Джеймс Уатт

Биография

Джеймс Уатт родился 19 января 1736 года в Гриноке, Ренфрушир. Его отец был кораблестроителем, судовладельцем и подрядчиком и служил главным городским байером. Его мать, Агнес Мюрхед, происходила из знатной семьи и была хорошо образована. Оба они были пресвитерианами и убежденными ковенантерами. Дед Уатта, Томас Уатт, преподавал математику и был помощником барона Картсберна. Уатт не ходил в школу каждый день. Сначала он учился в основном дома у своей матери, но позже стал посещать гимназию в Гриноке. Он проявил большую ловкость рук и природные способности к математике, хотя латынь и греческий не заинтересовали его. Он также впитал в себя легенды и предания шотландского народа.

Центробежный регулятор

Одним из многочисленных усовершенствований Уатта было изобретение "центробежного регулятора" для автоматического регулирования скорости двигателя. Это наиболее очевидно в паровых двигателях, где он регулирует поступление пара в цилиндр(ы). Он также встречается в двигателях внутреннего сгорания и турбинах, работающих на различных видах топлива, а также в некоторых современных ударных часах.

Центробежный регулятор - это гомеостатическое устройство, которое управляет скоростью двигателя путем регулирования количества "промежуточного вещества" (пара), которое приводит машину в движение. Это позволяет поддерживать практически постоянную скорость независимо от нагрузки или условий подачи топлива. В нем используется принцип пропорционального управления: это означает, что остановка (в данном случае) пара изменяется в зависимости от скорости машины.

В устройстве Уатта с летающими шариками, когда машина ускоряется, шарики летят быстрее. Когда они летят быстрее, они удаляются от центральной стойки. Отходя от центральной стойки, они сильнее закрывают подачу пара. При этом машина замедляется, шарики вращаются медленнее и пропускают больше пара в цилиндры. Кроме того, в системе имеется предохранительный выпускной клапан, позволяющий излишкам пара выходить, не приводя в движение колеса. 500 двигателей Boulton & Watt были построены фирмой в период с 1775 по 1800 год.

Позже этот вид петли обратной связи стал важным инструментом кибернетики.

Центробежный регулятор в двигателе Boulton & Watt 1788 года выпуска


Чертеж центробежного "мухобойного" регулятора

Партнерство

Уатт вступил в партнерство с членом Мидлендского лунного общества Мэтью Боултоном. Фирма "Боултон и Уатт" проектировала и строила паровые машины и сыграла важную роль в промышленной революции.

Литейный цех в Сохо

Сначала товарищество делало чертежи и спецификации двигателей и руководило работами по их установке на территории заказчика. Сами они почти не производили деталей. Уатт выполнял большую часть работы в своем доме в Харперс-Хилл в Бирмингеме, а Боултон работал на мануфактуре в Сохо.

Постепенно партнеры начали изготавливать все больше и больше деталей, и к 1795 году они приобрели участок в миле от мануфактуры в Сохо, на берегу Бирмингемского канала. Там они построили новый литейный цех для производства двигателей. Литейный завод в Сохо открылся в 1796 году, когда сыновья Уатта, Грегори и Джеймс младший, принимали активное участие в управлении предприятием. В 1800 году, в год выхода Уатта на пенсию, фирма изготовила в общей сложности сорок один двигатель.

Уатт вышел на пенсию в 1800 году, в том же году, когда истек срок действия его основного патента и партнерства с Боултоном. Знаменитое партнерство перешло к сыновьям этих людей, Мэтью Робинсону Боултону и Джеймсу Уатту-младшему. Давний инженер фирмы Уильям Мердок вскоре стал партнером, и фирма стала процветать.