Historia postępu i zastosowań machin parowych [fragment]
p. 100-109
Texte intégral
1Siły, które umiejętność wynajduje w przyrodzeniu1, a przemysł umie je stosować do prac rozmaitych, są najpoważniejszymi środkami pomyślności ludów. Towarzystwo używające tylko sił własnych indywiduów może się utrzymać, a nawet polepszyć mienie swoje, ale przemysł jego będzie ograniczony; przydawszy zaś mu siły nowe, czerpane, albo raczej pożyczone, od przyrodzenia, produkcja stanie się obfitsza; nie będzie w stosunku liczbowym do ludności, ale owszem nagle wzrośnie, jej zaś granicami będzie potęga nowych motorów. Od czasu, jak ludzie używają ich pomocy, podjęli i dokonali dawniej niesłychane prace, wydobywanie kruszców i najgłębszych kamieni uskuteczniają z największą łatwością, ciężkie prace metalurgiczne otrzymały zadziwiającą rozciągłość, a rękodzieła przy najumiarkowańszych cenach rozwinęły się w całej obszerności. Lecz nade wszystko machinom parowym i ich władzy prawie nieograniczonej przemysł nowożytny winien ten popęd szczęśliwy i dlatego właśnie ich postępu historią treściwie przebiec zamierzyłem, aby złożyć niejako hołd wdzięczności i utkwić w pamięci nazwiska tych zasłużonych mężów, którzy, obdarzeni rzadką zdolnością w długoletniej pracy, odkryli własności pary, użyli jej za środek poruszający machiny, a tym sposobem nadali życie nowe przemysłowi.
2Machiny parowe dawniej były znane pod nazwiskiem machin ogniowych; przyczynę tego łatwo usprawiedliwić można, gdyż rzetelnym ich bodźcem jest cieplik2 i ogień. A lubo od najdawniejszych czasów, bo trzy tysiące lat temu, wiadome było, że woda ogrzana się ulatnia i że para stąd utworzona z naczynia opatrzonego maleńkim otworem wydobywa się gwałtownie, przecież nie użyto jej do żadnej pracy przemysłowej, tylko do otrzymania niektórych skutków zastosowanych do potrzeb, ducha czasu i stanu towarzyskiego współczesnych. [. ]
3Skoro już para nadała ruch statkom wodnym, zdawało się, iż tylko potrzeba jeden krok postąpić do wynalazku lokomotywów; tymczasem to zastosowanie pary, nie mniej użyteczne, a może nawet świetniejsze od władania nią w żeglarstwie, dopiero w praktyce lat temu dziesięć powiodło się z pożądanym skutkiem, a następnie rozwiniętym zostało wraz z budową kolei żelaznych, z pośpiechem mało znanym w wynalazkach, w różnych okolicach dwóch półkul Ziemi. Przez tę podwójną kombinację, w połączeniu dróg na lądzie i wodach, używając w pomoc motorów najsilniejszych a niezmordowanych, zniweczymy odległość miejsc, miasta i ludy się zbliżą, wymiany produktów i pomysły się pomnożą, a cywilizacja wzrośnie olbrzymim krokiem. Zastosowanie machin, tak zwanych lokomotyw, może być powszechne, ponieważ po wszystkich drogach można urządzać koleje żelazne do ich biegu. Nie tak się dzieje ze statkami parowymi, które mogą tylko odbywać podróże po morzach i większych rzekach, nie dozwalając się użyć na wodach mniejszych i sztuką zdziałanych kanałach. Prędkość statków parowych jest także ograniczona oporem wody, który przezwyciężyć trzeba, a ten rośnie w stosunku kwadratów z prędkości: otrzymujemy więc maksimum na godzinę od 16 do 18 kilometrów; powiększenie zaś siły poruszającej mnoży same koszta, bez wyraźnego pomnożenia prędkości biegu. Powyższe ograniczenie w lokomotywach nie ma miejsca, słaby opór powietrza mały wpływ wywiera; a można by im nadawać prędkość zadziwiającą, gdyby powody roztropności i bezpieczeństwa nie zalecały podróżnym tę prędkość miarkować.
4Zagadnienie o lokomotywach zajmowało prawie wszystkich wynalazców, którzy się poświęcali doskonaleniu i zastosowaniu machin parowych, zacząwszy od roku 1770. Gdyśmy już wspomnieli wyżej o pracujących nad tym przedmiotem z mniejszą pomyślnością, pozostaje w dopełnieniu przydać, że w roku 1811 Blenkinsop w okolicach Leeds uskutecznił drogę żelazną z wyrobionymi karbami, w które zachodziły zęby kół lokomotywy; ta droga w kształcie swoim pierwotnym do dziś jeszcze egzystuje, a na niej machiny o kołach zębatych zaczepiających się przewożą ciągle węgle kamienne z Middleton na sprzedaż do Leeds3. W następnym roku panowie Chapman4 do biegu ich machiny próbowali sposobu używanego w holowaniu statków wodnych i w tym celu wzdłuż osi drogi rozciągali linę długą lub łańcuch, przymocowane do punktu stałego i okręcające się na krążku umieszczonym pod machiną, tym sposobem krążek otrzymywał ruch obrotowy i resztę łańcucha okręcał na siebie, a cały aparat do biegu skłaniał. Lecz tarcie i komplikacja tego sposobu nie dozwoliły go używać ze skutkiem. W roku 1814 Stephenson na kolei żelaznej z Killingworth, blisko Newcastle5, urządził uproszczoną lokomotywę, bez zębów u kół i ich wczepiania się w karby kolei, zapewniając jej bieg nawet z wielkimi ciężarami. Odtąd, więcej już upowszechnione lokomotywy, w roku 1825 zaprowadzono także na kolei żelaznej z Darlington do Stockton. Lecz te wszystkie machiny, urządzone grubo, tylko służyły do transportu węgla, nie przechodziły w prędkości trzech mil na godzinę, i nie pomyślano do tej chwili o użyciu tychże do przewożenia ludzi podróżujących.
5W roku 1829 pan Séguin6, starszy uprzywilejowany dyrektor drogi żelaznej z Saint‑Étienne do Lyonu, zajmujący się razem dostarczaniem materiałów potrzebnych do tego przedsięwzięcia, pierwszy zaprowadził we Francji użycie machin lokomotywów i z rzadkim powodzeniem zatrudniał się ich wydoskonaleniem. Przy końcu tegoż roku towarzystwo kolei żelaznej z Liverpool do Manchester w chwili ukończenia wielkiego zamiaru dopełniło zupełnej zmiany w systemie lokomotywów przez ogłoszenie konkursu celem wydoskonalenia rzeczonych motorów7. Doświadczenia, które miały miejsce w ocenianiu zalet przedstawianych machin przez rozmaitych współubiegaczy, okazały w rezultacie siłę i prędkości nadspodziewane, które aż dotąd mogły być tylko za bajeczne uważane; dziś zaś wcale nas nie dziwią, bo cóż para na kolei żelaznej dokazać nie może, kiedy sama kolej tak wielce ułatwia, że po niej koń jeden uciąga 250 centnarów8 w kierunku poziomym, to jest dziesięć razy większy ładunek niż na dobrych drogach bitych; gdy zaś spadek pochyłej kolei dochodzi od 80 do 150 stóp na milę, jeden koń uciągnąć może od 300 do 500 centnarów; wreszcie gdy spadek kolei przewyższa 150 stóp na milę, wtedy wozy same biegą po niej i muszą być hamowane. Wskutek powyższego konkursu machina nowa pana Stephensona, dokonana w Newcastle z największą dokładnością, została uwieńczoną i ta machina aż do tej chwili służy za podstawę wszystkich ulepszeń szczegółowych, jakie zaprowadzają w systemie konstrukcji. Lubo zaś w ostatnich latach wielka liczba projektów była jeszcze przedstawianą i zaszły niektóre poprawy w machinach parowych, przecież na szczególne wspomnienie zasługuje tylko Anglik Tredgold, ten przysłużył się gruntownym dziełem o machinach parowych, z ich zastosowaniem do żeglarstwa, kopalni, rękodzieł i dróg żelaznych, a obejmującym w jedenastu sekcjach cały przedmiot ściśle i jasno wyłożony9. Jeden tylko błąd można autorowi zarzucić, wrodzony każdemu Anglikowi, nieosłabiający jednakże wartości jego ze wszech miar szacownego dzieła, iż przy każdej sposobności, a nawet za często, pierwszeństwo wszystkich wynalazków w postępie machin parowych przypisuje własnym rodakom. Dzieło to, zapewne lepsze od wszystkich dotąd wydanych, w r. 1839 wytłumaczył inżynier Mellet na język francuski, dopełnił go nawet przez wydanie zarazem opisu lokomotywy Stephensona10.
6Rzuciwszy zaś w tym miejscu pokrótce myślą na kraj jeszcze własny, przyznać trzeba, iż jakkolwiek u nas w zastosowaniach wszelkiego rodzaju machiny parowe bardzo już licznie są zaprowadzone, przecież w teorii tych machin uczeni mało pracowali. Z tym wszystkim natrafić można w tym przedmiocie na wiele interesujących wiadomości po rozmaitych pismach periodycznych; a głównie też na wzmiankę zasługują dwie rozprawy, obie w zamiarze otrzymania stopnia doktora filozofii napisane, pierwsza przez Pawła Jarockiego w roku 1814 – o parnej machinie Watta, druga zaś przez Stanisława Janickiego w r. 1823 – o machinach parowych11; rozprawy te pod względem zajęcia, porządku, jasności, gruntownych wiadomości matematycznych niepoślednie miejsce zajmują i chlubę autorom przynoszą.
7Z tylu więc prac poświęconych wydoskonaleniu machin parowych, z tylu doświadczeń, postrzeżeń i uwag nad nimi czynionych śmiało można wywnioskować, iż siła pary do najwyższego stopnia, jaki posiadać mogła, już została doprowadzoną; siłę tę powiększyć byłoby żądać cudów; tak właśnie jak trudno coś przydać do siły człowieka lub zwierzęcia; można przecież rokować odkrycie nieznanych nam dziś sposobów użycia tej siły i stosowania z korzyścią do nowych przedsięwzięć. Myśl ta nie jest płonną, przedstawia się owszem ciągle w zatrudnieniach teraźniejszych wynalazców. Jakoż mechanik Whiston12 w Ameryce Północnej urządził machinę, zwaną wodoziemną, która równie lądem i wodą użyć się daje; na lądzie toczy się na czterech kołach, przybywszy nad rzekę, koła usuwają się w górę, a za pomocą szuflastego koła, w ruch siłą pary wprawionego, łatwo przez wodę przeprawić się może. Chemicy zaś dowiedli, a mianowicie Davy i Faraday13, że w niektórych okolicznościach siła pary wodnej jest słabszą od pary tworzącej się z innych materii. Z tego powodu inżynier Brunel14 pracuje nad machiną, której siłą poruszającą będzie gaz, kwas węglowy skroplony, ewaporujący gwałtownie w temperaturze od 0 do 18°, a siła jego wywiera ciśnienie wyrównujące 36 atmosferom w temperaturze lodu topniejącego, dlatego wielką należy zachować ostrożność, aby uniknąć eksplozji. Cokolwiek bądź, niezaprzeczoną jest prawda, iż w przyrodzeniu jest bardzo wiele tajemnic jeszcze, których rozum ludzki dotychczas nie zbadał ani nie dociekał. Lecz z drugiej strony nauki tak są upowszechnione i wiadomości tak szybko wzrastają, iż tenże rozum nie postępuje już po drodze fałszywej i błędnej; nie trwoni czasu na odkrycie niepodobnych do uskutecznienia wynalazków, szydzi z tych, co wyrzucali pieniądze i łamali głowę nad szukaniem kamienia filozoficznego, kwadratury koła bez przybliżenia, tudzież nad perpetuum mobile, ale owszem, dążąc bez przerwy po drodze pewnej, wynajduje pasmo nieprzerwane prawd użytecznych i bez wątpienia natrafić może na nowe źródła sił poruszających, z których jedno już zwraca teraz na siebie szczególną uwagę badaczy, a tym jest płyn elektryczny, posiadający nadzwyczajną siłę, i gdybyśmy ją zręcznie zastosować umieli, można by bardzo znaczne otrzymać korzyści; lecz z upokorzeniem przyznać wypada, że nadto mało posiadamy wiadomości dotyczących natury tego płynu, który zapewne stanowić będzie przedmiot ciekawy w postępie wynalazków. [...]
8Pomimo niezliczonych korzyści, jakie nam przynoszą machiny parowe, są przecież ludzie, którzy przeciwko nim powstają; przedstawiając za główną przyczynę niebezpieczeństwo eksplozji. Lecz zachowawszy ostrożności, które podaje teoria, doświadczenie, a mianowicie roztropność, nie ma się czego obawiać. Ostrożności zaś zależą na tym, ażeby używać materiały doskonałe i wypróbowane; aby poddać przygotowania wszystkim warunkom pewności, wskazanym przepisami; i na koniec – aby się zapewnić, że wieczyście nie zabraknie dostatecznej ilości wody w kotle. Ostatni warunek jest najważniejszy, a Perkins15 dowiódł, że z braku wody w kotle wszystkie eksplozje statków parowych pochodziły. Przedmiot ten był także rozbieranym przez pana Arago16 z całą wyższością i jest zamieszczonym w rocznikach z roku 1829 i 1830. Znajduje się tam wywód historyczny wszystkich nieszczęść, przytrafionych z eksplozji machin, i przedstawienie powodów, które tak smutne zrządziły wypadki, a zawsze główną przyczyną było niedbalstwo i nieuwaga. Jeżeli zaś w samej rzeczy nad machinami wysokiego ciśnienia bardzo czuwać trzeba, przecież dla nadzwyczajnych dobrodziejstw, jakie przynoszą, niepodobna ich zarzucić. Tak właśnie jakbyśmy mieli się wyrzec broni dlatego tylko, że nierozsądni ludzie częstokroć niewłaściwie jej używali na odebranie sobie lub bliźniemu życia.
9Obawa więc eksplozji machin parowych nic nie znaczy i miejsca mieć nie powinna, a najlepszym tego dowodem jest nadzwyczajny postęp machin parowych; wszakże prawie już w ogólności para zastępuje siłę wiatru, wody, zwierząt i ludzi, będąc stosowaną do przędzenia, tkania, mielenia, tarcia drzewa, bicia monety, drukowania, wyrabiania papieru i młócenia zboża; porusza hutnicze miechy, młoty i walce w fryszerkach; wydobywa rudy i pompuje wodę z kopalni; do miast i fabryk potrzebną prowadzi wodę, nadaje bieg statkom wodnym, a szczególniejsze przedstawia widoki w przemyśle, w upowszechnieniu lokomotywów, które w Europie i Ameryce z zadziwiającym pośpiechem są zaprowadzane. Jakoż we Francji istnieje kolej żelazna między Lyonem a Saint‑Étienne, ostatnie miasto jest największe w departamencie Loary i jedno z najbardziej kwitnących; słynie fabrykami broni, wyrobów bawełnianych i wstążek jedwabnych; przemysł tego miasta zatrudnia rąk 48 000, warsztatów 26 000, a wartość wyrobów na miejscu jest oceniona na 130 milionów franków. Kolej z Saint‑Étienne z jednej strony idzie do Andrezieux nad Loarą, z drugiej do Lyonu; teraz zaś kończą koleje żelazne łączące następujące miasta: Paryż, Strasburg, Metz, Lille, Calais, Havre, Bordeaux, Nantes i Marsylię. W Anglii uważać można za dzieło olbrzymie drogę z Liverpoolu do Manchester; którą, aby dokonać po linii poziomej, musiano ją wykopać pod znaczną częścią miasta Liverpool; podziemna ta galeria ma przeszło 800 stóp długości, wysokości stóp dwadzieścia i dwie, a szerokości stóp szesnaście i ma podwójne koleje17; dziś zaś prowadzą koleje z Londynu do Birmingham, Southampton, Dover, Brighton, Edynburga i tam dalej, a wzdłuż kolei między Londynem i Liverpool będzie telegraf; i skoro do wspomnianego portu okręt zawinie, wiadomość o tym dojdzie w kilka minut do Londynu. Również są już wykończone koleje w niektórych miejscach Belgii, Saksonii, Prus, Rosji, Austrii, w tej ostatniej pomnażają się między Dunajem a Mołdawą18: w Prusach budują kolej między Berlinem a Hamburgiem; w Polsce między Warszawą i Krakowem19, wielkie korzyści dla kraju i akcjonariuszów przedstawiające. W Ameryce Północnej w roku 1825 pierwszą kolej zbudowano od Quincy do Bostonu20; a dziś tamże koleje żelazne przechodzą 6000 mil angielskich. Można nawet bez wątpienia się spodziewać, że wkrótce wozy parowe i koleje żelazne usuną dotąd używane sposoby przenoszenia ciężarów; jak również, że okręty żaglowe zostaną zarzucone, a ich miejsce zastąpią statki parowe.
10ŹRÓDŁO: Adam Niemirowski, Historia postępu i zastosowań machin parowych krótko zebrana przez. , magistra filozofii, „Magazyn Powszechny Użytecznych Wiadomości” 1840, z. 10, s. 225, 231–233, 234–235.
11Adam Niemirowski (1799–1882) – nauczyciel matematyki, fizyki, geometrii i geografii w płockiej Szkole Wojewódzkiej; bibliofil, członek Towarzystwa Naukowego Płockiego.
Notes de bas de page
1 Tj. w naturze.
2 Cieplik – niezniszczalna i nieważka substancja, przepływająca do ogrzewanego ciała. Teoria cieplika, bardzo popularna w XVIII w., uległa w połowie XIX w. zakwestionowaniu.
3 John Blenkinsop (1783–1831) – angielski inżynier górnictwa i konstruktor pierwszych lokomotyw. W 1758 roku wybudował drogę szynową (z użyciem drewnianych belek) do przewozu węgla z kopalni do Leeds. W 1811 roku opatentował system napędowy lokomotywy, w której koła napędowe zaopatrzone były w zęby, współpracujące z karbowanymi szynami, ułożonymi wzdłuż normalnych szyn. Lokomotywę taką zbudował angielski producent maszyn parowych Matthew Murray (1765–1826). Pierwsza z maszyn weszła do eksploatacji w 1812 roku i nosiła nazwę „Salamanca”.
4 William Chapman (1749–1832) – angielski inżynier (specjalizujący się w budowie kanałów) i konstruktor lokomotyw. Edward Walton Chapman (1762–1847) – inżynier i architekt, brat Williama. Wspólnym dziełem obu braci była sześcioosiowa lokomotywa „Steam Elephant”. Z braćmi współpracował inżynier górnictwa, John Buddle (1773–1843).
5 George Stephenson zbudował z latach 1814–1826 serię lokomotyw dla kopalni Killingworth, z których pierwszą konstruktor nazwał „Blücher” (na pamiątkę pruskiego generała, dowódcy spod Waterloo). „Blücher” udowodnił, iż lokomotywa parowa może skutecznie wykorzystywać napęd adhezyjny (tj. masę pojazdu i siłę tarcia).
6 Marc Séguin (1786–1875) – francuski inżynier i wynalazca, projektant mostów wiszących. Wykorzystując obserwacje z wyjazdu do Anglii, zaprojektował w 1829 roku dwie lokomotywy, wyposażone w nowatorskie kotły z rurami ogniowymi, znacznie zwiększającymi powierzchnię grzewczą.
7 W październiku 1829 roku (na rok przed planowanym otwarciem linii Manchester –Liverpool) w okolicach Rainhill zorganizowany został konkurs, który miał wyłonić maszynę do obsługi trakcyjnej. Organizatorzy przewidzieli nagrodę dla konstruktora lokomotywy spełniającej trzy warunki: waga – do 6 ton, ciężar składu – co najmniej 18 ton, szybkość – minimum 10 mil na godzinę. W konkursie zwyciężyła lokomotywa zaprojektowana przez George’a Stephensona, „Rocket”.
8 Cetnar (albo centnar) – dawna jednostka masy, tu prawdopodobnie tzw. cetnar pruski (51,45 kg).
9 Thomas Tredgold (1788–1829) – angielski inżynier, autor prac poświęconych kolejnictwu. Wspomniana tutaj rozprawa to: The Steam engine, its invention, and progressive improvement. An investigation of its principles and application to navigation, manufactures, and railways, London 1827. W 1838 roku ukazało się drugie wydanie rozszerzone, a w 1850–1853 roku – trzecie (we współautorstwie z Johnem Seawardem i Edwardem Woodsem).
10 Przekład francuski ukazał się znacznie wcześniej (zob. T. Tredgold, Traité des machines à vapeur, traduit de l’Anglais par François Noël Mellet, Paris 1828). W 1838 roku ukazało się drugie wydanie tego przekładu, oparte na poszerzonej wersji angielskiej i wzbogacone sekcją o lokomotywach.
11 Zob. F. P. Jarocki, Rozprawa o parnej machinie Watta, Kraków 1814; S. Janicki, O machinach parnych. Rozprawa..., Warszawa 1823.
12 Żadne dostępne mi źródło nie notuje tego nazwiska. „Machina”, o której pisze Niemirowski, odpowiada natomiast charakterystyce pojazdu „Oruktor Amphibolos” (inaczej – „Amphibious Digger”), skonstruowanego w 1805 roku przez amerykańskiego inżyniera i wynalazcę, Olivera Evansa (1755–1819).
13 Humphry Bartholomew Davy (1778–1829) – angielski fizyk i chemik. Zajmował się zjawiskiem elektrolizy wody i roztworów wodnych, uzyskując w swoich eksperymentach wodór. W 1807 roku wyodrębnił sód i potas, zaś w 1808 roku m.in. wapń i potas. Był konstruktorem bezpiecznej lampy górniczej (tzw. lampy Davy’ego). Michael Faraday (1791– 1867) – angielski fizyk i chemik, w młodości współpracownik Humphry’a B. Davy’ego. W 1831 roku odkrył zjawisko indukcji elektromagnetycznej (powstawania siły elektromagnetycznej w przewodniku na skutek zmian strumienia pola magnetycznego). Stworzył podstawy elektrodynamiki i skonstruował pierwszy model silnika elektrycznego.
14 Isambard Kingdom Brunel (1806–1859) – angielski inżynier, konstruktor mostów (wiszących) i statków parowych. Był synem Marca Brunela (1769–1849), inżyniera, projektanta i budowniczego tunelu pod Tamizą.
15 Jacob Perkins (1766–1848) – fizyk, inżynier i wynalazca, działający najpierw w Filadelfii, a od 1819 roku – w Londynie. Perkins przeprowadzał liczne doświadczenia z wysokociśnieniowymi silnikami parowymi. Wspomniana tutaj praca to: Observations on the circumstances attending the explosion and bursting of steam boilers, „Journal of the Franklin Institute” 1837, vol. 24. Niemirowski prawdopodobnie skorzystał z przedruku w popularnym „The Mechanic’s Magazine” (1839, nr 827).
16 François Jean Dominique Arago (1786–1853) – francuski matematyk, fizyk i astronom, członek Francuskiej Akademii Nauk; prowadził badania nad polaryzacją światła; oznaczył południk zerowy (tzw. paryski). Niemirowski ma na myśli pracę Araga: Sur les explosions des machines à vapeur, „Annuaire pour l’an 1830, présenté au Roi, par le Bureau des Longitudes” (1829).
17 Charakterystyka odnosi się do tunelu Wapping, którym kończyła się linia Manchester – Liverpool. Zob. Droga kolejna z Manchester do Liverpool, w niniejszym tomie.
18 Mołdawa to spolszczenie Moldau, niemieckiej nazwy Wełtawy.
19 W przeciągu godzin dwudziestu czterech można będzie podróż odbywać z Warszawy do Wiednia. Zwyczajna, czyli średnia, prędkość na kolei żelaznej wynosi teraz na godzinę 48 kilometrów, lecz niekiedy może dochodzić aż do stu kilometrów, co czyni na godzinę mil polskich blisko dwanaście [przypis autora].
20 Przywołana linia (jedna z pierwszych na terenie Ameryki Północnej) to tzw. kolej granitowa [The Granite Railway], łącząca kamieniołomy w Quincy z nabrzeżem rzeki Neponset w Milton. Miała około 5 km długości i wykorzystywała do napędu siłę zwierząt (koni). Uruchomiona została w marcu 1826 roku.
Auteur

Le texte seul est utilisable sous licence Creative Commons - Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Pas de Modification 4.0 International - CC BY-NC-ND 4.0. Les autres éléments (illustrations, fichiers annexes importés) sont « Tous droits réservés », sauf mention contraire.