Джеймс Ватт: відмінності між версіями

Джеймс Ватт народився 19 січня 1736 року в [[Грінок]]у (шотландська область [[Ренфрюшир]]), морському порті у затоці [[Ферт-оф-Клайд]]<ref>
{{cite book
|last=Thurston|first=Robert Henry|title=A history of the growth of the steam-engine|url=http://books.google.com/?id=HguRSvxVtuAC&printsec=frontcover#v=onepage&q|series=The International Scientific Series|year=1878|publisher=D. Appleton and Company|location=New York|pages=80}}{{ref-en}}
</ref>. Прадід Дж. Ватта був родом з [[Абердиншир]]а, займався сільським господарством. Під час громадянської війни 1644–1647 років він загинув, воюючи на боці [[Ковенантський рух|ковенантерів]]. Його земля, майно і будинок були конфісковані, і його сину Томасу, діду Ватта, надали притулок родичі, що жили поблизу Грінока, на березі затоки Ферт-оф-Клайд. Томас Ватт був учителем математики та мореплавства, обіймав посади головного окружного судді, голови церковної ради і перебував на службі в барона Картсбурна.<ref>

Через проблеми із здоров'ям спочатку Джеймса вчили вдома. Мати навчила його читати, а письма та арифметики його навчив батько. Потому хлопець пішов до школи, де продемонстрував математичні здібності, однак слабке здоров'я і постійні нездужання поклали цьому край. Будучи підлітком, він захоплювався [[астрономія|астрономією]], [[хімія|хімічними]] дослідами, навчився все робити своїми руками, за що отримав від близьких звання «майстра-умільця». Батько подарував йому набір столярних інструментів, і Джеймс виготовляв моделі механізмів і пристроїв, які створював батько. Батьки не наполягали на обов'язковому навчанні в школі, вважаючи, що син сам може навчитися всьому, чого побажає. Дж. Ватт-молодший не мав можливості проводити час в іграх з однолітками, єдиним його заняттям поза домом була [[рибальство]]. Більшу частину року він був обмежений стінами своєї кімнати, де навчався самостійно. Товариш його батька, побачивши одного разу, що хлопчик малює на печі крейдою якісь лінії і кути, запитав: «Навіщо Ви дозволяєте дитині витрачати даремно час; чому б не послати його в школу?» Джеймс Ватт-старший відповів: «Не осуджуйте його так швидко; спершу розберіться, чим він зайнятий». Виявилося, що він шукав рішення задачі [[Евклід]]а<ref>Задача Евкліда: ''Побудувати [[бісектриса кута|бісектрису кута]], вершина якого є недоступною''</ref>.

Коли Дж. Ватту виповнилося вісімнадцять років, у нього помирає мати. Справи батька, як і його здоров'я, похитнулися, і Ватт був змушений спробувати дбати про себе сам. Було вирішено, що Джеймс займеться ремеслом, пов'язаним з вимірювальними приладами. Оскільки в Шотландії навчитися такому заняттю було проблематично, Ватт на рік вирушає до Лондона. З великими труднощами у [[1755]] році його взяли на роботу практикантом у компанію Джона Моргана в Лондоні, що займалась виробництвом високоточних інструментів. Фінансові можливості дозволяли йому оплатити лише рік навчання. Таким чином, він опинився в Лондоні на нелегальному становищі, оскільки офіційно в учні його не зарахували (справжнє учнівство вимагало семи років навчання). Ватт, не шкодуючи себе, занурюється в роботу, віддаючи їй всі сили. Почавши з виготовлення звичайних лінійок і циркулів, він швидко переходить до складніших інструментів. Скоро він уже в змозі виготовити квадрант<ref>Астрономічний прилад для відмірювання висот небесних світил над рівнем горизонту</ref> ({{lang-en|Quadrant}}), сектор<ref>Сектор&nbsp;— обчислювальний пристрій, що використовувався у XVI–XIX&nbsp;ст.</ref> ({{lang-en|Sector}} або {{lang-en|Proportional compass}}), [[теодоліт]]. Він голодував і майже не виходив з дому: для цього не було часу, бо він цілий день працював на господаря, а вечорами й ранками йому доводилося виконувати роботу на замовлення, щоб якось заробити кошти і на себе. Крім того, оскільки він не мав офіційного статусу «учня», хлопця могли насильно завербувати до військового флоту або ж до [[Британська Ост-Індська компанія|флоту Ост-Індської компанії]]. Дж. Ватту вдалося уникнути призову на [[Семирічна війна|Семирічну війну]].

Після завершення практики через поганий стан здоров'я він повернувся в Шотландію. Дж. Ватт оселяється у свого дядька по материнській лінії у [[Глазго]] і починає займатися виготовленням та ремонтом [[октант (астрономія)|октантів]] ({{lang-en|Octant}}), паралельних лінійок<ref>''Паралельні лінійки''&nbsp;— креслярський інструмент, що використовувався навігаторами для проведення паралельних ліній на мапах.</ref> ({{lang-en|Parallel rulers}}), [[барометр]]ів, деталей [[телескоп]]ів та іншого обладнання. Однак спілка ремісників Глазго забороняє Ватту займатись цим видом діяльності, оскільки він по суті не отримав відповідної підготовки ({{lang-en|Apprenticeship}}) згідно з цеховими порядками, навіть не зважаючи на те, що він був єдиним майстром такої кваліфікації у Шотландії.

З безвиході Дж. Ватта рятує випадок. В [[Університет Глазго]] надходить партія астрономічних інструментів, основи майбутньої обсерваторії Макфарлейна ({{lang-en|Macfarlane Observatory}}). Ці інструменти потребували чистки, встановлення та налаштування. Через свого дядька, професора східних мов і латини, Ватт мав знайомство з доктором Дікком, професором природничих наук. Користуючись його заступництвом, Ватт отримує роботу по впорядкуванню інструментарію. Для цього він створює при університеті невелику майстерню. Врешті-решт його було призначено майстром з виготовлення точних та оптичних приладів в [[Університет Глазго|Університеті Глазго]], де він потоваришував з хіміком і першовідкривачем [[Діоксид вуглецю|діоксиду вуглецю]]&nbsp;— [[Джозеф Блек|Джозефом Блеком]], котрий високо цінив талант майбутнього батька [[Промислова революція|промислової революції]] і брав активну участь у його розробках.<ref>

У [[1759]] році Дж. Ватт вступає в партнерські відносини з архітектором і бізнесменом Джоном Крейгом. Разом вони організовують виробництво різних інструментів, включаючи музичні, та іграшок. Справа швидко набрало обертів, і Ватт позбувся нужди. Попит на продукцію давав хороший дохід, такий, що навіть з'явилася можливість наймати собі помічників (працювало до 16 осіб). Партнерство тривало шість років до смерті Крейга. По цьому один зі співробітників, Алекс Гарднер, врешті-решт взяв на себе бізнес, який проіснував до двадцятого століття<ref>''Hills, Rev. Dr. Richard L.'' James Watt, Vol. 1, His time in Scotland, 1736–1774 (2002) С. 105–113.</ref>.

У [[1763]] році Дж. Ватт одружується з двоюрідною сестрою Маргарет (Пеґґі) Міллер. З нею він прожив до її смерті при пологах у 1772. У них було п'ятеро дітей, лише двоє з яких дожили до дорослого віку: Джеймс-молодший (1769–1848) і Маргарет (1767–1796). Вдруге він одружився у [[1777]] році з Енн МакҐрегор, з якою у нього було двоє дітей: Ґрегорі (1777–1804), який став геологом і мінерологом<ref>''Torrens H. S.'' (2006). The geological work of Gregory Watt, his travels with William Maclure in Italy (1801–1802), and Watt's «proto-geological» map of Italy (1804). 411. pp. 179–197.</ref> і Дженет (1779–1794). Енн пережила свого чоловіка, вона померла у [[1832]] році.

Ще у [[1759]] році приятель Ватта [[Джон Робінсон]] зацікавив його проблемами використання пари як джерела енергії руху<ref name="Muirhead1858">{{cite book|last=Muirhead|first=James Patrick|title=The life of James Watt: with selections from his correspondence|url=http://books.google.com/books?id=_b8GAAAAYAAJ&pg=PA74|accessdate=17 August 2011|year=1858|publisher=J. Murray|pages=74–83}}</ref>. [[Парова машина#Парова машина Томаса Ньюкомена|Парова машина Ньюкомена]] існувала вже п'ятдесят років, знаходячи застосування здебільшого для відпомповування води із шахт, проте за весь цей час вона жодного разу не була вдосконалена, і мало хто розбирався в принципі її роботи. Ватт починає з нуля дослідження по застосуванню пари, оскільки досі не стикався з цим питанням. Проте спроби створити робочу модель апарата закінчилися невдало. Йому вдалось спорудити лише щось на зразок моделі парової машини [[Томас Севері|Севері]], використовуючи котел [[Дені Папен|Папена]]. Однак модель була настільки недосконалою, що Ватт припиняє розробку.

У [[1782]] році Ватт створив нову машину&nbsp;— першу універсальну парову машину подвійної дії (Патент №&nbsp;1321<ref>Patent No 1,321 New improvements upon steam engines&nbsp;— expansive and double acting</ref>). Кришку циліндра він оснастив винайденим незадовго до того [[сальникове ущільнення|сальниковим ущільненням]], що забезпечувало вільний рух [[шток поршня|штока поршня]] без витоку [[пара|пари]] з циліндра. Пара надходила у циліндр поперемінно то з однієї сторони поршня, то з другої. Тому поршень робив і робочий і зворотний хід за допомогою пари, чого не було у попередніх конструкціях парових машин. Розроблена Ваттом «ротативна парова машина» на основі запатентованого у 1781 році [[Планетарна передача|планетарного механізму]] (Патент №&nbsp;1306<ref>Patent No 1,306 New methods to produce a continued rotation motion&nbsp;— sun and planet</ref>) спочатку широко застосовувалася для приведення в дію [[машина|машин]] і [[верстат]]ів прядильних і ткацьких фабрик, а пізніше й на інших промислових підприємствах. У 1785 році одна з перших машин Ватта була встановлена в Лондоні на пивоварному заводі Семюела Уїтбреда для розмелювання солоду. Машина взяла на себе роботу 24 коней. Діаметр її циліндра становив 63 сантиметри, робочий хід поршня становив 1,83&nbsp;м, а діаметр маховика сягав 4,27&nbsp;м. Ця машина збереглась до наших днів.

Ідея парової машини незабаром оволоділа умами інших винахідників. З урахуванням потенційного ринку їх збуту це не обіцяло комерційним інтересам Ватта і Болтона нічого хорошого. У 1779&nbsp;р. Вайсберг та Піккар отримують патент на застосування [[корбово-гонковий механізм|корбово-гонкового механізму]] в парових машинах. Тепер коливальний рух балансира Уатт вже не міг перетворювати в обертовий без порушення чужих прав. Щоб обійти патент Вайсберга і Піккара, Ватт та Болтон спочатку отримують патент на зв'язок поршня з валом за допомогою шестеренчастого ​​передавача (патент №&nbsp;1306), що став прообразом [[Планетарна передача|планетарного редуктора]] (1781&nbsp;р.), потім на пристрій, що описується в технічній літературі як «[[механізм Ватта]]» (1784&nbsp;р.). Коли термін дії патенту Вайсберга і Піккара минув, Ватт і Болтон знову стали застосовувати корбовий передавач<ref>''Супотницкий&nbsp;М.&nbsp;В.'' [http://supotnitskiy.webspecialist.ru/stat/stat23.htm Патенты&nbsp;— на пути технического прогресса.]</ref>.

29 травня 2009 року [[Банк Англії]] оголосив про випуск і випустив в обіг банкноти у 50 £ із зображенням Ватта і Болтона<ref>[http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/scotland/glasgow_and_west/8075130.stm Steam giants on new £50 banknote] BBC, 30.05.2009{{ref-en}}</ref>.