Тепловой двигатель

Изменения температур

У всех современных тепловых машин выделяют рабочее тело. Им принято называть газ, совершающий в процессе расширения полезную работу. Начальную температуру, обозначаемую Т1, он приобретает в паровом котле машины или турбины. Называют этот показатель температурой нагревателя. В процессе совершения работы происходит постепенная потеря газом энергии. Это приводит к неизбежному охлаждению рабочего тела до некоторого показателя Т2. Значение температуры должно быть ниже показателя окружающей среды, иначе давление газа будет иметь меньший показатель, чем атмосферное давление, и работа двигателем не будет совершена.

Показатель Т2 называют температурой холодильника. В его качестве выступает атмосфера либо специальное устройство, необходимое для конденсации и охлаждения отработанного пара.

Двигатель внутреннего сгорания

Он представляет собой тепловую машину, где в виде рабочего тела применяют высокотемпературные газы, получаемые в процессе сгорания разного вида топлива внутри камеры. Выделяют четыре такта в работе автомобильного двигателя. Среди составных его частей назовем впускной и выпускной клапаны, камеру сгорания, поршень, цилиндр, свечу, шатун, а также маховик.

На первом этапе наблюдается плавное передвижение клапана вниз, процесс происходит благодаря заполнению камеры рабочей смесью. В конце первого такта впускной клапан закрывается. Далее поршень передвигается вверх, при этом происходит сжатие рабочей смеси. Появление искры в свече приводит к воспламенению горючей смеси. Давление, которое оказывают пары воздуха и бензина на поршень, приводят к его самопроизвольному движению вниз, поэтому такт называют «рабочим ходом». В движение приводится коленчатый вал. На четвертом этапе открывается выпускной клапан, происходит выталкивание в атмосферу отработанных газов.

Изобретение Ползунова

Проект первой паровой машины, которая могла приводить в действие разнообразные рабочие механизмы, был создан в 1763 году. Разработал его русский механик И.Ползунов, работавший на горнорудных заводах Алтая.

Начальник заводов был ознакомлен с проектом и получил добро на создание устройства из Петербурга. Паровая машина Ползунова была признана, и работа по ее созданию была возложена на автора проекта. Последний хотел сперва собрать модель в миниатюре, чтобы выявить и устранить возможные недочеты, которые не видны на бумаге. Однако ему приказали начать строительство большой мощной машины.

Ползунову предоставили помощников, из которых двое были склонны к механике, а двое должны были выполнять подсобные работы. На создание паровой машины ушел один год и девять месяцев. Когда паровая машина Ползунова была почти готова, он заболел чахоткой. Умер создатель за несколько дней до проведения первых испытаний.

Все действия в машине проходили автоматически, она могла работать беспрерывно. Это было доказано в 1766 году, когда ученики Ползунова провели последние испытания. Спустя месяц оборудование было сдано в эксплуатацию.

Машина не просто окупила затраченные средства, но и дала прибыль своим владельцам. К осени котел дал течь, и работы остановились. Агрегат можно было починить, но это не заинтересовало заводское начальство. Машина была заброшена, а спустя десятилетие разобрана по ненадобности.

Изобретения Томаса Ньюкомена

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 в сотрудничестве с мастером по стеклам и водопроводам Джоном Калли он создал свою первую модель. Так продолжилась история изобретения паровых машин.

Кратко можно пояснить созданную модель так:

Конструкция совмещала в себе вертикальный цилиндр и поршень, как у Папена.
Создание пара происходило в отдельном котле, который работал по принципу машины Сэйвери.
Герметичность в паровом цилиндре достигалась за счет кожи, которой был обтянут поршень.

Агрегат Ньюкомена подымал 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.

Применение

Кто изобрел паровую машину, уже известно. Осталось узнать, где их применяли. До середины ХХ века паровые машины применяли в промышленности. Также их использовали для железнодорожного и парового транспорта.

Заводы, которые эксплуатировали паровые двигатели:

сахарные;
спичечные;
бумажные фабрики;
текстильные;
пищевые предприятия (в отдельных случаях).

Паровые турбины также относятся к данному оборудованию. С их помощью до сих пор работают генераторы электроэнергии. Около 80% мировой электроэнергии вырабатывается с применением паровых турбин.

В свое время были созданы различные виды транспорта, работающие на паровом двигателе. Некоторые не прижились из-за нерешенных проблем, а другие продолжают работать и в наши дни.

Транспорт с паровым двигателем:

автомобиль;
трактор;
экскаватор;
самолет;
локомотив;
судно;
тягач.

Такова история изобретения паровых машин. Кратко можно рассмотреть удачный пример о гоночном автомобиле Серполле, созданном в 1902 году. На нем был установлен мировой рекорд по скорости, который составил 120 км в час на суше. Именно поэтому паровые авто были конкурентоспособными по отношению к электрическим и бензиновым аналогам.

Так, в США в 1900 году больше всего было выпущено паровых машин. Они встречались на дорогах до тридцатых годов ХХ века.

Большая часть подобного транспорта стала непопулярной после появления двигателя внутреннего сгорания, чей КПД значительно выше. Такие машины были более экономичными, при этом легкими и скоростными.

Тени облика новатора

Почти всё, что связано с именем русского изобретателя, обросло легендами, мифами, домыслами – от даты его рождения, облика и других биографических подробностей до утверждений о «недоучке», «забытом изобретателе», «кознях начальства» и «борце за народные права». Как это часто бывает, недостоверные сведения перекочёвывают из одной публикации в другую, обрастая новыми, порой невероятными подробностями.

Сотрудник Главного управления Алтайского округа краевед Пётр Чупин предполагал, что «годом рождения механика надо принимать либо 1730 год, либо какой-нибудь из смежных с ним, но который именно, сказать не можем».

Поныне в «Википедии» значится, что Иван Ползунов появился на свет 14 марта 1728 года, другие справочные издания сообщают общо: 1728 год. На этой дате настаивал и биограф изобретателя Виктор Данилевский, неверно прочитавший архивный документ: «Механической ученик Иван Ползунов, от роду 14 лет в службу вступил в 1742 году апреля с 19 дня в механические ученики, из солдатских детей, поместья не имеет».

В 1955 году уральский историк Анатолий Козлов привёл архивный документ, сообщавший, что отец привёл Ваню Ползунова в школу в 1736 году. В те годы в школу принимали с семи лет. Получается, что будущий изобретатель родился в первой половине 1729 года. Именно эта дата и считается официально принятым временем рождения Ивана Ползунова.

Имеются попытки показать, что наш земляк был «недоучкой», неспособным к новаторскому поиску.

Бывший научный сотрудник Института истории естествознания и техники АН СССР Гелий Салахутдинов, с треском уволенный из науки, в статье «Мастер паровых дел» (журнал «Инженер», 2000 г., № 2, с.12-14) рассуждал: «Изучив зарубежные чертежи, алтайский рабочий Ползунов решил: да что же мы совсем уже тюхи-матюхи, да неужто не построим такую же машину, какую англичане сделали?! Умные люди ему говорили: это невозможно сделать в России, поскольку здесь нет необходимых технологий. Но у Ползунова было шесть классов образования, про технологии он мало чего понимал…»

Оставим на совести автора его непозволительный тон, но зачем же передёргивать факты?! Ползунов был не рабочим, а горным офицером. За 20 лет службы на Колывано-Воскресенских заводах много чего понимал «про технологии» и машину всё-таки построил! А шесть лет его учёбы в школе плюс постоянное самообразование и практическая работа на горнорудных предприятиях – чем же плохи его университеты XVIII века?!

Также несостоятельны утверждения, что «начальство строило козни» изобретателю. Ему благоволили, продвигали проект губернатор Андрей Порошин, директор Монетного двора Иван Шлаттер и императрица Екатерина II. И вовсе не забыт Иван Ползунов ни современниками, ни потомками. Долгое время было принято считать, что первая публикация о «совершенно забытом барнаульском механикусе» горного инженера Воейкова состоялась в журнале «Русская старина» лишь в 1884 году. Но, по подсчёту алтайского краеведа Якова Кривоносова, это была уже 17 публикация о Ползунове и его изобретении. Сейчас его имя носят улицы, заводы, вузы на Алтае и в других регионах страны.

Изобретения Дени Папена

Дени Папен был по образованию медиком. Родившись во Франции, в 1675 году он переехал в Англию. Он известен многими своими изобретениями. Одним из них является скороварка, которую называли «Папенов котел».

Ему удалось выявить зависимость между двумя явлениями, а именно температурой кипения жидкости (воды) и появляющимся давлением. Благодаря этому он создал герметичный котел, внутри которого давление было повышено, из-за чего вода закипала позже обычного и повышалась температура обработки помещенных в него продуктов. Таким образом увеличивалась скорость приготовления пищи.

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.

Дени Папен умер в Лондоне в 1714. Несмотря на то, что первая паровая машина была изобретена им, он покинул этот мир в нужде и одиночестве.

Принцип работы теплового двигателя

Тепловой двигатель — это устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию.

Согласно механическую работу за счет охлаждения окружающих тел, если он не только получает теплоту от более горячего тела (нагревателя), но при этом отдает теплоту менее нагретому телу (холодильнику). Следовательно, на совершение работы идет не все количество теплоты, полученное от нагревателя, а только часть ее.

Таким образом, основными элементами любого теплового двигателя являются:

1) рабочее тело (газ или пар), совершающее работу;

2) нагреватель, сообщающий энергию рабочему телу;

3) холодильник, поглощающий часть энергии от рабочего тела.

Обратимый круговой процесс

Работа агрегата оценивается, с этой целью принято КПД идеального теплового двигателя. Впервые такое понятие ввёл изобретатель, Карно, в двадцать четвёртом году девятнадцатого века. Главный принцип цикла, обратимость. Согласно рассуждениям инженера, повторяемость процесса будет обеспечена, когда расширение рабочего вещества при нагреве будет сменяться сжатием этой субстанции до начального состояния при охлаждении. Обмен теплом с атмосферой цикле не учитывается, его нет.

Никола Леонард Сади Карно (1796 – 1832 года жизни):

Идеальный тепловой двигатель конструктивно содержит устройство нагрева с температурой «Т нагревателя», устройство охлаждения с температурой «Т холодильника» и вещество, которое, то сжимается, то расширяется.

Рассмотрим стадии цикла:

Расширение с температурой = const (А – Б).

Начальная стадия процесса, температура вещества равно значению «Т нагревателя». Происходит соприкосновение с устройством нагрева, веществу передалось тепло от «Q нагревателя», и оно увеличивается в объёме.

Стимпанк как веяние эпохи паровых машин

Говоря о паровых машинах, хочется упомянуть о популярном направлении – стимпанке. Термин состоит из двух английских слов — «пар» и «протест». Стимпанк — это вид научной фантастики, которая повествует о второй половине XIX века в викторианской Англии. Данный период в истории часто упоминается как Эпоха пара.

Все произведения имеют одну отличительную особенность – они повествуют о жизни второй половины XIX века, стиль повествования при этом напоминает роман Герберта Уэллса «Машина времени». В сюжетах описываются городские пейзажи, общественные строения, техника. Особое место уделяется дирижаблям, старинным машинам, причудливым изобретениям. Все металлические детали крепились при помощи клепок, поскольку сварку еще не применяли.

Термин «стимпанк» возник в 1987 году. Его популярность связана с появлением романа «Разностная машина». Написан он был в 1990 году Уильямом Гибсоном и Брюсом Стерлингом.

В начале XXI века в этом направлении было выпущено несколько известных кинофильмов:

«Машина времени»;
«Лига выдающихся джентльменов»;
«Ван Хельсинг».

К предтечам стимпанка можно отнести произведения Жюля Верна и Григория Адамова. Интерес к этому направлению время от времени проявляется во всех сферах жизни – от кинематографа до повседневной одежды.

Изобретение тепловой машины

Первым изобретателем машины, использующей тепло, стал Сади Карно. Он разработал идеальную машину, в которой рабочим телом выступал идеальный газ. Кроме того, ученому удалось определить показатель КПД для такого устройства, используя значения температуры холодильника и нагревателя.

Карно удалось определить зависимость между реальной тепловой машиной, функционирующей на основе нагревателя, и холодильником, в качестве которого выступает воздух или конденсатор. Благодаря математической формуле, предложенной Карно для его первой идеальной тепловой машины, определяется максимальное значение КПД. Между температурой нагревателя и холодильника существует прямая связь.

Для того чтобы машина полноценно функционировала, значение температуры не должно быть меньше ее показателя в окружающем воздухе. При желании можно повышать температуру нагревателя, не забывая о том, что у каждого твердого тела есть определенная жаропрочность. По мере нагревания оно теряет свою упругость, а при достижении температуры плавления просто плавится.

Благодаря инновациям, которые достигнуты в современной инженерной промышленности, происходит постепенное повышение КПД теплового двигателя. Например, снижается трение между его отдельными частями, устраняются потери, возникающие из-за неполного сгорания топлива.

Интересно, как сложились судьбы великих новаторов?

Иван Ползунов не дожил ровно неделю до первого испытания своего детища, а его машину, проработавшую три месяца и три дня, через 15 лет до основания разобрали.

Джеймс Уатт стал состоятельным человеком, заработав на своём изобретении неплохие деньги. Он также сконструировал ртутный манометр, водомерное стекло в котлах, индикатор давления. И получил общественное признание, став членом Эдинбургского и Лондонского королевских обществ, Парижской академии наук. Это он предложил в качестве единицы мощности лошадиную силу, но в 1882 году Британская ассоциация инженеров решила присвоить единице мощности имя самого изобретателя – мы её знаем со школьной скамьи как ватт.

Повозка для перевозки артиллерийских снарядов Николы Кюньо двигалась всего 12 — 15 минут, после чего вынуждена была останавливаться на такой же период. А тот самый прообраз автомобиля, сооружённый им в конце 1760 годов, пугал жителей Парижа тем, что налетал на дома, разрушая стены, поскольку был неуправляемым.

Но если говорить о времени изобретения постоянно действующей паровой машины, то, бесспорно, приоритет за Иваном Ползуновым, нашим земляком.

Вариант №2

В давние времена люди пытались использовать энергию топлива и это все для того чтобы вырабатывалась механическая энергия. А спустя некоторое время появились первые тепловые двигатели. Постепенно его преобразовывали и пытались сделать что-то новое. При помощи такого двигателя сначала получается газ, а потом и пар. Сначала они проходят и проделывают очень много работы, а потом происходит процесс охлаждения.

Немного попозже люди научились вырабатывать энергию. И делали они это при помощи разных способов. И это были ветровые мельницы. Если рассматривать тепловые двигатели, то к ним можно отнести не только паровую машину, но еще и двигатель внутреннего сгорания, а также паровую или газовую турбину. Данные тепловые двигатели обычно заправляются при помощи жидкого или твердого топлива, а также при помощи солнечной или атомной энергии.

На сегодняшний день существует огромное количество разных автомобилей. И они работают обычно на тепловом двигателе. Кроме этого они работают на жидком топливе. Двигатель может выдержать всего четыре года. Также на двигателе имеется четыре такта. Именно поэтому он и называется четырехтактным. А вот для того чтобы увеличить мощность двигателя нужно поставить туда либо четыре цилиндра, а в некоторых случаях устанавливается восемь цилиндров. А вот более мощные двигатели обычно устанавливаются либо на теплоходах или тепловозах. Кроме этого на сегодняшний день активно применяются и тепловые двигатели. Обычно туда заливается пар или газ, а потом нагревается до высокой температуры. Потом газ начинает вращаться, и при этом здесь совсем не нужен поршень. Также здесь совсем не нужен ни шатун, ни коленчатый вал.

А вот для того чтобы увеличить мощность требуется всего лишь специальные диски. И каждый из них должен был прикреплен к общему валу. Обычно данные турбины можно применять на тепловых электростанциях или на кораблях.

Также к тепловым двигателям относятся воздушно-реактивный двигатель. Он работает при помощи окисления горючего вещества, и потом он превращается в кислород. Они бывают бескомпрессорными (двигатель, который работает без помощи каких-либо компрессоров) и компрессорными (они работают при помощи газовой турбины или поршня).

Кроме этого установлено и отрицательное влияние тепловой машины на окружающую среду и в этом воздействуют некоторые факторы. Когда топливо сжигается, то выделяется кислород, а это значит, что в окружающей среде кислород наоборот уменьшается. Также когда топливо сжигается, то атмосфера загрязняется.

И нужно обязательно сказать о том, что в атмосферу выделяется огромное количество азота, а также серы. А ведь это все очень пагубно влияют на человека.

Также вредные вещества выбрасывает и автомобиль. А вот для того чтобы этого не происходило можно заменить бензиновый двигатель на обычное топливо. Самое главное чтобы в топливо не добавлялся свинец.

Имеются еще и паросиловые станции. Работают они при помощи пара. Обычно это паровой пар. Конечно, имеются еще и другие машины, которые работают при помощи ртути.

8, 10 класс окружающий мир

Экологические аспекты

За время использования установок, выявлены экологические проблемы тепловых двигателей. Если раньше человечество не ощущало выбросов в атмосферу, то по мере роста производства и увеличения количества установок, влияние чувствуется в значительной степени. Содержание углекислого газа за счёт рассеивания тепла в окружающую атмосферу ведёт к усилению парникового эффекта, что сказывается на всём живом и увеличивает среднегодовые показатели температур на Земле. Глобальное потепление катастрофически повлияет на мировой океан и последствия для цивилизации будут непредсказуемы.

Очистка, глобальный контроль, применение новых экологических стандартов, вот что спасёт нашу планету. Применение новых, безвредных видов топлива, к которым относится водород, переход на возобновляемые виды энергии. Только объединённые усилия всех стран повлияют на ситуацию, действуя в общих интересах, убережём наш дом от полного вымирания.

Борьба за приоритет

Ещё в первом веке до нашей эры древнегреческий учёный Герон Александрийский в трактате «Пневматика» описал две машины, использовавшие энергию тепла. Одна из них – эолипил (шар Эола), вращающийся вокруг своей оси под действием выходящего из него пара, – фактически явилась прообразом будущих паровых турбин. Ещё одно замечательное устройство учёного – привод дверей храма, открывающихся под действием зажжённого на алтаре огня, – чем не первый паровой насос?!

Бум паровых машин пришёлся на XVII век. Одним из первых создал действующий прообраз паровой машины француз Дени Папен, правда, в виде набросков и модели.

Строго говоря, датой рождения парового двигателя следует считать 2 июля 1698 года, когда английский военный инженер Томас Севери получил патент на сконструированную и изготовленную им «пожарную установку». В шутку он называл своё детище другом рудокопа, поскольку это был первый паровой насос, способный откачивать воду на угольных шахтах. При этом устройство оказалось громоздким, небезопасным, поскольку трубопроводы иногда взрывались из-за высокого давления пара, с крайне низким КПД и высоким потреблением угля.

В 1712 году появилась паровая машина англичанина Томаса Ньюкомена, которая не изменила предназначения двигателя и сохранила его громоздкие размеры и низкую эффективность.

1763 год стал прорывным в развитии паровой машины: одновременно три человека в разных странах пришли к выводу о принципиально ином использовании пара. Русский Иван Ползунов в Барнауле, англичанин Джеймс Уатт (Ватт) в Глазго и француз Никола Кюньо в Париже. Первый заменил одноцилиндровый двигатель Томаса Ньюкомена на двухцилиндровый, построив такую машину в 1766 году. Второй усовершенствовал паровую машину Ньюкомена, снабдив её в 1765 году конденсатором и соорудив в 1782 году универсальную машину. Третий, сконструировав паровую повозку для перевозки артиллерийских снарядов, построил трёхколёсный прообраз будущего автомобиля в 1769 — 1770 годах.

Первый в России, но не в мире

Но говорить, как об этом указывается в ряде источников, что Ползунов изобрёл первую в мире паровую машину, неверно. Ведь более чем за полвека до него машины, использующие силу пара, уже работали на английских шахтах, откачивая из них воду. Корректнее будет сказать, что Ползунов – создатель первой в России паровой машины и первого в мире двухцилиндрового парового двигателя непрерывного действия.

25 апреля 1763 года он положил на стол начальнику Колывано-Воскресенских заводов Андрею Порошину чертежи паровой машины. На них была нанесена небольшая конструкция для обслуживания воздуходувной установки одной плавильной печи, состоявшей из двух клинчатых мехов. Основой задумки горного офицера явилась машина Ньюкомена, только не с одним, а с двумя цилиндрами: пока один поршень двигался вверх, второй шёл вниз, обеспечивая беспрерывность рабочего процесса.

Алтайское горное начальство одобрило проект Ползунова и направило его на заключение в Петербург. Президент Берг-коллегии Иван Шлаттер высоко оценил идею Ползунова: «Сей его вымысл за новое изобретение почесть должно». Императрица Екатерина II также поддержала предложение алтайского новатора, произведя его в чин горного капитана с указанием выдать ему четыреста рублей.

Пока бумаги гуляли в столице, Иван Иванович разработал второй проект с мощным тепловым двигателем на 15 плавильных печей и рядом других крупных конструктивных изменений. Вот эта огромная машина и была построена, по сути дела, ценою жизни её изобретателя.

А первый проект так никогда и не был реализован. Модель данного двигателя, изготовленную в 1825 году, – раритетный экспонат Алтайского краеведческого музея – многие годы принимали за уменьшенную копию машины Ползунова.

Изобретение Уатта

Первым изобрел оборудование компактных размеров, но достаточно мощное, Джеймс Уатт. Паровая машина была первой в своем роде. Механик из университета Глазго в 1763 году принялся чинить паровой агрегат Ньюкомена. В результате ремонта он понял, как сократить расход топлива. Для этого необходимо было держать цилиндр в постоянно нагретом состоянии. Однако паровая машина Уатта не могла быть готова, пока не решилась проблема конденсации пара.

Решение пришло, когда механик проходил мимо прачечных и заметил, что клубы пара выходят из-под крышек котлов. Он понял, что пар – это газ, и ему нужно перемещаться в цилиндре с пониженным давлением.

Добившись герметичности внутри парового цилиндра с помощью пеньковой веревки, пропитанной маслом, Уатт смог отказаться от атмосферного давления. Это стало большим шагом вперед.

В 1769 году механик получил патент, в котором прописывалось, что температура двигателя в паровой машине будет всегда равна температуре пара. Однако дела незадачливого изобретателя шли не так хорошо, как ожидалось. Он был вынужден заложить патент за долги.

В 1772 году он знакомится с Мэтью Болтоном, который был богатым промышленником. Тот выкупил и вернул Уатту его патенты. Изобретатель вернулся к работе, поддерживаемый Болтоном. В 1773 году паровая машина Уатта прошла испытание и показала, что потребляет угля значительно меньше своих аналогов. Через год в Англии начался выпуск его машин.

В 1781 году изобретателю удалось запатентовать свое следующее творение – паровую машину для приведения в движение промышленных станков. Спустя время все эти технологии позволят двигать при помощи пара поезда и пароходы. Это полностью перевернет жизнь человека.

Одним из людей, изменивших жизнь многих, стал Джеймс Уатт, паровая машина которого ускорила технический прогресс.

Двигатель заводского применения

Иван Ползунов прожил всего 37 лет. Буквально сгорел на работе, скончавшись от скоротечной чахотки, которая теперь называется туберкулёзом. Всего неделю не дожил до пробного пуска своего детища – «огнедействующей машины». И всё же успел воплотить выстраданную идею.

До него в фабрично-заводском и иных производствах основным двигателем было старое водяное колесо, привязывавшее предприятия к водоёмам. А Иван Ползунов соорудил свою машину в полукилометре от берега Барнаулки, там, где позже построили здание дрожжевого завода, существующее поныне.

До этого машины действовали исключительно в качестве насоса для откачки воды. Его же предназначалась для подачи воздуха в плавильные печи. Предшествующие механизмы были одноцилиндровыми, а наш земляк приспособил на один вал два цилиндра, обеспечив непрерывную работу машины. Применил вращающиеся детали передаточного механизма, оригинальное крановое паро- и водораспределение, изобрёл способ питания парового котла подогретой водой, балансирный передаточный механизм для двухцилиндрового двигателя, аккумулятор дутья – воздушный ларь, шарнирные цепи для передаточного механизма… Ни одна из требуемых деталей прежде не изготовлялась не только в Барнауле, но и в стране!

Значимость машины Ползунова огромна. Но ею не ограничивается его вклад в развитие Алтая, страны. Он был не только изобретателем и проектировщиком, но и конструктором и машиностроителем, архитектором и чертёжником, строителем пильных мельниц и рудотолчейно-промывальных предприятий, метеорологом и рудознатцем, горняком и металлургом, математиком и физиком.

Иван Иванович, составив в 1757 году план посёлка Барнаульского завода и его окрестностей, по сути дела, выступил в качестве главного архитектора населённого пункта. Историки утверждают, что Ползунов участвовал в проектировании Новопавловского сереброплавильного завода на речке Касмале.

Толковый юноша мастерски подготовил градостроительную документацию по выбору трассы гужевой дороги Тугозвоново – Змеиногорск для доставки по ней руды. Спроектированная и построенная по его чертежам в Змеиногорске новая лесопилка расположена не у плотины, а отнесена в некоторое отдаление от речки Змеёвки на деривационный (отводной) канал. Данный чертёж поныне хранится в Государственном архиве Алтайского края.

Ползунов был первым капитаном речного флота на Алтае, возглавляя рудовозную флотилию на реках Чарыш и Обь, распоряжаясь дюжиной грузовых судов и командой в 200 солдат.

Ему по плечу было решение сложных технических задач. Построенный в 1755 году в верховьях Барнаульского заводского пруда стекольный завод выдавал продукцию с браком – посуда не была прозрачной. Ползунов, вникнув в неизвестную технологию, обнаружил причину, которая крылась в неправильном охлаждении готовой продукции. Кстати, спустя десяток лет именно на этом месте он соорудил свою машину, обессмертившую его.

Механик увлекался изготовлением диковинных вещиц. К примеру, построил в селе Тугозвоново метеорологическую будку, соорудив для неё приборы, в том числе барометр.

Недаром за десять лет беспорочной службы на Алтае Иван Ползунов – сын солдата и простой гиттеншрейбер, то есть смотритель и учётчик при плавильных печах, стал шихтмейстером – офицером, а ещё через пять лет – механикусом, иными словами – капитаном. Но главное всё же в другом – он изобрёл машину, которая впервые в мире могла работать непрерывно.