Пиреолофор
Пиреолофор
Или новая машина, принцип действия которой — воздух, расширяемый огнем.
( Пиреолофор , или новая машина, принцип действия которой заключается в расширении воздуха огнем.)
Заявка на патент, написанная братьями Ньепс в 1807 году и выданная Наполеоном Бонапартом 20 июля 1807 года. [ 1 ]
Пиреолофор [ а ] ( Французский: [pi.ʁe.ɔ.lɔ.fɔʁ] ) был одним из первых двигателей внутреннего сгорания и первым двигателем лодки. Он был изобретен в начале 19 века в Шалон-сюр-Сон , Франция, братьями Ньепс: Нисефором (который впоследствии изобрел фотографию ) и Клодом . выдал патент В 1807 году братья разработали прототип двигателя внутреннего сгорания, а 20 июля 1807 года Наполеон Бонапарт после того, как он успешно привел в движение лодку вверх по течению реки Сона .
Пиреолофор работал на том, что считалось «контролируемым взрывом пыли » различных экспериментальных видов топлива. Топливо включало смеси порошка Lycopodium (споры Lycopodium, или плауна ), мелко измельченной угольной пыли и смолы.
Работая независимо, в 1807 году швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз построил двигатель де Риваза — двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде. Эти практические инженерные проекты, возможно, последовали за теоретической разработкой двигателя внутреннего сгорания 1680 года, разработанной голландским ученым Христианом Гюйгенсом . Отдельные, практически одновременные реализации этой конструкции на различных видах транспорта означают, что двигатель де Риваза можно правильно описать как первое использование двигателя внутреннего сгорания в автомобиле (1808 г.), тогда как пиреолофор был первым применением внутреннего двигателя внутреннего сгорания. двигатель внутреннего сгорания в лодке (1807 г.).
Предварительные исследования
[ редактировать ]
Братья Ньепс жили в Ницце , когда задумали проект создания двигателя, основанного на недавно определенном принципе расширения горячего воздуха во время взрыва; их задачей было найти способ использовать энергию, выделившуюся в результате серии взрывов. [ 1 ]
В 1806 году братья Ньепс представили доклад о своих исследованиях Французской национальной комиссии Академии наук ( фр . Institute National de Science ). Вердикт Комиссии был следующим:
Топливо, обычно используемое MM. Ньепс состоит из спор плаунов, горение которых наиболее интенсивное и наиболее легкое; однако, поскольку этот материал был дорогим, его заменили пылевидным углем и при необходимости смешали с небольшой порцией смолы, что действует очень хорошо, как было доказано многими экспериментами. В мм. В машине Ньепса никакая часть тепла не рассеивается заранее; движущая сила является мгновенным результатом, и весь эффект топлива используется для создания расширения, которое вызывает движущую силу.
Доказательство концепции
[ редактировать ]В 1807 году братья сконструировали и запустили прототип двигателя внутреннего сгорания и получили патент сроком на десять лет от Бюро искусств и профессий ( французский : Bureau des Arts et Métiers ) в Париже. [ 3 ] Патент был подписан императором Наполеоном Бонапартом и датирован 20 июля 1807 года. [ 1 ] в том же году швейцарский инженер Франсуа Исаак де Рива сконструировал и запустил водородный двигатель внутреннего сгорания. Неясно, насколько эти практические инженерные проекты обязаны теоретическим разработкам 1680 года голландского учёного Христиана Гюйгенса . [ 1 ] [ 3 ]
Пиреолофор работал на контролируемых взрывах пыли различных экспериментальных видов топлива, включая различные смеси мелко измельченной угольной пыли, порошка ликоподия и смолы. Тем временем де Риваз использовал смесь водорода и кислорода. [ 4 ]
Чтобы доказать патентной комиссии полезность пиреолофора, братья установили его на лодке, которая двигалась вверх по течению реки Сона . Общий вес составил 9 центнеров, около 900 кг (2000 фунтов), [ 5 ] Расход топлива сообщался как «сто двадцать пять гран в минуту» (около 125 гран или 8 грамм в минуту), а производительность составляла 12–13 взрывов в минуту. Лодку двинуло вперед, поскольку Пиреолофор всасывал речную воду спереди, а затем выкачивал ее назад. [ 1 ] Таким образом, члены Комиссии пришли к выводу, что «машина, предложенная г-ном Ньепсом под названием Пиреолофор, является гениальной, что она может стать очень интересной благодаря своим физическим и экономическим результатам и заслуживает одобрения Комиссии». [ 1 ]
Операция
[ редактировать ]Работа пиреолофора была впервые описана на заседании Академии наук 15 декабря 1806 года. Лазар Карно отметил, что «внутри их запечатанной медной машины произошла яркая вспышка« спор ликоподия »... Братья Ньепс, своими собственными средствами и без использования воды сумели создать в замкнутом пространстве волнение (взрыв) настолько сильное, что последствия кажутся сравнимыми с воздействием паровой машины или пожарного насоса». [ 1 ]
Пиреолофор работал как серия отдельных импульсов с частотой около 12 импульсов в минуту, приводя в движение лодку. Мощность подавалась импульсами, каждый импульс выталкивал воду из выхлопной трубы двигателя, расположенной под лодкой и направленной к ее корме. При каждом импульсе лодку толкала вперед реактивная сила выбрасываемой массы воды. [ 6 ]
Двигатель пиреолофора состоит из двух основных взаимосвязанных камер: камеры зажигания и камеры сгорания . Также имеется сильфон для впрыска воздуха, топливораздаточная колонка, устройство зажигания и погружная выхлопная труба. Существует средство накопления энергии при каждом взрыве, чтобы механизм работал при подготовке к следующему циклу. [ 6 ]
Сильфон с механическим приводом нагнетает струю воздуха в первую камеру, где и происходит воспламенение. Механический синхронизатор позволяет попадать в струю отмеренного количества порошкового топлива, чтобы оно продувалось и смешивалось с ним. Под управлением механического механизма синхронизации тлеющий предохранитель подается в этот топливно-воздушный жиклер именно в тот момент, когда он проходит через место взрывателя. Затем предохранитель прячется за металлическую пластину. Теперь горящий шар из порошка и воздуха проходит через широкое сопло в основную камеру сгорания, где происходит быстрое, почти взрывное горение. Вся система теперь почти герметична, после чего происходит нарастание давления. Давление воздействует на столб воды в выхлопной трубе и вытесняет ее из системы. Когда поток выхлопных газов попадает в выхлопную трубу, он перемещает свободный поршень в камере сгорания, который извлекает и сохраняет достаточную мощность для работы механизмов газораспределения машины. Энергия этого поршня сохраняется за счет подъема тяжестей, прикрепленных к балансовому колесу. Возврат этого колеса в нижнее положение под действием грузов определяет время следующего цикла, приводя в действие сильфоны, топливораздаточные колонки, предохранитель и клапаны в правильных точках цикла. Хвостовая труба, находясь под лодкой, наполняется водой, готовой к следующему сливу. При падении поршня газораспределительного механизма выхлопные газы также выбрасываются через трубу над камерой зажигания, которая закрывается клапаном во время части сгорания цикла. [ 6 ]
Дальнейшее развитие
[ редактировать ]24 декабря 1807 года братья сообщили Лазару Карно , что они разработали новое легковоспламеняющееся топливо (порошок), смешав одну часть смолы с девятью частями измельченной угольной пыли. [ 1 ] [ 7 ]
В 1817 году братья добились еще одного открытия, применив элементарную систему впрыска топлива . [ 8 ]
К 1817 году прогресс в привлечении субсидий и инвестиций был недостаточным, поэтому срок действия десятилетнего патента истек. Обеспокоенный потерей контроля над двигателем, Клод отправился сначала в Париж, а затем в Англию, пытаясь продолжить проект. Он получил патентное согласие короля Георга III 23 декабря 1817 года. [ 9 ] Не это было ключом к успеху. В течение следующих десяти лет Клод оставался в Лондоне, поселился в Кью и впал в бред , в результате чего он растратил большую часть семейного состояния, гоняясь за неподходящими деловыми возможностями для Пиреолофора. [ 10 ] [ 11 ] Тем временем Никефор также занимался изобретением фотографии . [ 12 ]
Ошибка дизайна
[ редактировать ]В 1824 году, после того как проект братьев потерял ход, французский физик Николя Леонар Сади Карно научно разработал термодинамическую теорию идеализированных тепловых двигателей. Это подчеркнуло недостаток конструкции пиреолофора: ему требовался механизм сжатия, чтобы увеличить разницу между верхней и нижней рабочей температурой и потенциально раскрыть достаточную мощность и эффективность. [ нужна ссылка ]
Реконструкция
[ редактировать ]Чтобы отпраздновать двухсотлетие, Парижский фотографический институт (Spéos) и Дом-музей Ньепса в 2010 году создали 3D-анимацию работающей машины. Мануэль Бонне и Жан-Луи Брюле из Дома Нисефора Ньепса и Адриен Дюамель из Высшей национальной школы Arts et Métiers (ENSAM). Видео создано [ 6 ]
См. также
[ редактировать ]- Хронология транспортных технологий
- История двигателя внутреннего сгорания
- Хронология технологии тепловых двигателей
Ссылки
[ редактировать ]- ^ от древнегреческого πῦρ (pyr) «огонь» Αἴολος ( Aiolos ) «ветер» и - φορος (-phoros) «носитель»)
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я «Другие изобретения: Пирелофор» . Дом-музей Ньепса . Проверено 31 марта 2017 г.
- ^ Бертолле и Карно (1807 г.). «Сообщение о новой машине, изобретенной гг. Ньепсом и названной ими пиреолофором» [Отчет о новой машине, изобретенной гг. Ньепса и назван ими «пиреолофором»]. Мемуары класса математических и физических наук Национального института Франции (на французском языке): 146–153, см. стр. 151.
- ^ Jump up to: а б Кулибали, Т. (2007). Столетие назад Автомобиль [ Век автомобиля ] (на французском языке). Западная Франция. п. 10.
- ^ Эккерманн, Эрик (2001). Всемирная история автомобиля . Уоррендейл, Пенсильвания: Общество инженеров автомобильной промышленности. п. 18. ISBN 0-7680-0800-Х . Проверено 17 августа 2010 г.
- ^ «Пиреолофор: новый двигательный принцип» .
- ^ Jump up to: а б с д Бонне, Мануэль; Брюле, Жан-Луи; Дюамель, Адриен (19 июля 2010 г.). Пиреолофор . youtube.com . Maison Nicéphore Nièpce / Национальная школа искусств и ремесел (ENSAM) . Проверено 17 августа 2010 г.
- ^ Харденберг, Хорст О.; Ньепс, Клод; Ньепс, Никифор (1993). Лодочные моторы братьев Ньепс . Уоррендейл, Пенсильвания: Общество инженеров автомобильной промышленности. ISBN 978-1560914464 . OCLC 29443448 .
- ↑ Пиреолофор на photo-museum.org , по состоянию на 5 июля 2017 г.
- ^ «Лицензия, выданная английским Георгом III 23 декабря 1817 года» (на французском языке). Дом-музей Ньепса . Проверено 19 августа 2010 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Нисефор Ньепс NB с субтитрами (из Википедии, свободной энциклопедии)» . all-art.org . Проверено 19 августа 2010 г. По состоянию на 5 июля 2017 г.
- ^ «Биография Жозефа Нисефора Ньепса (1765–1833)» . madehow.com . Проверено 19 августа 2010 г.
- ^ «Первая фотография – гелиография» . Архивировано из оригинала 6 октября 2009 года . Проверено 29 сентября 2009 г.
из статьи Хельмута Гернсхайма «150-летие фотографии» в журнале History of Photography, Vol. I, № 1, январь 1977 года: ... В 1822 году Ньепс покрыл стеклянную пластину... Проходящий сквозь нее солнечный свет... Этот первый постоянный образец... был уничтожен... несколько лет спустя.
По состоянию на 5 июля 2017 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Сайт о Ньепсе (на французском языке)
- Сайт о Ньепсе (на английском языке)
- 3D-видео внутренней работы пиреолофора - Адриан Дюамель из Высшей национальной школы искусств и ремесел (ENSAM). Проект курируют Мануэль Бонне и Жан-Луи Брюле из Дома Nicéphore Niépce. YouTube, доступ в марте 2012 г.
Галерея и архив Дома-музея Ньепса.
[ редактировать ]- Приложение 0: Указатель всех 28 экспонатов в онлайн-архиве.
- Экспонат 1: 200-летие изобретения пиреолофора. Первый двигатель внутреннего сгорания. Представлено «Академией наук»
- Экспонат 7: Письмо Луи Шарля Брюне Клоду Ньепсу, 29 июля 1806 г.
- Экспонат 8: Письмо Луи Шарля Брюне Клоду Ньепсу, 3 августа 1806 г.
- Приложение 9: Рисунки пиреолофора в натуральную величину и в разрезе.
- Приложение 10: Технический чертеж Пиреолофора и корпуса, в котором он был установлен.
- Экспонат 11: Письмо братьев Ньепс Номпэру де Шампаньи, министру внутренних дел, 9 ноября 1806 г.
- Приложение 21: Патентное свидетельство (Brevet) 1791 г.
- Приложение 22: Подписанное Наполеоном патентное согласие. 20 июля 1807 г.
- Экспонат 23: Письмо Эли д'Уасселя министру внутренних дел, 24 ноября 1808 г.
- Доказательство 25: Письмо Никефоры Клоду от 26 марта 1817 года.
- http://www.niepce-letters-and-documents.com
- http://www.niepce-correspondance-et-papiers.com
