Vatas ir Severi skirtingai skaičiavo garo mašinos galią. T. Severi, sukūręs garo mašiną vandens pumpavimui iš šachtos, žinojo, kad paprastam siurbliui per parą reikia 10 pasikeičiančių arklių. Vatas ėmė tik poros tuo metu įkinkytų arklių galią. Tad praktiškai tokio pat galingumo garo mašiną T. Severi vertino 10 AJ, o Vatas – tik 2 AJ. Be to, Vatas ėmė pačius stipriausius arklius ir tokio arklio galią vertino kaip 33 tūkst. pėdų-svarų per minutę. Prancūzai manė, kad Vatas perdau pakėlė arklio galią ir nustatė savąją arklio jėgos reikšmę – 75 kg-m/sek. Tad anglų „arklys“ tapo 1,3% galingesnis. Taip ir atsirado skirtumas tarp paskaičiuotų (nominalių) arklio jėgų ir tikrųjų (indikatorinių) – ir 19 a. pabaigoje nominali AJ buvo 2-8 kartus didesnė.

Tačiau tai tik skaičiai, o įdomiausia – kas kita. „Vatas & Co“ gamino aukštos kokybės instrumentus. 1777 n, Dž. Vatas savo įmonei įsirengė garo mašiną, pramintą „senute Bes“, kuri veikė 71 m., o po to buvo išrinkta, o jos dalys saugomos Kensingtono muziejuje Londone^*). O Birmingemo kanalui skirtą Vato įrengta garo mašina buvo eksploatuojama iki 1898 m. – ir 121 m. atidirbusią mašiną anglai iki šiol saugo darbinėje būsenoje. V. Hedli pastatytas garvežys „Pūkštuojantis Bilis“ į pensiją išėjo atidirbęs 59 m. (ir taip pat nukeliavo į Kensingtono muziejų) 1787 m. viename Jorkšyro priemiesčių pradėjo veikti Njukomeno garo mašina, eksploatuota iki 1928 m. (141 m.), o ją vėliau dažnokai paleisdavo filmavimams.
Kita vertus, dabar suprato, kad ilgaamžius daiktus gaminti neapsimoka.

Įvairenybės

* Garo vežimas, išrastas labai protingo inžinieriaus (nors ir labai bauginančiu vardu) p. Burstelio, trečiadienį buvo išbandytas Vestminsterio kelyje; nelaimei garo katilas sprogo ir buvo sužeisti bei apiplikyti keli žmonės.
The Literary Gazette – A Weekly Journal of Literature, Science, and the Fine Arts, 1827

* Robervalis⁵⁾ įrodinėjo kolegoms, kad suspaustas oras jėgos nepraranda ilgą laiką. Kad įtikintų, jis atliko savitą eksperimentą – jis užtaisė pneumatinį šautuvą ir padėjo jį į saugyklą 16-ai metų. Tada sušaukė abejojančius, išėmė šautuvą ir iššovė. Šautuvas iššovė tarsi ką tik būtų užtaisytas.

^*) Mokslo muziejus Londone įsikūręs Pietų Kensingtone. Jis įsteigtas 1857 m. Kadangi yra remiamas valstybės, įėjimas yra nemokamas.
Jame per 300 tūkst. eksponatų, tarp kurių yra garvežys „Raketa“, Č. Babidžo skirtumų mašina ir kt. Daugelis eksponatų yra veikiantys, bei juos galima liesti rankomis ar pažiūrėti, kaip jie veikia.

¹⁾ Džeimas Vatas (James Watt, 1736-1819) – škotų išradėjas, mechanikas ir chemikas, patobulinęs Njukomeno garo mašiną ir taip paskatinęs industrinę revoliuciją, o pats susikrovęs didelius turtus. Jis sukūrė „arklio jėgos“ matavimo vienetą, o Si sistemoje jo vardu pavadintas galios vienetas (vatas). Yra ir daugiau jo išradimų, pvz., gyvenimo pabaigoje jis užsiėmė mašinos skulptūrų kopijavimui (eidografo) kūrimu.

²⁾ Nikola-Žozefas Kiunjo (Nicolas-Joseph Cugnot, 1725-1804) – prancūzų karinis išradėjas, pirmasis sumeistravęs savieigę transporto priemonę (1769): vežimą „varomą vandens garų, gaminamų ugnies“. Ji buvo išbandyta 1770 m. Paryžiuje, deja labai nesėkmingai – buvo sunkiai valdoma, todėl įsirėžė į sieną.

³⁾ Tomas Severis (Thomas Savery, apie 1650–1715) – britų išradėjas ir karinis inžinierius-šachtininkas, žinomas kaip pirmos komercinės garo mašinos sukūrėjas (patentuota 1698 m.). Kitas patentas buvo stiklo ar marmuro poliravimo mašinai. Beje, Petro I nurodymu 1717 m. vienas jo siurblių buvo įrengtas St. Peterburge skirtas 50 ties fontanų aprūpinimui vandeniu.

⁴⁾ T. Burstelis (Timothy Burstall, 1776-1860)) – britų išradėjas, 1824 m. kartu su J. Hill‘u sukūręs karietą su garo katilu.

⁵⁾ Žilis Robervalis (Gilles Personne de Roberval, 1602-1675) – prancūzų matematikas, mechanikas, astronomas, fizikas, Paryžiaus akademijos akademikas. Vystė nedalomųjų metodą ir jo metodu pirmąkart paskaičiavo cikloidės plotą, o taip pat jos sukiniais sukurtų kūnų tūrius. Parašė traktatą „Apie mechaniką“. Taip pat sukūrė keletą astronominių instrumentų, tarp jų vadinamąsias Robervalio svarstykles. Abupusiškai nesutarė dėl naudojamų metodų su Dekartu.

⁶⁾ Denis Papinas (Denis Papin, 1647-1713) – prancūzų fizikas, matematikas ir išradėjas, labiausiai žinomas garo katilo išradimu, jame įrengė ir apsauginį vožtuvą. 1688 m. pasiūlė parako variklį – cilindro formos su stūmokliu (šią idėją jam pasiūlė Leibnicas). Taip pat sukonstravo krosnį stiklo lydymui, garo vežimą ir povandeninį laivą, išrado greitpuodį ir kelias mašinas vandens pakėlimui. Nuo 1707 m. gyveno Londone.

⁷⁾ Žanas Andrė Deliukas (Jean-Andre Deluc, 1727-1817) – šveicarų geologas, meteorologas, gamtotyrininkas. Buvo filosofijos profesoriumi Getingene. Užsiėmė molekuline fizika, šilumos klausimais, elektra, optika. Tyrė skysčių ir oro plėtimosi, garavimo, lydymosi ir užvirimo klausimus. Nustatė, kad tirpstant ledui temperatūra nekinta ir virtimui vandeniu reikia papildomos šilumos (1754-55); nustatė, kad vandens didžiausias tankis yra 4^oC temperatūroje. Jo garbei pavadintas krateris Mėnulyje.