Паровой двигатель когда изобрели
Перейти к содержимому

Паровой двигатель когда изобрели

  • автор:

Всё на пару: кто придумал первый паровой двигатель

Первый в мире паровой двигатель был изобретен британским инженером Томасом Ньюкоменом в 1712 году. Это изобретение стало революцией в промышленности и транспорте, так как позволило использовать паровую энергию для привода механизмов.

Кто изобрел первый в мире паровой двигатель во времена империи?

Однако, наиболее известным и признанным изобретателем парового двигателя является шотландский инженер Джеймс Уатт. В 1765 году он создал усовершенствованный паровой двигатель, который использовался для привода механизмов в текстильной промышленности. Это изобретение стало основой для создания современных паровых двигателей.

С течением времени паровые двигатели стали широко использоваться в различных отраслях, включая промышленность, транспорт и энергетику. Они обеспечивали высокую производительность и могли работать на различных типах топлива.

Сегодня паровые двигатели не используются в такой широкой мере, как раньше, но они все еще используются в некоторых отраслях, таких как энергетика и транспорт. Они также продолжают развиваться и совершенствоваться с использованием передовых технологий.

Таким образом, первый в мире паровой двигатель был изобретен Томасом Ньюкоменом в 1712 году, но наиболее известным и признанным изобретателем парового двигателя является Джеймс Уатт, который создал усовершенствованный паровой двигатель в 1765 году. Паровые двигатели стали неотъемлемой частью различных отраслей и продолжают развиваться с использованием передовых технологий.

Паровой двигатель создали три века назад — он изменил мир сильнее, чем смартфоны и интернет

Ровно 322 года назад, 2 июля 1698 года английский ученый Томас Севери запатентовал первый паровой двигатель.

Полностью его труд звучит так: «новое изобретение для подъема воды для всех видов мельниц с помощью двигательной силы огня.» Впоследствии механизм нарекли «Машиной Севери» или «огненным двигателем». Патент был выдан сроком на 14 лет, а позже продлен до 21 года.

© Как паровые двигатели изменили облик всего мира

По словам ученого, это изобретение произошло абсолютно случайно. На самом деле, «Машина Севери» — это всего лишь паровой насос. В основу его конструкции не входили цилиндр с поршнем или какие-либо другие детали, приводимые в движение. Однако пар для работы насоса генерировался в отдельном котле. Именно это открытие впоследствии позволило другим ученым разработать и внедрить в механические устройства реальные паровые двигатели. «Машина Севери», в свою очередь, отличалась низкой эффективностью и прерывистой работой (воду приходилось откачивать разными порциями).

Первый прототип паровоза (поезда, оснащенного паровым двигателем) был построен в 1769 году военным инженером Николя-Жозе Кюньо. Именно паровой двигатель привёл к взрывному росту промышленности в XVIII-XIX веках. Железнодорожные составы, корабли, водяные насосы, станки на заводах и фабриках, котельные, первая моторизированная сельская техника, деревообрабатывающие предприятия, ранние автомобили и грузовики — буквально всё держалось на паровых двигателях, пока их не заменили электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания в конце XIX — начале XX веков. Именно на таких двигателях, примитивных и проблемных по современным меркам, двигателях обработка и логистика материалов постепенно пришли в кондицию, при которой мир стал готов к внедрению цифровых высокотехнологичных продуктов, как интернет и смартфоны. Без «гонки вооружений» в транспорте и технологичных заводах мир бы ещё долго стагнировал. Да что и говорить — до изобретения парового двигателя путешествовать между городами было большой проблемой, а до поездов по железной дороге ездили. лошади, которые были медленными и быстро уставали.

Кстати, немного позже именно Севери впервые использовал такое понятие, как «лошадиная сила».

Паровые машины. Часть первая — двигатель. ⁠ ⁠

Паровая машина — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию водяного пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразует энергию пара в механическую работу.

Паровые машины. Часть первая - двигатель. Паровая машина, Наука, Техника, История, Прогресс, Текст, Длиннопост

Изобретение паровых машин стало переломным моментом в истории человечества. Где-то на рубеже XVII-XVIII веков началась замена малоэффективного ручного труда, водяных колес и ветряных мельниц на совершенно новые и уникальные механизмы – паровые двигатели. Именно благодаря им стали возможны техническая и промышленная революции, да и весь последующий прогресс человечества.

Первые опыты использования пара в механике были предприняты еще на заре нашей эры Героном Александрийским. Его устройство представляло собой шар с двумя закрученными выходными трубками-соплами, выходя из которых пар приводил шар в движение. Машина получила название эолипил или «сфера Герона». Существует предположение, что сам Герон непричастен к созданию данного механизма – он лишь первый его описал в своем труде «Пневматика», а сами лавры изобретателя принадлежат Ктесибию Александрийскому, жившему на 300 лет ранее. Однако в любом случае устройство, в силу своей ненадобности, было забыто более чем на полторы тысячи лет.

Паровые машины. Часть первая - двигатель. Паровая машина, Наука, Техника, История, Прогресс, Текст, Длиннопост

Позднее, уже в XVI веке, арабский философ и изобретатель Таги-аль-Диноме усовершенствовал машину Герона, заменив шар на колесо, приводимое в движение струей пара, направленной прямо на лопасти колеса. Нечто похоже предлагал позднее и итальянский инженер Джованни Бранка. Машина, именованная паровой турбиной, имела один очень большой недостаток – огромный расход пара, а соответственно и низкий коэффициент полезного действия. И снова дальнейшего развития работа над паровой машиной не получила – все еще не была ясна сфера применения данных исследований.

В 17 века были созданы ещё две модели: в Испании двигатель сконструировал Аянс де Бомонт, а в Англии Эдвард Сомерсет в 1663 году установил паровую установку для закачки воды в Большую башню замка Реглан. Но все проекты быстро сворачивались и забывались. Тогда, как впрочем, и сейчас все новое не воспринималось большинством, и деньги на разработку никто давать не решался.

И вот, наконец, к концу века французский врач Дени Папен изобрел первый паровой котел. В 1674 году медик-изобретатель создал пороховой двигатель. Его работа заключалась в том, что при возгорании пороха в цилиндре перемещался поршень. В цилиндре образовывался слабый вакуум, и атмосферное давление возвращало поршень на место. Образующиеся при этом газообразные элементы выходили через клапан, а оставшиеся охлаждались. К 1698 году Папену удалось создать по такому же принципу агрегат, работающий не на порохе, а на воде. Таким образом, первая паровая машина была создана. Несмотря на существенный прогресс, к которому могла привести идея, существенной выгоды она своему изобретателю не принесла. Связано это было с тем, что ранее другой механик, Сейвери, уже запатентовал паровой насос, а другого применения для подобных агрегатов к этому времени еще не придумали.

Паровые машины. Часть первая - двигатель. Паровая машина, Наука, Техника, История, Прогресс, Текст, Длиннопост

Конечно, Папена это не остановило. На свои последние сбережения потратил на приобретение небольшого судна, на котором занялся установкой водоподъемной пароатмосферной машины собственного производства. Механизм действия заключался в том, чтобы, падая с высоты, вода начинала вращать колеса.

Свои испытания изобретатель проводил в 1707 году на реке Фульде. Много народу собралось, чтобы посмотреть на чудо: двигающееся по реке судно без парусов и весел. Однако во время испытаний произошла катастрофа: взорвался двигатель и погибли несколько человек. Власти разозлились на неудачливого изобретателя и запретили ему какие-либо работы и проекты. Судно конфисковали и разрушили, а через несколько лет скончался и сам Папен.

Более удачливым в плане дивидендов оказался англичанин Ньюкомен. Когда Папен создал свою машину, Томасу было 35 лет. Он внимательно изучил работы Сэйвери и Папена и смог понять недостатки обеих конструкций. Из них он взял все лучшие идеи. Уже к 1712 году он создал свою первую модель.

Паровые машины. Часть первая - двигатель. Паровая машина, Наука, Техника, История, Прогресс, Текст, Длиннопост

Агрегат Ньюкомена поднимал воду из копей с помощью воздействия атмосферного давления. Машина отличалась солидными размерами и требовала для работы большого количества угля. Несмотря на эти недостатки, модель Ньюкомена использовали в шахтах полвека. Она даже позволила вновь открыть шахты, которые были заброшены из-за подтопления грунтовыми водами. В 1722 году детище Ньюкомена доказало свою эффективность, откачав воду из корабля в Кронштадте всего за две недели. Система с ветряной мельницей смогла бы сделать это за год. Из-за того, что машина была создана на основе ранних вариантов, английский механик не смог получить на нее патент. Конструкторы пытались применить изобретение для движения транспортного средства, но неудачно. На этом история изобретения паровых машин не прекратилась.

Годы шли. И промышленная революция накрывала все больше и больше стран. Первенство и лидерство среди других держав доставалось неизменно Англии. К концу восемнадцатого века именно Великобритания стала создательницей крупной промышленности, благодаря чему завоевала титул всемирной монополистки в данной отрасли. Вопрос о механическом двигателе с каждым днем становился все более актуальным. И такой двигатель был создан.

1784 год стал для Англии и для всего мира переломным моментом в промышленной революции. И человеком, ответственным за это, стал английский механик Джеймс Уатт. Паровая машина, которую он создал, стала самым громким открытием века.

На основании предыдущих опытов работ по созданию пароатмосферных машин он сделал вывод, что для эффективности работы двигателя необходимо сравнять температуры воды в цилиндре и пара, который попадает в механизм. Новая паровая машина была сконструирована так, что цилиндр, заключенный в специальную рубашку из пара, постоянно находился в нагретом состоянии. Кроме того, Уатт так же создал специальный сосуд, погруженный в холодную воду – конденсатор. Когда пар отрабатывался в цилиндре, то через трубу попадал в конденсатор и там превращался обратно в воду.

Таким образом, весь пар, попадавший из цилиндра, конденсировался в нем. Благодаря этому нововведению очень сильно увеличивался процесс расширения пара, что в свою очередь позволяло извлекать из того же количества пара намного больше энергии.

Паровые машины. Часть первая - двигатель. Паровая машина, Наука, Техника, История, Прогресс, Текст, Длиннопост

Это был венец успеха. Создатель паровой машины также изменил и принцип подачи воздуха. Теперь пар попадал сначала под поршень, тем самым поднимая его, а затем собирался над поршнем, опуская. Таким образом, оба хода поршня в механизме стали рабочими, что ранее даже не представлялось возможным. А расход угля на одну лошадиную силу был в четыре раза меньше, чем, соответственно, у пароатмосферных машин, чего и добивался Джеймс Уатт. Паровая машина очень быстро завоевала сначала Великобританию, ну а затем и целый мир.

А как у паровых двигателей обстоят дела с коррозией?

Что такое внешнее сгорание? Чем цилиндр отличается от дров в закрытой топке? Исключая скорость горения.

А как же ползунов? Он же вроде раньше уатта был?

В США роботы с ИИ начали делать маникюр. Работа занимает всего 10 мин, а стоит в 6 раз дешевле, чем услуги живого мастера-человека⁠ ⁠

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway⁠ ⁠

Всем привет, в рамках проекта Доморост я каждую неделю разбираю и тестирую светодиодные лампочки, чтобы потом аудитория экспертов оценила их и поставила в соответствующее место нашего рейтинга светодиодных ламп.

Сегодня в моих руках светодиодная лампа за 341 рубль. Почему такая дорогая 10-Ваттная лампа? Потому что диммируемая.

Что такое диммируемость — все просто, это возможность лампы менять свою яркость.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Джазвей обещает, как я уже сказал, 10 Ватт мощности. Проверим: 220 вольт в сети, включаю лампу. При первом включении 11,3 Ватта.

Очень хороший коэффициент мощности – 0,9. Редко встретишь такой коэффициент мощности у светодиодных ламп. Это благодаря сложной электронике, сложному драйверу (что такое драйвер), который стоит в диммируемой светодиодной лампе.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Расходы за год 177 рублей. При работе лампы 8 часов в день и при тарифе 5,38 рублей за киловатт. Если питание изменить на 230 вольт, как изменится мощность – 11.1 Ватта. Возвращаю 220 вольт, не сильно изменилась мощность при 230 Вольтах.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Через 15 минут прогрева мощность лампы – 10,6 Ватта. Отличный результат, джазвей обещает 10 ватт, реальная мощность 10,6 и прекрасный коэффициент мощности 0,9 сохранился. С мощностью Джазвей можно верить.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Чтобы правильно выбрать и использовать светодиодную лампу, надо знать её реальные характеристики качества света.

Лампа подключена без диммера, напрямую к сети 220 вольт. Включаю лампу и выключаю внешнюю подсветку.

Цветовая температура 3825 К;

Индекс цветопередачи 81.5;

Смещение от кривой абсолютно черного тела минимально (дельта UV равно 0,0017), можно считать свет от лампы белым.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Пульсации 1,82% на частоте 100 Гц. Все прекрасно, никакого риска. Хотя хочется отметить, что я все же считаю что пульсациям неплохо быть менее 1%.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

После я подключил лампу к диммеру Легранд. Первоначально ручка управления диммером стоит в таком положении когда лампа должна быть выключена. Подаю питание на диммер – лампа не светится. Уже хорошо, а то всякое бывает.

Включаю лампу. Как и обещал Джазвей, лампа сразу горит не на минимуме, а на каком-то уровне яркости. Предположим на 25%. Выключаю внешнюю подсветку. И включаю измерение характеристик качества света. Цветовая температура 3829К. Индекс цветопередачи даже стал немного лучше – 82,4.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

А вот пульсации сразу выскочили в большой риск для нашего здоровья. 1,5% на очень низкой частоте 7 Гц.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Максимум яркости. Цветовая температура 3871 К, индекс цветопередачи стал меньше – 80,8.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Пульсации 2,5% на частоте 100 Гц. Безрисковые пульсации. Тем не менее они выше, чем те пульсации, которые были при прямом подключении лампы к сети 220 Вольт без диммера.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Если не брать в расчет то, что лампа начинает диммироваться лишь с 25% яркости, то это достаточно удовлетворительный результат, нигде никаких дрожаний, миганий, все плавненько. Но конечно надо понимать, что очень влияет это диммирование на пульсации света.

Что с количеством света и стабильно ли будет освещенность с такой лампой при изменениях напряжения в домашних розетках?

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Лампа в метре над столом включена и прогрета.

220В на входе. Убираю внешнюю подсветку. 289 Люкс.

250 Вольт – 290 Люкс;

170 Вольт – 254 Люкса;

30 Вольт на входе и только тогда полная темнота

Не самый устойчивый драйвер, но и не самый плохой. В общем — вполне себе нормальный.

Лампа адекватно работает с выключателем с подсветкой.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Размеры лампы, что указывает джазвей на упаковке 112 мм на 60 мм. Я перепроверил и был приятно удивлен — размеры лампы совпадают точно.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Корпус нагревается примерно до 80 градусов Цельсия. Колба нагревается до 45 градусов Цельсия.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Перед тем как разбирать лампу, я снял диаграмму освещенности в темной камере и по 10 точкам измеренной освещенности посчитал для лампы световой поток. Диаграмму освещенности вы видите на своих мониторах. Световой поток который я посчитал 905 Люмен, а производитель указывает для своей лампы 820 Люмен, у меня получилось больше.

Большая проверка диммируемой светодиодной лампы от Jazzway Электрика, Электроника, Своими руками, Электричество, Обзор, Светодиоды, Освещение, Позитив, Расследование, Тестирование, Физика, Наука, Эксперимент, Гаджеты, Техника, Инструменты, Длиннопост

Вот такая получилась лампа. С моей точки зрения неплохая, разбор лампы для интересующихся и узнать как ее оценили в конечном рейтинге — сможете на страничке голосования за лампу Jazzway 10 Вт с возможностью диммирования.

На этом, пожалуй, все. Присоединяйтесь — давайте искать качественные лампы вместе.

«Умный» мотоцикл от Yamaha⁠ ⁠

Тут есть все — голосовое управление, ИИ для распознавания препятствий на дорогах, автопилот и система самобалансировки.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники⁠ ⁠

Интерлайт (Interlight) — международная выставка освещения, электротехники, автоматизации зданий и систем безопасности. Вот уже много лет я посещаю ее. Не исключением стал и 2023 год. Москва, Экспоцентр. И мои 12 тысяч шагов сквозь потоки света.

Вход на выставку свободный, требует лишь предварительной регистрации. В рамках проекта Доморост, мне, конечно же, были интересны светодиодные лампы представленные в этом году на Интерлайте. Ведь это — лакмусовая бумажка грядущего года. Станут ясными тенденции производителей.

Но до лампочек добраться было не так легко. Прежде всего нужно отметить, что выставка, в основном, про что-то декоративное была. Про люстры, светильники с хитрыми изгибами. Необычные конструкции освещения заставляют вас по-истине ощущать себя будто под бесконечным потоком софитов.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

Полет дизайнерской мысли остановить невозможно и вот, в одном павильоне, гостям предлагают отдохнуть сидя на Луне. Да, не очень новая идея, но вполне себе стабильно работающая в куче зон отдыха кафешек.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

Дизайн — это хорошо. Но хотелось бы и чтобы качество света было соответствующее на светотехнической выставке. Скажу честно, всегда после Интерлайта у меня болит голова. Причина очевидна — пульсации. Пульсации на выставке светотехники. Как-то даже смешно.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

На выставке присутствовало очень много светильников с дистанционным управлением. Это явный и однозначный тренд, который сейчас пытаются обуздать наши производители.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

Были и довольно абсурдные вещи. Лично я, когда вижу гордое заявление на буклете — «работают без сети», ожидаю чего-то хитрого, быть может беспроводная зарядка встроена в столик. Но нет, все банально. Внутри тупо аккумулятор. Очень странная инновация.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

Еще смешнее, что в комплекте идет кабель type-c, а вот блок питания не положат. Apple так делает, значит и мы будем, чем хуже-то!

Из необычного — трековая система, в которой светильники крепятся к стропе. Выглядит модно, думаю что вскоре нас будут ожидать подобные решения в торговых центрах. Еще раз — крепим светильник в любое место данной стропы. Это позволяет делать любые дизайнерские выкрутасы.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

Все просто — ведущие жилы спрятаны внутри.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

Надо не забывать — я все же тут хочу увидеть инновации в лампочках. Гигантский стенд одного из производителей ярко обещает перевернуть всю игру и предоставлять своим покупателям честные Ватты.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

Иронично, что этот производитель, чьи лампы мы тестировали в рамках нашего проекта, далеко не обладал ранее «честными Ваттами», а его лампы находятся на довольно плачевной позиции рейтинга led ламп с цоколем е27 наших исследователей и посетителей. (Кстати, если вы интересуетесь светотехникой и разбираетесь в ней — присоединяйтесь, вместе будем голосовать за лампочки и составлять непредвзятые мнения о светотехнике) Надо понимать, что эту проблему мы подсвечивали. Я уверен, что производитель мог с этим ознакомиться. Если действительно произошла работа над ошибками и это не только яркая и красивая упаковка — честь и хвала. Но это мы еще протестируем.

За время пандемии мы соскучились по друзьям из Китая. И вот они уже выставляют свой стенд наряду с отечественными производителями. Да, этот стенд пока явно рассчитан на наклеиванье поверх невзрачных лампочек чьего-то кричащего бренда, но может быть когда-то восточные производители и будут готовы сами выйти на наш рынок, ведь лампы они делают — какие угодно.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

Было приятно увидеть и представителей IT индустрии, которые продвигают системы умного дома. Хотя я крайне отрицательно пока отношусь к этим самым «умным» лампам, но то что люди не отсиживаются и общаются с индустрией — это правильно, коль решили выходить на этот рынок.

Что было на Интерлайте или лакмусовая бумажка отрасли светотехники Электроника, Обзор, Электрика, Рынок, Гаджеты, Техника, Выставка, Китай, Светодиоды, Лампочка, Светильник, Изобретения, Инновации, Китайские товары, Физика, Наука, Технологии, Гифка, Видео, YouTube, Длиннопост

И вы знаете. По лампочкам-то и все. Больше ничего значительного я и не увидел. Все про светильники, все про дизайн. Никто не привез чего-то нового, никаких прорывов не наблюдается.

Давайте сделаем выводы — увы, производители лампочек будут продолжать конкурировать маркетингом. Возможно, конечно, мы пришли к некоторому технологическому потолку, но кажется что это далеко не правдивое утверждение.

Ведь можно делать лампы с прекрасной цветопередачей и это показывать наглядно. Можно хвастаться отличными тепловыми характеристиками своей продукции, обещая долгие годы исправной работы лампы. Можно всех удивить КПД драйвера своей продукции! Но нет, ничего этого на выставку не привезли. Спрос рождает предложение. Ну, а когда спрос не сформировался, и люди не понимают, что они берут и почему, в ход идет лишь красочная упаковка и надуманные ценности управления при помощи смартфона.

На этом все, спасибо что читаете.

Есть и видео формат этого обзора, он может быть несколько более подробным, но самое интересное я постарался отобразить в тексте выше.

Ну а я еще раз расскажу тем, кто первый раз читает меня. Я ищу качественные светодиодные лампы, стараюсь каждую неделю публиковать обзоры их на Пикабу.

Китай, стремящийся стать лидером в области полупроводников, делает решительный шаг вперед⁠ ⁠

Китай, стремящийся стать лидером в области полупроводников, делает решительный шаг вперед Инновации, Наука, Технологии, Китай, Ученые, Изобретения, Процессор, Техника, Электроника

Китайский фонд финансирования фундаментальных исследований NSFC, объявил о своем намерении выделить $6,4 млн на примерно 30 проектов по созданию технологий в области чиплетостроения.

Чиплеты — это новый подход к созданию микросхем, который предполагает использование нескольких отдельных кристаллов (или “чиплетов”), объединенных в одну микросхему. Это может привести к созданию новых и более эффективных микросхем, которые могут быть использованы в самых разных областях — от компьютеров и смартфонов до автомобилей и медицинского оборудования.

Источник мой Телеграм паблик: https://t.me/thefutureidol

Швейцарский электромобиль установил рекорд разгона до «сотни»⁠ ⁠

Студенты из ETH Zurich и Люцернского университета прикладных наук и искусств разработали самый быстрый электромобиль в мире, способный разогнаться с места до 100 км/ч менее чем за секунду. С его помощью побили прошлый мировой рекорд более чем на треть.

Все компоненты Myten — от печатных плат (PCB) до шасси и аккумулятора — были разработаны и оптимизированы самими студентами. Благодаря использованию лёгких сот из карбона и алюминия, гоночный автомобиль весит всего около 140 кг. Четыре электромотора и специальная трансмиссия придают ему мощность в 326 лошадиных сил. Это очень серьёзное соотношение веса авто и его тяги, поэтому, чтобы электромобиль был устойчивым при разгоне с места, его дополнили системой вакуумного вентилятора, которая «присасывает» автомобиль к земле, создавая значительную прижимную силу.

Как результат, на Myten установили мировой рекорд, разогнавшись с нуля до 100 км/ч за 0,956 секунды на расстоянии всего 12,3 метра. Во время заезда пилот испытал силу ускорения около 3g, что буквально втиснуло его в сиденье. Предыдущий рекорд был поставлен в сентябре 2022 года командой Штутгартского университета и составлял 1,461 секунды

Швейцарский электромобиль установил рекорд разгона до «сотни» Электромобиль, Студенты, Техника, Прогресс, Авто, Люди, Швейцария, Технологии, Развитие, Инженерия, Видео, YouTube

Швейцарский электромобиль установил рекорд разгона до «сотни» Электромобиль, Студенты, Техника, Прогресс, Авто, Люди, Швейцария, Технологии, Развитие, Инженерия, Видео, YouTube

Новинки техники. Подстава пришла откуда не ждали⁠ ⁠

Компания Whoosh изобрела самокат, который управляется силой мысли.

Гениально. Большинство самокатчиков даже не смогут сдвинуться с места.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14⁠ ⁠

Сегодня я хочу рассказать вам о лампочке, которая не смогла. Почти все тесты ее оказались провальными. Довольно грустно вышло. А при этом стоит она — довольно таки хорошую цену относительно цены лампочек. В общем, выбираем с умом и стараемся тратить деньги на более качественный товар.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

Начнем измерения, 220 Вольт в розетках, включаю лампу и при первом включении 5,6 Ватта. Увы, сразу видим несоответствие заявленного фактического обещали 9,5 Вт, а получили 5,6. Коэффициент мощности 0,6.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

Расходы за год – 90 рублей при работе лампы 8 часов в день и при тарифе 5,38 рублей за Киловатт.

Рексант утверждает, что его лампа предназначена для питания от сети 230 Вольт. Проведем тест при 230 вольт на входе – мощность 6,4-6,5 ватта.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

После прогрева 15 минут, мощность лампы 6,6 Ватта, то есть приблизительно на 30% меньше, чем объявлено от Rexant. Неудовлетворительный результат.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

Перейдем к характеристикам света. Цветовая температура, которую измерил я, 3844 Кельвина, а индекс цветопередачи 79,7.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

Исходя из координат на диаграмме цветности получаем отклонение от кривой абсолютно черного тела равное 0,0037, что меньше порога заметности в 0.004. Выходить, что смещение в область желто-зеленого цвета присутствует. Но смещение настолько мало, что обычным глазом такое не заметить.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

Измерим пульсациии света для этой лампы. Судя по прибору, присутствует небольшой риск. Пульсации 3,62%, на частоте 100 Гц. Но как вы уже хорошо знаете, мне бы всегда хотелось для светодиодных ламп видеть процент пульсаций менее одного. Тем более, производитель указывает, что процент пульсации менее 0,5.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

Что с количеством света для этой лампы и стабильна ли освещенность при изменениях напряжения в домашних розетках. Лампа в метре над столом включена и уже прогрета:

230 Вольт – 128 Люкс,

250 Вольт – 120 Люкс,

170 Вольт – 29 Люкс,

150 Вольт и полная темнота.

Да, драйвер этой лампы не дает возможность комфортно пользоваться светом, если сеть нестабильна.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

К сожалению лампа не прошла тест с выключателем с подсветкой. При включенном питании, лампа противно светится, хотя должна была быть выключена.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

Производитель Rexant считает не нужным указывать размеры на упаковке. Измерил сам. Первый размер 99 мм, второй размер 35 мм.

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14 Электрика, Электроника, Электричество, Своими руками, Обзор, Светодиоды, Освещение, Техника, Гаджеты, Наука, Физика, Схемотехника, Видео, YouTube, Длиннопост

По десяти точкам измеренной освещенности посчитал световой поток. Диаграмму освещенности вы видите на своих мониторах. Световой поток, который я посчитал, 589 Люмин, а производитель указывает аж 903 Люмин.

Конечно, не рекомендую покупать.

За эту лампочку уже прошло голосование на Доморосте. Мои коллеги были солидарны с моими выводами и в рейтинге ламп е14 (увы, пока крайне маленьком), светодиодная лампочка заняла свою позицию.

Для ценителей же технических подробностей — видео на ютубе:

В Китае разработали технологию, которая приведёт к 1-нм чипам — 300-мм пластины научились покрывать атомарно тонкими плёнками⁠ ⁠

Китайские учёные сообщили о создании технологии массового производства подложек с атомарно тонкими полупроводниковыми слоями. Новая технология масштабируется до производства 12-дюймовых (300-мм) подложек — самых массовых, продуктивных и наибольших по диаметру пластин для производства чипов. С такими пластинами транзисторы с затвором размером 1 нм и меньше станут реальностью, что продлит действие закона Мура и выведет электронику на новый уровень.

В Китае разработали технологию, которая приведёт к 1-нм чипам — 300-мм пластины научились покрывать атомарно тонкими плёнками Китай, Изобретения, Импортозамещение, Чип, Процессор, Технологии, Прогресс, Инновации, Техника

Современные технологии наращивания слоёв на подложках работают по принципу осаждения материала из точки распыления на поверхность. Для нанесения плёнок толщиной в один атом или около того на крупные пластины эта технология не предназначена. С её помощью можно инициировать рост равномерной по толщине плёнки только на небольшие пластины — примерно до 2 дюймов в диаметре. Для пластин большего диаметра и, тем более, для 300-мм подложек этот метод не годится.

В интервью изданию South China Morning Post профессор Пекинского университета Лю Кайхуи (Liu Kaihui) сообщил, что его группа разработала технологию производства атомарно тонких слоёв на любых подложках вплоть до 300-мм. В основе технологии лежит контактный метод выращивания плёнки с поверхности на поверхность. Активный материал входит в контакт с подложкой сразу по всей её поверхности, давая старт для роста плёнки равномерно во всех её точках. В зависимости от типа активного материала могут быть выращены плёнки нужного состава и даже множество плёнок друг на друге, если это потребуется.

Кроме того, учёные разработали проект установки для выращивания атомарно тонких плёнок в массовых объёмах. Согласно расчётам, одна такая установка может выпускать до 10 тыс. 300-мм подложек в год. Эта же технология подходит для покрытия подложек графеном, что позволит, наконец, внедрить этот интересный материал в массовое производство чипов.

Следует сказать, что учёные заглянули далеко вперёд. Сегодня 2D-материалы (толщиной в 1 атом) только исследуются на предмет использования в структурах 2D-транзисторов и в других качествах. До массового производства подобных решений ещё очень далеко, и предстоит провести много научной работы, пока она не воплотится в серийной продукции. Но это важнейшее направление, которое позволит совершить прорыв в производстве электроники и китайские производители внимательно следят за успехами своих учёных.

Китайский хирургический робот⁠ ⁠

Автор: Шэнь Чунлей
Источник: Китайский научный журнал
Опубликовано: 15 июля 2023 г., 23:59:04

«Эта пара роботизированных рук на самом деле чистит сырую скорлупу от перепелиных яиц!»

Китайский хирургический робот Медицина, Инновации, Ученые, Китай, Прогресс, Наука, Технологии, Беспроводные технологии, 5G, Будущее наступило, Робот, Робототехника, Роботизация, Изобретения, Научпоп, Видео, YouTube, Длиннопост

Хирургический робот с одним отверстием очищает сырую яичную скорлупу. Фото Шэнь Чунлей

6 июля в выставочном зале Пекинской компании Shurui Robotics Co., Ltd. (далее Shurui) репортер China Science Daily познакомился с «лапароскопической хирургической системой с одним отверстием» производства Shurui. . 20 июня эта система была одобрена Государственным управлением по лекарственным средствам для продажи.

Компания Shurui была основана командой Сюй Кая, директора Центра биомедицинских производственных технологий Института трансляционной медицины Шанхайского университета Цзяотун. В апреле этого года Shurui объявила о завершении раунда финансирования C3 в размере сотен миллионов юаней. Этот раунд финансирования, возглавляемый Loyal Valley, будет использоваться для продвижения клинических испытаний и маркетинга существующих продуктов Shurui в нескольких отделах в стране и за рубежом, а также для исследований и разработок продуктов нового поколения.

От команды основателей из 5 человек в 2017 году до команды R&D из почти 100 человек, Сюй Кай вздохнул, что «для предпринимательства нет выхода, это сложнее, чем быть профессором», и он возглавил команду по продвижению отечественной эндоскопии. хирургические роботы с одним отверстием.

Предпринимательство сложнее, чем быть профессором

После получения степени бакалавра в 2001 году Сюй Кай продолжил обучение на степень магистра на факультете точных инструментов и механики Университета Цинхуа, исследуя роботов-гуманоидов. Однако гуманоидные роботы в то время еще не продемонстрировали коммерческой ценности и технически не преодолели трудности двуногой ходьбы. В 2004 году Сюй Кай получил степень магистра технических наук в Университете Цинхуа и поступил в Колумбийский университет, чтобы продолжить учебу.

В то время хирургический робот да Винчи, разработанный американской Intuitive Surgical Corporation, не только провел первую операцию на простате, но и создал миф об «очень малой кровопотере» и быстро превратился в незаменимый хирургический инструмент в урологии.

С помощью робота да Винчи точность хирургической резекции и наложения швов рака предстательной железы была увеличена примерно с 5 мм до примерно 1 мм, что позволило сохранить нервную ткань пациента. «Роботы Да Винчи могут монополизировать рынок на 15–20 лет», — слова научного руководителя Сюй Кая, профессора Колумбийского университета Рассела Тейлора, заставили его тайно решиться на разработку нового поколения хирургических роботов.

В 2007 году Сюй Кай стал главным разработчиком проекта по исследованию и разработке однопортового лапароскопического минимально инвазивного хирургического робота в Колумбийском университете, исследуя, как завершить хирургическое лечение с меньшей травмой. В 2009 году Сюй Кай вернулся в Китай и присоединился к Шанхайскому университету Цзяотун, чтобы продолжить свои исследования.В 2013 году он успешно освоил технологию «механизма двойного континуума», а затем запустил однопортовый лапароскопический малоинвазивный хирургический робот.

После того, как основные технические проблемы были решены, Сюй Кай и его команда арендовали офис площадью 70 квадратных метров, чтобы начать свой бизнес. «Трудность в наборе людей» — первая предпринимательская проблема, с которой столкнулся Сюй Кай: «Если зарплата слишком низкая, люди не придут, а если зарплата слишком высокая, люди не осмелятся прийти, если они боятся банкротства в Следующий год.»

«Предпринимательство сложнее, чем быть профессором», — сказал Сюй Кай, — «То, насколько далеко может зайти предпринимательское предприятие, зависит от скорости и высоты когнитивного совершенствования предпринимателя. линии фронта, очень вероятно, что даже самый элементарный набор не может быть осуществлен, и невозможно построить сильную команду».

Когда однопортовый лапароскопический минимально инвазивный хирургический робот завершил клинические испытания, Сюй Кай не был слишком взволнован, потому что он очень хорошо знал, что по сравнению с 1,2 миллионами операций, выполняемых хирургическим роботом Да Винчи каждый год, клинические испытания хирургический однопортовый хирургический робот Эксперимент — это только первый шаг к индустриализации.

Развиваем ловкие роботизированные руки

Как известно, длительные хирургические операции являются экстремальным испытанием на устойчивость и физическую силу рук врача, однажды дрожащая от усталости рука может нанести вред пациенту.

Лапароскопический хирургический робот с одним отверстием производства Shurui в основном состоит из двух частей: основной консоли и операционного стола. Врачу нужно всего лишь сесть перед основной консолью и использовать две качельки на пальцах, чтобы дистанционно управлять «манипулятором» на операционном столе, чтобы выполнить ряд операций по отслаиванию, разрезанию, наложению швов и другим задачам.

«Когда джойстик получает действие врача и передает его хирургической роботизированной руке, технология искусственного интеллекта также может помочь ему отфильтровать легкие дрожания руки, уменьшить количество кровотечений и хирургических повреждений и, таким образом, выполнить операцию более стабильно. и точно», — сказал менеджер China Science Daily Ху Хуэйхуэй.

Ху Хуэйхуэй указал на манипулятор, который очищал скорлупу сырых перепелиных яиц, и представил репортеру: «Толщина скорлупы перепелиных яиц составляет около 0,17 мм. Человеческим рукам трудно отделить яичную скорлупу от яичной оболочки, когда яйцо сырое. , Полость брюшины, которую мы разработали. Эндоскопический хирургический робот с одним отверстием обладает сверхвысокой стабильностью и точностью и может выполнять многие, казалось бы, невозможные задачи, такие как очистка сырой яичной скорлупы».

Традиционная абдоминальная хирургия обычно требует разреза или просверливания нескольких отверстий в месте операции, и вставляются различные инструменты, которые взаимодействуют друг с другом для «борьбы». Можно ли сделать сложную операцию только с одним отверстием?

Ху Хуэйхуэй объяснил, что, хотя было сделано только одно отверстие, мы спрятали робота для лапароскопической хирургии с одним отверстием и змеевидными хирургическими инструментами из никель-титанового сплава в этом выдвигающемся устройстве-оболочке, которое включает в себя эндоскоп и три хирургических инструмента. После того, как оболочка входит в тело пациента через одно отверстие, эти черные хирургические руки в форме «змеи» могут быть быстро разделены, чтобы работать независимо друг от друга и взаимодействовать друг с другом.

Польза для врачей и пациентов

В начале 2019 года первый раунд финансирования Shurui возглавил Shunwei Capital, а затем Shunwei Capital продолжил привлечение средств в раундах B и C. Помимо Shunwei Capital, Shurui также получила эксклюзивные стратегические инвестиции в раунде B+ от Medtronic China Fund и дополнительные инвестиции в раунде C. В последние годы, привлекая множество звездных учреждений, Shurui также ускоряет темпы финансирования. К 2022 году Shurui будет завершать раунд финансирования практически каждые шесть месяцев.

Понятно, что за полмесяца до объявления о завершении раунда финансирования C3 Shurui подписала соглашение о листинге с CITIC Securities, официально начав процесс IPO A-акций. Согласно анализу соответствующих инвесторов, хирургические роботы являются направлением с высокими инвестициями.По мере того, как продукт выходит на позднюю клиническую стадию, затраты на исследования и разработки, а также расходы на коммерциализацию быстро растут.

Как ведущий инвестор этого раунда финансирования, Zhengxingu сказал, что основной технологией Shurui является манипулятор в форме змеи, который обладает большей гибкостью и грузоподъемностью, чем роботизированный манипулятор с жесткой стальной проволокой традиционных хирургических роботов, и решает Проблема в то же время.«Эффект палочки для еды» традиционной операции с одним отверстием устранен.

Сюй Кай сказал: «Нам нужно не только продавать хирургические роботы с одним отверстием, но и обеспечивать их безопасное использование в операционной. Это очень сложная задача, и она не может быть небрежной».

В апреле 2022 года Сунь Давэй, профессор кафедры акушерства и гинекологии больницы Пекинского объединенного медицинского колледжа, и его команда использовали хирургического робота с одним отверстием, чтобы проделать отверстие в пупке, и успешно удалили кисту яичника у 32 женщин. Пациентка, 1 года, через два дня выписана из стационара.

«Вся операция заняла 35 минут, кровотечение составило 5 мл, а пупочная ранка пациента после операции была 2,5 см». качество жизни пациента.

2 марта этого года, когда Чжэн Ин, профессор Второй больницы Западного Китая Сычуаньского университета, и Чжан Вэй, профессор больницы Чжуннань Уханьского университета, успешно завершили стадирование рака эндометрия, диапазон клинического применения хирургического вмешательства с одним отверстием робот был успешно расширен до гинекологических злокачественных новообразований в области онкологии. По состоянию на июнь этого года Shurui завершила регистрационное клиническое испытание в гинекологии, проводя регистрационное клиническое испытание в общей хирургии, а также изучала применение хирургических роботов с одним отверстием в педиатрии.

Ху Хуэйхуэй сказал: «Хирургический робот Surui с одним отверстием не только сводит к минимуму хирургические раны и максимизирует защиту органов, но также значительно снижает трудоемкость врачей. В будущем Shurui продолжит более тесное сотрудничество с передовыми медицинские работники. Сотрудничайте, чтобы принести пользу врачам и пациентам».

Заявление об авторских правах: Для всех работ на этом веб-сайте с пометкой «Источник: China Science Journal, Science Net, Science News Magazine», веб-сайт перепечатывает, пожалуйста, указывайте источник и автора в верхней части текста, и никакие существенные изменения в содержании не вносятся. разрешено; общедоступный номер WeChat, Toutiao и другие новые медиа-платформы, обращайтесь за разрешением на перепечатку. Электронная почта: shouquan@stimes.cn.

Видео 2020 года, явный прогресс за 3 года:

Правда ли, что раскладку QWERTY изобрели, чтобы предотвратить заклинивание расположенных рядом клавиш на печатных машинках?⁠ ⁠

Правда ли, что раскладку QWERTY изобрели, чтобы предотвратить заклинивание расположенных рядом клавиш на печатных машинках? Компьютер, Изобретения, Клавиатура, Печать, Набор, Технологии, Техника, Прогресс, Факты, Проверка, Исследования, Интересное, Длиннопост

Распространено мнение, что при быстрой печати молоточки, отвечающие за соседние литеры, сцеплялись. Наиболее распространённая ныне раскладка была придумана, чтобы это предотвратить. Мы решили проверить, так ли это.

Спойлер для ЛЛ: скорее всего, неправда. существует несколько версий выбора именно такого порядка расположения букв, однако ни одну из них пока не удалось подтвердить наверняка, включая связанную с заклиниванием клавиш.

Эту версию изобретения раскладки QWERTY можно встретить на ресурсах, посвящённых компьютерным технологиям, на тематических форумах, познавательных и развлекательных интернет-порталах, в глянцевых журналах, в блогах на «Дзене», «Хабре» и в «Живом журнале». Пишут об этом и пользователи соцсетей.

Раскладка клавиатуры QWERTY, названная так по первым клавишам верхнего ряда, — на данный момент наиболее распространённый стандарт для устройств в странах, использующих английский алфавит. Она была разработана в начале 1870-х годов Кристофером Шоулзом, американским издателем и изобретателем-любителем, стоявшим у истоков создания и распространения печатных машинок.

Первоначально клавиши на машинках Шоулза были расположены в алфавитном порядке. Однако легенда гласит, что при быстром нажатии соседних клавиш молоточки, которые отвечали за оттиск литер на бумаге, сцеплялись друг с другом, печатную машинку заклинивало и процесс печати приходилось останавливать. Якобы именно для предотвращения таких ситуаций Шоулз и разработал раскладку QWERTY, разнеся часто встречающиеся сочетания букв подальше друг от друга.

Тем не менее, если сравнить наиболее популярные сочетания букв в английском языке с расположением литер на клавиатуре, можно заметить, что, например, буквы R и E (а их сочетания RE и ER— одни из самых частых) по-прежнему находятся рядом. Да и буквы из самого популярного сочетания — TH — достаточно близко друг к другу. При этом на одном из прототиповмашинки Шоулза на месте буквы R должна была располагаться точка, так что этого соседства можно было избежать. Но в итоге в массовое производство попала именно машинка с привычным нам расположением букв. Если цель была в том, чтобы разнести часто встречающиеся литеры как можно дальше, зачем было делать исключение для некоторых из них? Кроме того, в тексте описания изобретения в патенте нет ни слова о том, что раскладка QWERTY помогает уменьшить частоту заеданий при печати. А если бы это было так, о таком конкурентном преимуществе стоило бы упомянуть в первую очередь.

Правда ли, что раскладку QWERTY изобрели, чтобы предотвратить заклинивание расположенных рядом клавиш на печатных машинках? Компьютер, Изобретения, Клавиатура, Печать, Набор, Технологии, Техника, Прогресс, Факты, Проверка, Исследования, Интересное, Длиннопост

Кроме того, в дальнейшем, уже продав права на своё изобретение компании Remington, Шоулз продолжал совершенствовать устройство и в 1896 году получил патент на машинку, где была представлена совершенно иная раскладка. Впрочем, и там некоторые часто встречающиеся сочетания букв (например, N и T) были расположены рядом. А значит, Шоулз и в дальнейшем не руководствовался идеей разнесения частых сочетаний как можно дальше друг от друга.

Ещё одна популярная версия появления привычного теперь расположения букв состоит в том, что литеры, необходимые для набора слова typewriter («печатная машинка» — англ.), находятся в верхнем ряду. Это якобы позволяло продавцам молниеносно набирать это слово, поражая воображение покупателей, что, в свою очередь, повышало продажи. Однако найти исторических свидетельств, которые бы подтвердили эту версию, ни нам, ни другим исследователям также не удалось.

Другая расхожая теория популярности раскладки QWERTY гласит, что компания Remington, выпускавшая такие машинки, открыла ещё и курсы машинисток, где обучала быстрой печати. Таким образом, компании, которым нужны были услуги набора текста, были вынуждены закупать такие машинки, так как специалисты лучше всего умели печатать именно на них. Возможно, буквы на клавиатуре специально были расположены неочевидным образом, чтобы для освоения быстрой печати необходимо было учиться на курсах. Это создавало своего рода замкнутый круг: чтобы освоить печать на таких машинках, нужно было оканчивать специальную школу, а окончив её, удобнее всего было работать именно на машинках с такой раскладкой. А всю прибыль — от курсов и продажи машинок — получала Remington.

Историк Йан Нойес из Университета Лафборо (Великобритания) ещё в 1983 году изучил документы, относящиеся к изобретению раскладки QWERTY, рассмотрел все существующие версии и пришёл к выводу, что очевидной причины для именно такого размещения букв на клавиатуре просто не существует.

В 2011 году исследователи из Университета Киото (Япония) выдвинули ещё одну теорию, почему буквы на клавиатуре QWERTY расположены именно таким образом. Дело в том, что в конце XIX века печатные машинки часто использовались для расшифровки сообщений, переданных через телеграф с помощью азбуки Морзе. Так, например, в американской азбуке Морзе Z обозначается как «· · · ·», и её часто путали с сочетанием SE (S обозначалось как «· · ·», а E — как «·»). Телеграфисты часто не могли определить, использовать Z или SE, пока не получали следующие буквы. В QWERTY-раскладке, в отличие от алфавитной, эти буквы расположены близко друг к другу, что позволяло телеграфисту быстро набрать нужные литеры, как только он понимал, какая из них требуется. Японские учёные также считают версию про попытку предотвратить заклинивание механизма при быстром нажатии соседних букв маловероятной.

Таким образом, нет ни одного доказательства, которое подтверждало бы, что причиной именно такого расположения букв на клавиатуре QWERTY была попытка предотвратить заклинивание молоточков на соседних литерах. Более того, если бы это было так, изобретатели наверняка упомянули бы об этом в описании своего продукта при получении патента. Некоторые часто встречающиеся в английском языке сочетания до сих пор находятся довольно близко друг к другу, что частично опровергает рассматриваемую теорию. Существует ещё несколько версий, почему буквы были расположены именно таким образом, однако ни одну из них пока не удалось подтвердить наверняка.

Правда ли, что раскладку QWERTY изобрели, чтобы предотвратить заклинивание расположенных рядом клавиш на печатных машинках? Компьютер, Изобретения, Клавиатура, Печать, Набор, Технологии, Техника, Прогресс, Факты, Проверка, Исследования, Интересное, Длиннопост

Наш вердикт: скорее всего, неправда

В сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла)

Правда ли, что раскладку QWERTY изобрели, чтобы предотвратить заклинивание расположенных рядом клавиш на печатных машинках? Компьютер, Изобретения, Клавиатура, Печать, Набор, Технологии, Техника, Прогресс, Факты, Проверка, Исследования, Интересное, Длиннопост

Ответ на пост «3D печать металлом»⁠ ⁠

В этом лонгриде есть про технологию которую использует Space X, про технологию печати имплатнов и многое другое.

3D-печать металлами можно считать одним из наиболее заманчивых и технологически сложных направлений аддитивного производства. Попытки печати металлами предпринимались с ранних дней развития технологий 3D-печати, но в большинстве случаев упирались в технологическую несовместимость. Какие же виды 3д печати существуют спросите вы меня? А вот такие:

Струйная трехмерная печать (3DP)

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

Струйная 3D-печать является не только одним из старейших методов аддитивного производства, но и одним из наиболее успешных в плане использования металлов в качестве расходных материалом. Однако необходимо сразу же пояснить, что это технология позволяет создавать лишь композитные модели ввиду технологических особенностей процесса. Фактически, этот метод позволяет создавать трехмерные модели из любых материалов, которые могут быть переработаны в порошок. Связывание же порошка осуществляется с помощью полимеров. Таким образом, готовые модели нельзя назвать полноценно «металлическими».

В то же время, существует возможность преобразования композитных моделей в цельнометаллические за счет термической обработки с целью выплавки или выжигания связующего материала и спекания металлических частиц. Получаемые таким образом модели не обладают высокой прочностью ввиду пористости. Увеличение прочности возможно за счет пропитки полученной цельнометаллической модели. Например, возможна пропитка стальной модели бронзой с получением более прочной конструкции.

Получаемые подобным образом модели, даже с металлической пропиткой, не используются в качестве механических компонентов ввиду относительно низкой прочности, но активно используются в ювелирной и сувенирной промышленности.

Печать методом ламинирования (LOM)

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

3D-печать методом ламинирования подразумевает последовательное нанесение тонких листов материала с формированием за счет механической или лазерной резки и склеиванием для получения трехмерной модели.

В качестве расходного материала может использоваться и металлическая фольга.

Получаемые модели не являются полностью металлическими, так как их целостность основана на применении клея, связующего листы расходного материала.

Плюсом же данной технологии является относительная дешевизна производства и высокое визуальное сходство получаемых моделей с цельнометаллическими изделиями. Как правило, этот метод используется для макетирования.

Послойное наплавление (FDM/FFF)

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

Наиболее популярный метод 3D-печати также не обошел стороной попытки использования металлов в качестве расходных материалов. К сожалению, попытки печати чистыми металлами и сплавами на данный момент не привели к значительным успехам. Использование тугоплавких металлов натыкается на вполне предсказуемые проблемы с выбором материалов для конструкции экструдеров, которые, по определению, должны выдерживать еще более высокие температуры.

Печать же легкоплавкими сплавами (например, оловом), возможна, но не дает достаточно качественной отдачи для практического применения.

Таким образом, в последнее время внимание разработчиков расходных материалов переключилось на композитные материалы по аналогии со струйной печатью. Типичным примером служит BronzeFill – композитный материал, состоящий из термопластика (детали не разглашаются, но, по всей видимости, используется PLA-пластик) и бронзового порошка. Получаемые модели имеют высокую визуальную схожесть с натуральной бронзой и даже поддаются шлифовке до глянца. К сожалению, физические и химические свойства готовых изделий ограничены параметрами связующего термопластика, что не позволяет классифицировать такие модели, как цельнометаллические.

Тем не менее, подобные материалы могут получить практическое применение не только в создании макетов, сувениров и предметов искусства, но и в промышленности. Так, эксперименты энтузиастов показали возможность создания проводников и экранирующих материалов с использованием термопластиков с металлическим наполнителем. Развитие этого направления может сделать возможной печать электронных плат.

Выборочное лазерное спекание (SLS) и прямое спекание металлов (DMLS)

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

Наиболее распространенный метод создания цельнометаллических трехмерных моделей подразумевает использование лазерных установок для спекания частиц металлического порошка. Данная технология именуется «выборочным лазерным спеканием» или SLS. Стоит отметить, что SLS используется не только для работы с металлами, но и с термопластиками в порошковом виде. Кроме того, металлические материалы зачастую покрываются более легкоплавкими материалами для снижения необходимой мощности лазерных излучателей. В таких случаях готовые металлические модели требуют дополнительного спекания в печах и пропитки для повышения прочности.

Разновидностью технологии SLS является метод прямого лазерного спекания металлов (DMLS), ориентированный, как понятно из названия, на работу с чистыми металлическими порошками. Данные установки зачастую оснащаются герметичными рабочими камерами, наполняемыми инертным газом для работы с металлами, подверженными оксидации – например, с титаном. Кроме того, DMLS-принтеры в обязательном порядке применяют подогрев расходного материала до точки чуть ниже температуры плавления, что позволяет экономить на мощности лазерных установок и ускорять процесс печати.

Процесс лазерного спекания начинается с нанесения тонкого слоя подогретого порошка на рабочую платформу. Толщина наносимых слоев соответствует толщине одного слоя цифровой модели. Затем производится спекание частиц между собой и с предыдущим слоем. Изменение траектории движения лазерного луча производится с помощью электромеханической системы зеркал.

По завершении вычерчивания слоя лишний материал не удаляется, а служит опорой для последующих слоев, что позволяет создавать модели сложной формы, включая навесные элементы, без необходимости построения дополнительных опорных структур. Такой подход вкупе с высокой точностью и разрешением позволяет получать детали, практически не требующие механической обработки, а также цельные детали уровня геометрической сложности, недосягаемого традиционными производственными методами, включая литье.

Лазерное спекание позволяет работать с широким ассортиментом металлов, включая сталь, титан, никелевые сплавы, драгоценные материалы и др. Единственным недостатком технологии можно считать пористость получаемых моделей, что ограничивает механические свойства и не позволяет добиться прочности на уровне литых аналогов.

Технология DMLS

Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) – технология аддитивного производства металлических изделий, разработанная компанией EOS из Мюнхена. DMLS зачастую путают со схожими технологиями выборочного лазерного спекания («Selective Laser Sintering» или SLS) и выборочной лазерной плавки(«Selective Laser Melting» или SLM).

Процесс включает использование трехмерных моделей в формате STL в качестве чертежей для построения физических моделей. Трехмерная модель подлежит цифровой обработке для виртуального разделения на тонкие слои с толщиной, соответствующей толщине слоев, наносимых печатным устройством. Готовый «построечный» файл используется как набор чертежей во время печати. В качестве нагревательного элемента для спекания металлического порошка используются оптоволоконные лазеры относительно высокой мощности – порядка 200Вт. Некоторые устройства используют более мощные лазеры с повышенной скоростью сканирования (т.е. передвижения лазерного луча) для более высокой производительности. Как вариант, возможно повышение производительности за счет использования нескольких лазеров.

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

Порошковый материал подается в рабочую камеру в количествах, необходимых для нанесения одного слоя. Специальный валик выравнивает поданный материал в ровный слой и удаляет излишний материал из камеры, после чего лазерная головка спекает частицы свежего порошка между собой и с предыдущим слоем согласно контурам, определенным цифровой моделью. После завершения вычерчивания слоя, процесс повторяется: валик подает свежий материал и лазер начинает спекать следующий слой. Привлекательной особенностью этой технологии является очень высокое разрешение печати – в среднем около 20 микрон. Для сравнения, типичная толщина слоя в любительских и бытовых принтерах, использующих технологию FDM/FFF, составляет порядка 100 микрон.

Другой интересной особенностью процесса является отсутствие необходимости построения опор для нависающих элементов конструкции. Неспеченный порошок не удаляется во время печати, а остается в рабочей камере. Таким образом, каждый последующий слой имеет опорную поверхность. Кроме того, неизрасходованный материал может быть собран из рабочей камеры по завершении печати и использован заново. DMLS производство можно считать фактически безотходным, что немаловажно при использовании дорогих материалов – например, драгоценных металлов.

Технология практически не имеет ограничений по геометрической сложности построения, а высокая точность исполнения минимизирует необходимость механической обработки напечатанных изделий.

Технология DMLS обладает несколькими достоинствами по сравнению с традиционными производственными методами. Наиболее очевидным является возможность быстрого производства геометрически сложных деталей без необходимости механической обработки (т.н. «субтрактивных» методов – фрезеровки, сверления и пр.). Производство практически безотходно, что выгодно отличает DMLS от субтрактивных технологий. Технология позволяет создавать несколько моделей одновременно с ограничением лишь по размеру рабочей камеры. Построение моделей занимает порядка несколько часов, что несоизмеримо более выгодно, чем литейный процесс, который может занимать до нескольких месяцев с учетом полного производственного цикла. С другой стороны, детали, произведенные лазерным спеканием, не обладают монолитностью, а потому не достигают тех же показателей прочности, что и отлитые образцы, или детали, произведенные субтрактивными методами

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

DMLS активно используется в промышленности ввиду возможности построения внутренних структур цельных деталей, недоступных по сложности традиционным методам производства. Детали с комплексной геометрией могут быть выполнены целиком, а не из составных частей, что благоприятно влияет на качество и стоимость изделий. Так как DMLS не требует специальных инструментов (например, литейных форм) и не производит большого количества отходов (как в случае с субтрактивными методами), производство мелкосерийных партий с помощью этой технологии намного выгодней, чем за счет традиционных методов.

Технология DMLS применяется для производства готовых изделий малого и среднего размера в различных отраслях, включая аэрокосмическую, стоматологическую, медицинскую и др. Типичный размер области построения существующих установок составляет 250х250х250мм, хотя технологических ограничений на размер не существует – это лишь вопрос стоимости устройства. DMLS используется для быстрого прототипирования, снижая время разработки новых продуктов, а также в производстве, позволяя сокращать себестоимость мелких партий и упрощать сборку изделий сложной геометрической формы.

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

Северо-западный политехнический университет Китая использует DMLS системы для производства элементов конструкции самолетов. Исследования, проведенные EADS, также указывают на снижение себестоимости и отходов при использовании технологии DMLS для производства сложных конструкций в единичных экземплярах или мелкими партиями.

5 сентября 2013 года Илон Маск опубликовал фотографии детали ракетного двигателя Super Draco, созданной из никель-хромового жаропрочного сплава Inconel с помощью принтера EOS.

В качестве расходных материалов могут использоваться практически любые металлы и сплавы в порошковой форме. На сегодняшний день успешно применяется нержавеющая сталь, кобальт-хромовые сплавы, титан и прочие материалы.

Выборочная лазерная (SLM) и электронно-лучевая плавка (EBM)

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

Несмотря на высокое качество моделей, получаемых лазерным спеканием, их практическое применение ограничивается сравнительно низкой прочностью ввиду пористости. Подобные изделия могут быть использованы для быстрого прототипирования, макетирования, производства ювелирных изделий и многих других задач, но малопригодны для производства деталей, способных выдерживать высокие нагрузки. Одним решением это проблемы стало преобразование технологии прямого лазерного спекания металлов (DMLS) в технологию аддитивного производства методом лазерной плавки (SLM). Фактически, единственным принципиальным различием этих методов является степень термической обработки металлического порошка: технология SLM основана на полной плавке для получения гомогенных моделей, практически неотличимых по физическим и механическим свойствам от литых аналогов.

Параллельным методом, достигшим прекрасных результатов, стала электронно-лучевая плавка (EBM). На данный момент существует лишь один производитель, создающий EBM-принтеры – шведская компания Arcam.

EBM позволяет достигать точности и разрешения, сравнимых с лазерной плавкой, но обладает определенными преимуществами. Так, использование электронных пушек позволяет избавиться от деликатных электромеханических зеркальных систем, используемых в лазерных установках. Кроме того, манипулирование электронными пучками с помощью электромагнитных полей возможно на скоростях, несравнимых более высоких по сравнению с электромеханическими системами, что вкупе с увеличением мощности позволяет добиться повышенной производительности без существенного усложнения конструкции. В остальном же, конструкция SLM и EBM-принтеров схожа с установками для лазерного спекания металлов.

Возможность работы с широким диапазонам металлов и сплавов позволяет создавать мелкие партии специализированных металлических деталей, практически не уступающих образцам, получаемым с помощью традиционных методов производства. При этом отсутствует необходимость создания дополнительных инструментов и инфраструктуры – таких как, литейные формы и печи. Соответственно, возможна значительная экономия при прототипировании или мелкосерийном производстве.

Установки для лазерной и электронно-лучевой плавки успешно используются для производства таких предметов, как ортопедические титановые протезы, лопатки газовых турбин и форсунки реактивных двигателей среди прочих.

Прямое лазерное аддитивное построение (CLAD)

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

Не столько технология 3D-печати, сколько технология «3D-ремонта». Технология применяется исключительно на промышленном уровне ввиду сложности и относительно узкой специализации.

В основе CLAD лежит напыление металлического порошка на поврежденные детали с немедленной наплавкой с помощью лазера. Позиционирование «печатной головки» осуществляется по пяти осям: вдобавок к перемещению в трех плоскостях, головка обладает способностью изменять угол наклона и поворачиваться вокруг вертикальной оси, что позволяет работать под любым углом.

Подобные устройства зачастую используются для ремонта крупногабаритных изделий, включая производственный брак. Например, установки французской компании BeAM используются для ремонта авиационных двигателей и других сложных механизмов.

Полноценные установки CLAD предусматривают использование герметичной рабочей камеры с инертной атмосферой для работы с титаном и другими металлами и сплавами, поддающимися оксидации.

Произвольная электронно-лучевая плавка (EBF)

Ответ на пост «3D печать металлом» 3D печать, Работа на станках, Металлообработка, Вертикальное видео, 3D принтер, 3D моделирование, Технологии, Прогресс, SpaceX, Наука, Ответ на пост, Длиннопост

Технология, разрабатываемая специалистами НАСА для применения в условиях невесомости. Так как отсутствие гравитации делает работу с металлическими порошками практически невозможной, технология EBFподразумевает использование металлических нитей.

Процесс построения схож с 3D-печатью методом послойного наплавления (FDM), но с использованием электронно-лучевой пушки для плавки расходного материала.

Данная технология позволит создание металлических запасных частей на орбите, что позволит существенно сократить затраты на доставку частей и обеспечит возможность быстрого реагирования на внештатные ситуации.

Паровой двигатель

Появление паровых двигателей дало человечеству новые возможности и ознаменовало переход к настоящей Промышленной Революции, дав новые возможности по добыче полезных ископаемых, перемещению на большие расстояния, осуществлению иной тяжёлой работы. Так что же собой представляют паровые машины?

История паровых машин

До появления паровых машин в качестве тягового усилия использовались животные, сила ветра и воды (разнообразные водяные колёса, крылья мельниц).

Железный век породил потребность в выплавке металла из железной руды, где для выплавки одной тонны железа использовалось до 70 древесины, что со временем привело к истощению лесов в Европе и поискам нового вида топлива.

Где-то читал, что известный тип немецких домов, так называемый «Фахверк» (Fachwerk) — «Ящичная работа», то есть дом, построенный из секций и представляющей собой типичный тип крестьянской архитектуры, как раз и появился из-за обострения проблемы с лесами, так как позволяет создать строение, с минимальным использованием древесины:

Особенно эта проблема обострилась в 16-18 веке, в связи с чем, в результате поисков нового топлива, благодаря предпринимателю Абрахаму Дарби, было начато использование каменноугольного кокса для целей металлургии, который, как утверждается, подсмотрел этот способ производства коксующегося угля у английских пивоваров.

В то же время, существование потребности в добыче каменного угля в шахтах, с попутной откачкой сопутствующей воды подтолкнуло к развитию машин, которые могли бы облегчить эту задачу.

Тем не менее, для успешного её решения требовалось ещё пройти большой путь и понять, как ведут себя водяные пары во время процессов нагревания и охлаждения, а также разобраться в роли атмосферного давления и вакуума, в процессе.

Большой вклад в исследование этой проблематики осуществил Дени Папен, который под руководством Гюйгенса провёл ряд опытов по исследованию поведения газов и водяного пара. Например, известен в истории его опыт, где он собрал цилиндр с поршнем, где под поршнем сжигался порох и расширяющиеся газы заставляли его двигаться вверх. Позже он попробовал поэкспериментировать и с испаряющейся водой, что привело к такому же результату.

При этом, во время экспериментов с паром при охлаждении цилиндра, пар конденсировался на стенках цилиндра, на поршень сверху давило атмосферное давление и поршень перемещался обратно вниз, совершая работу.

Его исследования легли в основу работ другого учёного, Томаса Севери, который в 1698 году получил патент на установку, которая использовала теплоту сгорания для откачки воды:

Картинка: «История энергетической техники» — Ерохин В.Г., Воронцова Л.А.

В машине Севери пар вырабатывался в котле и поступал через кран в камеру, где вытеснял воду в бак, после чего конденсировался за счёт того, что стенки камеры орошались водой из бака, куда вода была только что вытеснена.

После конденсации паров, в камере образовывался вакуум, куда под влиянием атмосферного давления с нижнего уровня всасывалась вода и процесс повторялся.

Продолжателем работ в этом направлении стал Томас Ньюкомен, который усовершенствовал машину Севери и в его случае вместо камеры уже использовался цилиндр с поршнем:

Картинка: «История энергетической техники» — Ерохин В.Г., Воронцова Л.А.

Пар в цилиндр подавался из котла, который был расположен ниже. Расширяясь в цилиндре, он поднимал поршень вверх, что заставляло левую часть коромысла, находящегося наверху, опуститься вниз, при этом происходил выброс всосанной воды из шахты (ранее, на предыдущем этапе).

Когда поршень поднимался в верхнюю точку, автоматически происходил впрыск холодной воды, что приводило к конденсации пара и возникновению вакуума в цилиндре, благодаря чему, цилиндр начинал своё движение обратно вниз, при этом левая часть коромысла начинала подниматься вверх и в этой фазе происходил засос воды из шахты (этот момент в литературе не оговаривается, но здесь очевидно, что верхняя часть цилиндра, которая находится над поршнем — была связана с атмосферой, так как идёт оговорка о совместной работе вакуума внизу и атмосферного давления наверху поршня). Система работала полностью автоматически.

Дальнейшие разработки учёных ещё больше усовершенствовали паровую машину, и на этом поприще существенной вехой является паровая машина Ползунова:

Картинка: «История энергетической техники» — Ерохин В.Г., Воронцова Л.А.

Она является первой в мире паровой машиной, которая была двухцилиндровой, что позволяло ей работать без использования гидравлической энергии. Она всё ещё оставалась атмосферной, но и это уже был прорыв.

Ещё одной существенной вехой в построении паровых машин явилось усовершенствование Джеймсом Уаттом машины Ньюкомена, в ходе которого, он обнаружил, что есть потенциал для её улучшения, так как вода, находящаяся под поршнем, в момент образования там вакуума, -начинает испаряться, так как при понижении давления, вода может кипеть при более низких температурах, что уменьшает вакуум под поршнем, а это, в свою очередь, ухудшает и эффективность машины в целом.

Поэтому ему пришло в голову сделать отдельный конденсатор пара, за пределами цилиндра. Кроме того, он использовал деревянную рубашку вокруг рабочего цилиндра, чтобы тот оставался всегда горячим, а также придумал подавать пар и над поршнем, таким образом, заложив основы создания систем двойного действия:

Кроме того, Джеймсом Уаттом был применён центробежный регулятор, который представляет собой устройство, позволяющее регулировать подачу пара, в зависимости от нагрузки на двигатель:

Принцип действия его был следующим: больше нагрузка — скорость вращения меньше, грузики центробежного регулятора опускаются ниже, пара в цилиндр подаётся больше.

Соответственно, чем меньше нагрузка, тем выше скорость оборотов двигателя, тем выше поднимаются грузики центробежного регулятора и меньше подаётся пара в цилиндр.

Дальнейшие улучшения паровой машины были направлены в направлении использования пара высокого давления, что позволило ещё больше увеличить её эффективность.

По месту, куда выпускается пар, машины могут изготавливаться как с выпуском отработанного пара в атмосферу, так и с конденсацией пара в специальном кондесаторе, где давление поддерживается ниже атмосферного. Кроме того, отработанный пар может дополнительно совершать некую работу — подогревать что то и т.д.

По компоновке паровые машины могут быть однократного расширения, когда вся работа осуществляется в рамках одного цилиндра или многократного расширения, когда расширение происходит последовательно в ряде цилиндров или же этот процесс может осуществляться параллельно в ряде цилиндров сразу.
Варианты компоновок машин многократного расширения показаны ниже:

Картинка: «Паровые двигатели» — В.К.Богомазов и др.

А ниже вы можете посмотреть ряд реально существовавших паровых машин (кликабельно):

Эта же картинка в большом разрешении есть по ссылке.

Картинка: «Паровые двигатели» — В.К.Богомазов и др.

Кстати говоря, здесь следует отметить один любопытный момент, который частенько упоминается в литературе вскользь: когда говорят о паровых машинах, то говорят, что там есть «котёл», не вдаваясь особенно в то, что под котлом понимается не «кастрюля, под которой разведён огонь», а довольно сложное устройство, как вы можете видеть на видео ниже, где есть взорвавшийся паровоз.

Да, исторически котлы начинались как ёмкость, грубо говоря, кастрюля с огнём под ней. Однако, такой способ нагрева недостаточно эффективен, так как не позволяет обеспечить достаточно эффективный режим парообразования, из-за недостаточного теплообмена.

Поэтому, со временем появились котлы с жаровыми трубами, представляющими собой довольно крупные каналы внутри котла с водой, пронизывающие его и по ним проходили продукты сгорания.

С дальнейшим повышением эффективности — потребовалась ещё большая паропроизводительность, что привело к появлению котлов с дымогарными трубами, представляющими с собой большой массив относительно тонких труб, пронизывающих котёл с водой, по которым проходят продукты сгорания перед выбросом в атмосферу. Именно на их базе и были построены первые паровозы:

Требования к мощности паровых установок росли, что, соответственно, требовало и повышения их рабочего давления. Это привело к появлению так называемых водотрубных котлов, которые представляют собой уже массив бесшовных труб с водой, обогреваемых снаружи продуктами сгорания.

Так как в этом случае, образующееся давление оказывает воздействие на относительно малую площадь (ввиду малого сечения трубы), система может успешно сопротивляться более высоким давлениям (хотя, честно говоря, до ознакомления с этой темой, мне казалось, что паровые машины изначально будут построены, основываясь на этом принципе; но, всё оказалось совсем не так, что для меня было довольно странно узнать. ). Ниже вся эта история показана более наглядно, в виде графика (кликабельно):

Скажем, как-то раз, я проводил эксперименты с давлениями порядка 300 бар (воздух), и использовал для подачи этого давления трубку с внутренним сечением 0,1 мм. Я сейчас могу несколько соврать в цифрах, но тогда у меня получалось, что на стенки этой трубки давит давление вовсе не 300 бар, учитывая её площадь, а всего лишь что-то порядка от 1 до 3 кг (точную цифру уже не помню). Так что, площадь, на которую воздействует давление — это важно…

Ещё одним интересным моментом является то, что стараются применять перегретый пар (среднее значение 400-500 градусов Цельсия), так как он повышает эффективность действия паровой машины. Связано это с тем, что обычно, при поступлении пара в цилинр, он начинает сразу же в некоторой степени кондесироваться, чего можно избежать, если пар перегрет — так как при этом сначала расходуется теплота перегрева и лишь затем пар может начать конденсироваться.

Кроме того, применение такого пара уменьшает влажность пара в момент выпуска, в конце такта расширения.

Применение перегретого пара особенно важно в турбинных установках, так как иначе влажный пар приводит к быстрому износу лопаток турбин.

Многочисленные улучшения конструкции паровой машины и отработка её отдельных элементов, привели к возникновению стандартов построения и эксплуатации, что позволило существенно уменьшить количество несчастных случаев связанных с ней, а также стабильно строить эффективные машины.

Тем не менее, описанные выше паровые машины являются поршневыми, имеющими известные ограничения по скорости оборотов и мощности, так как полезную работу они совершают, преобразуя возвратно-поступательное движение во вращательное.

В дальнейшем инженерная мысль изобретателей вела поиски способов, как бы напрямую преобразовывать энергию нагретого пара во вращательное движение, что привело к появлению в последующем паровых турбин.

Однако нельзя сказать, что учёные не думали об этом ранее, например, одним из самых ранних прародителей турбин можно назвать попытку Герона Александрийского, в ходе которой он создал реактивный шар, из которого выходили две трубки, а сам он был наполнен водой. При нагреве, будучи подвешенным на двух упорах, из этих трубок начинал вырываться с силой пар, что заставляло вращаться сам шар в противоположном направлении:

Можно сказать, что шар Герона представляет собой первый прототип реактивной турбины.
Также, весьма давно, появились идеи активных турбин, которые предлагали пар направлять на неподвижные лопатки, ударяясь о которые он приобретает определённое направление движения, поступая в дальнейшем на вращающее колесо, также с лопатками. Тем не менее, на тот момент, отсутствовали как материалы, так и предпосылки для работ над подобного рода устройствами.

Поэтому, самые первые паровые турбины, как активного, так и реактивного принципа действия начали появляться только в конце XIX века, в результате чего сложилась конструкция многоступенчатой турбины, со ступенями скорости.

Эта концепция представляет собой следующую конструкцию: пар выходит из расширяющегося сопла, благодаря чему приобретает большую скорость, направляясь неподвижными лопатками на вращающее колесо, отрабатывает на лопатках вращающегося колеса, выходит из него, поступает на следующий неподвижный диск с лопатками, проходит сквозь него, поступает на следующее вращающееся колесо и т. д. Все колёса имеют одинаковый диаметр.

Ещё одним решением является создание многоступенчатых турбин, где происходит перепад давлений на нескольких рабочих колёсах, таким образом, получается многоступенчатая турбина со ступенями давления, которую ещё называют турбиной многократного расширения (диаметр колёс увеличивается):

Дальнейшее развитие турбин привело к созданию комбинированной системы, которая представляет собой сочетание активного и реактивного принципа: в области высокого давления используется активное колесо, а в области низкого давления — несколько реактивных ступеней. Подобная конструкция некоторым образом снижает экономичность турбины, однако сама турбина получается более компактной и недорогой. Подобный тип турбин получил наибольшее распространение.

Мощность паровых турбин находится в пределах 50.000 кВт, хотя в отдельных случаях она может достигать и 150.000 кВт.
Небольшие турбины показывают скорость вращения в 5.000-8.000 об/мин.
Средние по размеру турбины развивают от 3.000 до 6.000 об/мин.
В то время как для крупных турбин скорость вращения может лежать в пределах от 1500 до 1800 об/мин.

До появления паровых турбин строились поршневые паровые машины мощностью даже до 10.000 л.с., однако, с появлением турбин, практическое построение машин мощностью более 1.000 л.с. прекратилось, так как турбины при таких мощностях оказываются более выгодными.

Преимущества и недостатки паровых машин

▍ Плюсы

В качестве основного преимущества паровых двигателей называют их способность работать практически на любом типе сгораемого топлива — они могут работать как на дровах, так и на угле и даже на тепле ядерного распада.

Кроме того, они могут вполне успешно функционировать, используя возобновляемые источники энергии, например, солнце, ветер или гидроэнергию.

Также, система со сжатым паром не зависит от атмосферного давления, именно поэтому паровые машины могут хорошо работать даже на больших высотах от уровня моря, без снижения работоспособности. Примерно к этому же можно отнести и любопытный факт, который меня удивил в своё время: что, к примеру, летом или в жарких странах аэродромные службы планируют взлёты тяжёлых самолётов, особенно с турбореактивными двигателями, таким образом, чтобы время взлёта приходилось на ранние часы, когда воздух ещё прохладный и обладает большей плотностью, чем в дневные часы. Связано это с тем, что нагретый воздух более разряжен и двигатель может не выйти на нужную мощность, в пределах взлётной полосы, поэтому её длины может не хватить. Кроме влияния на мощность двигателя, разряжённый воздух создаёт меньшую подъёмную силу для крыла.

Этот момент с влиянием нагретого воздуха на двигатель наблюдается также и в обычных двигателях внутреннего сгорания. Например, когда двигатель долго стоял на солнце и погода жаркая — после этого завести его может быть довольно проблематично (приходилось сталкиваться неоднократно самому, лично).

В противовес этому всему, — огонь в топке паровой машины может гореть практически при любом атмосферном давлении, встречающемся на Земле, в естественных условиях.

Ещё одним интересным моментом является тот, что паровой двигатель намного легче по весу альтернативных вариантов в виде двигателей внутреннего сгорания или электрических, что даёт ему преимущества в ряде применений.

Несмотря на то, что, казалось бы, паровой двигатель является устаревшим видом привода, он широко используется на электростанциях. Например, по некоторым данным, порядка 86% электрической энергии генерируемой в мире, производится именно с применением паровых турбин.

Но, одним из самых существенных преимуществ парового двигателя перед двигателем внутреннего сгорания является его способность сохранять максимальный крутящий момент во всём диапазоне скоростей, практически с нуля, что абсолютно недоступно ДВС.

В литературе этот момент отдельно не оговаривается, однако, по моему мнению, связано это со следующим: так как рабочее давление не образуется в рабочем цилиндре и подаётся в цилиндр уже в «готовом виде», то, соответственно, цилиндр может осуществлять свою работу сразу, двигаясь даже с самой минимальной скоростью (при необходимости). Кстати говоря, скорость движения цилиндра зависит только от того, на сколько открыт подающий клапан — открыли его побольше и цилиндр стал двигаться быстрее.

В противовес паровому, двигатель внутреннего сгорания для своей устойчивой работы требует наличия определённой минимальной скорости оборотов, начиная с которой, он может как обеспечивать возобновляемый цикл сгорания, так и дать возможность отбора мощности для некоего полезного применения (грубо говоря, нельзя заставить ДВС тянуть с максимальной мощностью на практически нулевых оборотах, — он просто заглохнет).

То есть, паровому двигателю не нужно поддерживать некую минимальную скорость оборотов, для обеспечения своей работоспособности, он может работать на полную мощность даже с нулевых оборотов.

Поэтому благодаря тому, что у паровых двигателей имеется возможность подачи высокого крутящего момента на любых скоростях, — паровому двигателю не нужна коробка переключения передач и крутящий момент передаётся напрямую на колёса (или для осуществления иной полезной работы).

Это даёт возможность механизму, оборудованному паровой машиной, показывать такие впечатляющие примеры применения, как например, взбираться на крутые горки, практически на нулевой скорости:

Или тянуть на медленной скорости огромный плуг:

Ещё одним любопытным моментом является то, что из вышеизложенной информации у читателя могло сложиться впечатление, что огонь под паровозным котлом спокойно горит, а дым от огня спокойно выходит через выпускную трубу.
Но, как вы могли видеть в двух видео выше, на самом деле, дым через трубу выходит резкими толчками, с характерным звуком «чух-чух» :-). Каким образом так получается, и что это такое?

А дело здесь вот в чём: на паровозах используется так называемая дымовытяжная установка, которая представляет собой конус, расположенный прямо под дымовой трубой:

После каждого рабочего такта, отработанный пар, всё ещё обладающий достаточной энергией, выбрасывается через этот конус в дымовую трубу, создавая в ней разрежение и, соответственно, искусственно усиливая тягу. Так как дымовая труба соединена с топкой, — возникшее разряжение высасывает дымовые продукты сгорания из топки и усиливает горение. Особенно эффектен этот процесс ночью:

Когда паровоз работает в режиме набора скорости, можно обратить внимание, что дым из дымовой трубы имеет характерный белёсый оттенок, так как он смешан с паром.

В свою очередь, когда паровоз уже набрал скорость, то машинист отключает подачу пара в цилиндр и паровая машина работает на холостом ходу, не затрачивая пар. Поэтому можно видеть, что дым становится характерно чёрным, так как практически не содержит пара!

▍ Минусы

Несмотря на свои очевидные плюсы, у парового двигателя много и минусов, одним из самых явность является загрязнение окружающей среды, так как для нагрева воды используется сгораемое топливо.

Несмотря на долгий процесс усовершенствования системы, паровая машина так и не смогла похвастаться низким расходом топлива. Благодаря этому, паровой двигатель является одним из самых затратных в плане топлива.

Низкий КПД паровых машин, не превышающий 10%, и послужил для них приговором, из-за чего они и уступили пальму первенства двигателям внутреннего сгорания, которые стали применяться в подавляющем большинстве видов человеческой деятельности, требующих привода.

Наличие в составе паровых машин котлов и иных контуров, заполненных паром высокого давления, создаёт опасность обслуживающему персоналу и окружающим людям, что в прошлом неоднократно проявлялось в виде взрывов:

Несмотря на все усовершенствования, поршневой паровой машине так и не удалось избавиться от кривошипно-шатунного механизма, что ограничивало её применение. Впрочем, справедливости ради, эта проблема до конца не решена в данный момент и для ДВС, несмотря на то, что существует целый ряд успешно функционирующих линейных двигателей внутреннего сгорания, где поршень движется свободно (гуглить «free piston engine»), не привязанный ни к чему, широкого распространения подобные двигатели не получили. Хотя, периодически и возникают разнообразные стартапы, и даже именитые компании пробуют внедрять их в свои электромобили, как портативную электростанцию, для подзарядки аккумуляторов:

Показанный выше двигатель может быть выполнен как в виде сбалансированной версии, как выше, с двумя поршнями, так и несбалансированной, с использованием одного поршня.

Хотя, в настоящее время, по моему мнению, благодаря наличию отработанных схем подобных двигателей и электронных систем контроля за движением свободного поршня, их распространение ограничивается больше инертностью существующей инфраструктуры, «заточенной» на использование стандартных ДВС с кривошипно-шатунным механизмом и, кроме того, всё большим распространением электрического транспорта.

Подытоживая, можно сказать, что несмотря на ореол устаревшей технологии, паровые двигатели ещё рано списывать со счетов, так как они вполне успешно трудятся на ниве электрогенерации и не только, так как, скажем, до сих пор множество самодельщиков конструируют различные аппараты с паровым приводом. Мало того, высказываются на форумах идеи о потенциале увеличения экономичности паровых технологий, с помощью применения инжекторного впрыска топлива (обеспечение импульсного подогрева, ровно столько, сколько нужно), контроля температуры воды и давления, что в наше время довольно легко осуществить с применением программно-аппаратных средств.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *