Владимир Игоревич Малов

Полезные машины

© Малов В.И., текст, 2021

© Чукавин А.А., ил., 2021

© ООО «Издательство АСТ», 2021

Мама кладёт в печь ломтики хлеба с сосисками, разрезанными вдоль и политыми кетчупом, закрывает дверцу микроволновки, нажимает кнопки на панели. Печь начинает негромко гудеть, внутри неё загорается свет. Теперь видно, как бутерброды вращаются на плоской тарелке. Не успеешь оглянуться, и горячие, подрумяненные бутерброды уже готовы…

Несколько десятилетий назад такая картина показалась бы, пожалуй, сценой из фантастической книги. А теперь микроволновая печь – самая обыкновенная домашняя техника, такая же, как холодильник. А ещё на кухне маме помогает комбайн, который может замесить тесто, перемолоть мясо, нарезать овощи. Всегда готовы к работе мультиварка, кофемолка, кофеварка.

В доме немало и другой техники, делающей нашу повседневную жизнь намного удобнее – пылесос, стиральная машина, кондиционер. И наверняка тебе уже случалось задумываться: а как это всё работает? Почему внутри холодильника даже в жару холодно? И что это за микроволны, которые делают холодную еду горячей?

В общем, пора во всём этом разобраться. А вдобавок и сама история домашней техники очень интересна. Ну вот, можно ли поверить, что когда-то пылесосы были такими большими, что в них приходилось… впрягать пару лошадей? Давай с пылесоса и начнём…

Когда пылесос разъезжал по улицам?

Так было в начале XX века в Лондоне, пылесос и вправду представлял собой фургон на «лошадиной тяге». Он разъезжал по улицам, останавливаясь возле домов, хозяева которых «вызывали» пылесос. В окно протягивался резиновый шланг длиной в 30 метров, и работники, обслуживающие пылесос-фургон, принимались за уборку. Грохот от такой уборки стоял на всю округу, однако разъездной пылесос пользовался огромным спросом и даже вошёл в моду. Дамы высшего лондонского света взяли в обычай пить чай, наблюдая, как по коврам и полам их домов ползает огромный шланг, наводя чистоту.

А не будь пылесоса, процесс чистки был бы весьма трудоёмким. Ковёр, например, надо было вынести на улицу и долго колотить по нему палкой, буквально «выбивая» пыль. И с пропылённой одеждой то же самое. Собственно, в давние времена именно так и обстояло дело. Неудивительно, что изобретатели давным-давно задумывались, как бы облегчить трудоёмкий процесс и построить машину, «глотающую» мусор и пыль. Сам принцип работы такой машины был достаточно очевиден: надо было с силой разогнать поток воздуха, который, мчась по шлангу, увлекал бы вместе с собой частички грязи и пыли от места чистки. Но как это сделать?

Первые попытки сконструировать пылесос, пока не очень удачные, были предприняты в XIX веке. В 1860 году американский изобретатель Дэниэл Хесс запатентовал «Подметатель ковров». Рабочим инструментом у этого агрегата была вращающаяся щётка, а воздушный поток, всасывающий пыль, обеспечивала сложная система мехов, наподобие тех, что используются в гармошке или баяне. Для очистки от пыли и грязи воздух пропускался через водяные камеры. В общем, рабочая идея была совершенно правильной, но в применении агрегат был очень неудобным, потому что в действие его надо было приводить вручную. Патент так и остался патентом, производить «Подметатель ковров» для продажи никто не взялся, а у самого изобретателя не нашлось для этого средств.

А вот другому «ручному» пылесосу, изобретённому в 1868 году, повезло больше. Воздушный поток в нём создавал вентилятор, который через систему передач соединялся с ручкой на корпусе пылесоса. Этот пылесос получился компактным, весил мало, но пользоваться им, крутя ручку и одновременно перемещая агрегат по полу, было, конечно, очень неудобно. Однако изобретатель Айвз Макгаффни основал в Бостоне компанию для производства своих пылесосов, и на них нашлись покупатели. Несколько этих агрегатов даже дошли до наших дней.

Почему первые пылесосы были ручными, понятно. Главной движущей силой тогда был пар, а громоздкая и тяжёлая паровая машина никак не подходила для пылесоса, работающего в комнатах. Только к концу XIX века был изобретён бензиновый двигатель внутреннего сгорания, а кроме него в широкий обиход стали входить электродвигатели. Теперь пылесос смог, наконец, стать механической машиной.

Почти одновременно появились и бензиновый, и электрический пылесосы. Первый из них в 1899 году запатентовал американский изобретатель Джон Тормен, а второй год спустя – американка Коринн Дюфур. Электрический пылесос Дюфур собирал пыль на мокрую тряпку. Но ни та, ни другая конструкция не пользовались спросом из-за малой эффективности и непрактичности.

А теперь вернёмся к огромному пылесосу, который в начале XX века разъезжал по лондонским улицам. Именно в нём впервые появился матерчатый пылесборник, который во многих конструкциях пылесосов используется и теперь. Пыль здесь собирается на внешней стороне пылесборника. Патент на этот пылесос на колёсах в 1901 году получил английский изобретатель Хьюберт Сесил Бут.

Как это случалось со многими другими изобретениями, с пылесосом Бута связана своя легенда. Если ей верить, на идею матерчатого пылесборника изобретателя навёл вентилятор, с помощью которого в английских поездах того времени сдували пыль с сидений. Буту пришла мысль, что гораздо гигиеничнее не сдувать, а всасывать пыль, собирая её в матерчатом мешке, который потом можно будет чистить. Но потом Бут провёл эксперимент, который убедил его, что пыль надо собирать не внутри пылесборника, а на его внешней поверхности. Эксперимент был простейшим: изобретатель положил на стул носовой платок и попытался всосать пыль ртом. Пыль собралась на той поверхности платка, что была обращена к сиденью.

Сконструировать свой пылесос компактным Бут не смог, зато ему пришла великолепная идея сделать его «разъездным», чтобы он мог работать «по вызовам». Первоначально двигатель был бензиновым, потом Бут поменял его на электрический.

Дело о пропавшем золоте

А после чистки лондонского монетного двора с Бутом произошёл забавный случай: Скотланд-Ярд задержал его по обвинению в краже золота – дело в том, что пылесос, оказалось, собрал немало мельчайших крупинок золота. И Буту пришлось вернуть всю собранную пыль, которую, к счастью, он ещё не успел выбросить…

Умелая реклама сделала своё дело, и пылесос на колёсах стал пользоваться большим спросом. Помимо частных домов, его вызывали даже в Букингемский дворец и в британские государственные учреждения.

И всё-таки пылесос должен был стать портативным, домашним. Такую возможность ему дали компактные, но достаточно мощные электродвигатели. И уже в начале XX века, когда по Лондону продолжал ездить пылесос, впряжённый в пару лошадей, одна за другой стали появляться конструкции домашних пылесосов.

В 1907 году американский изобретатель Джеймс Спранглер запатентовал простейший пылесос, который он сконструировал из подручных средств: вентилятора, палки от швабры, на конце которой была укреплена вращающаяся щётка, и наволочки от подушки, служившей пылесборником. Этот пылесос оказался малопроизводительным.

Более удачную конструкцию в 1910 году запатентовал другой американский изобретатель Фискер. Вместе со своим компаньоном Нильсеном он основал для производства и продажи своего пылесоса компанию, которая существует до сих пор под названием «Нилфиск». Первый пылесос Фискера работал вполне надёжно, разве что был тяжеловат – весил чуть меньше 20 килограммов. Вместе с тем компания продолжала совершенствовать свою продукцию.

Не оставляли работу над пылесосами и другие изобретатели. Словом, машина для уборки начала своё путешествие по всему свету. Правда, поначалу пылесос был доступен далеко не всем и оставался символом состоятельности своего владельца. Но уже с середины XX века он стал вполне привычным домашним бытовым устройством.

В наши дни существуют несколько конструкций пылесосов. Во многих по-прежнему используются фильтрующие мешки-пылесборники, впервые применённые Хьюбертом Бутом.

Но ещё в конце 1920-х годов появились пылесосы-циклоны, которым мешки для мусора не нужны. В таких устройствах пыль отделяется от потока воздуха за счёт центробежных сил и собирается в сменном контейнере. Есть пылесосы с водяным фильтром, где всасываемый воздух проходит сквозь воду, в которой и оседают крупицы пыли и грязи. Впервые такой принцип ещё в 1860 году использовал изобретатель «Подметателя ковров» Дэниэл Хесс.

Пылесосы продолжают изобретать и в наши дни. В 2004 году, например, одна из английских компаний выпустила пылесос, который передвигается по дому не на колёсиках, а на воздушной подушке. Появились и роботы-пылесосы, которые действуют уже вполне самостоятельно. Они оборудованы разнообразными датчиками, которые позволяют им двигаться во время уборки, не натыкаясь на препятствия, а заложенная программа ведёт их по определённому маршруту.

Был ли холодильник у Александра I?

Странный вопрос, не правда ли! Какие холодильники в первой четверти XIX века, когда правил российский император Александр I? Вот лет пятьдесят-шестьдесят назад холодильники уже точно существовали, это подтвердят бабушки с дедушками. Внешне, правда, эти полезнейшие бытовые устройства были тогда не очень похожими на современные, однако исправно вырабатывали холод и сохраняли продукты свежими. Да и сам принцип их работы был тот же.

Однако удивляйтесь, сколько хотите, но первый патент на машину, вырабатывающую холод, был выдан… ещё в 1805 году, как раз при Александре I. Так мог ли этот государь, о котором известно, что он был человеком просвещённым, придерживался передовых по своим временам взглядов, распорядиться купить холодильный агрегат для дворцовых кухонь?

Приходится, всё-таки признать, что о таком полезном изобретении наш просвещённый император ничего не знал. Патент на него был выдан изобретателю Оливеру Эвансу в далёких от России Соединённых Штатах Америки, а сама холодильная установка тогда так и осталась лишь проектом, не воплощённым в жизнь. Зато сам этот факт показывает, как давно изобретатели стали задумываться над созданием холодильной машины.

То, что холод сохраняет продукты, человек, разумеется, открыл намного раньше. И умело пользовался этим. Никаких проблем не было, само собой, у северных народов, живущих среди снегов и льдов. Зимой продукты хранили прямо в снегу. Чтобы можно было держать на холоде продукты и летом, заранее запасались льдом. В глубоко вырытых деревенских погребах он долго не таял. В городах лёд закладывали в специальные холодильные шкафы. Герметично закрытые, они долго хранили холод, а вместе с тем и продукты.

Так что и на кухнях императора Александра I продукты, требующие длительного хранения, тоже держались на льду. А вот государствам с тёплым климатом приходилось закупать лёд у северных стран, где он заготавливался впрок в подземных складах. Потом огромные глыбы грузились на корабли и отправлялись к заказчикам. До изобретения холодильника торговля льдом была делом достаточно прибыльным. Но человек не был бы человеком, если б не искал способа получить искусственный холод.

Причём начались эти поиски тысячи лет назад. Древние египтяне по ночам ставили на крыши горшки с водой, чтобы по мере её испарения дома хоть немного охлаждались. Согласно легенде, придворный врач Ибн Сина, известный также под именем Авиценны, в XI веке соорудил спираль-змеевик, охлаждавшийся из-за того же испарения. Средневековые учёные научились охлаждать вещи химическим способом – раствором селитры.

Всё это примеры так называемого испарительного охлаждения. Испаряясь, жидкости забирают тепло из окружающего воздуха. Кстати, именно поэтому в жаркий день пот охлаждает наше тело, испаряясь с поверхности кожи.

А уже в начале XIX века английский учёный Джон Дальтон открыл принцип парокомпрессионного охлаждения. Суть его в том, что газ или пар сначала сжимаются, а потом расширяются. При расширении вещество поглощает тепло из окружающей среды. Сжимаясь, отдаёт его.

Подавляющая часть современных холодильников работает с использованием обоих способов – и парокомпрессионного, и испарительного. Даже не верится, но мороз за герметичными стенками холодильника создаётся при помощи… кипящей жидкости.

В холодильниках обычно используется сжиженный газ фреон, который и при обычных-то условиях закипает при очень низкой температуре. Но компрессор агрегата, помещающегося на задней стенке холодильника, вдобавок ещё и понижает давление. Чтобы холодильник всё время был в работе, циркуляция «кипяток» – «холод» должна быть постоянной. Именно это и обеспечивает холодильный агрегат, где, кроме компрессора, есть конденсатор. Фреон движется по замкнутому кругу.

Компрессор понижает давление, и жидкий фреон начинает кипеть, превращаясь в пар. У камеры внутри холодильника при этом отбирается тепло и в ней начинает создаваться холод. Тот же компрессор отсасывает образующиеся при кипении пары фреона, которые поступают в конденсатор, чтобы охладиться и вновь превратиться в жидкость. А затем, проходя по длинным изогнутым трубочкам конденсатора, где создается низкое давление, фреон вновь закипает, и всё начинается сначала.

В современных холодильниках компрессор приводит в движение электромотор. Но точно так же обеспечить его работу мог бы и любой другой двигатель, хотя бы паровая машина, для которой нужно не электричество, а уголь или дрова. Именно таким и оказалось инженерное решение Оливера Эванса, который, надо напомнить, в 1805 году первым получил патент на изобретение механического холодильника.

Воплоти он свою идею в жизнь, первая морозильная машина оказалась бы громоздким и удивительно нелепым, на наш взгляд, сооружением. Впрочем, она и предназначалась вовсе не для домашнего использования, а для складов, где хранились скоропортящиеся продукты.

Изобретательские поиски, начатые Эвансом, между тем, продолжались. В 1834 году другой американский изобретатель, Джейкоб Перкинс, получил патент на технологию искусственного охлаждения, которое создавалось компрессионной установкой, работавшей на эфире. Сам компрессор приводила в движение та же паровая машина.

Ровно через 10 лет после Перкинса американский врач Джон Гори создал уже действующую установку, которая позволяла производить лёд. А первое практическое использование холодильной техники относится к 1857 году, когда австралийский изобретатель шотландского происхождения Джеймс Харрисон построил холодильное устройство для пивоварни.

Но, конечно, рано или поздно должно было прийти время, когда громоздкую паровую машину в холодильниках заменил электродвигатель. Первый электрический холодильник, тоже пока промышленный, появился в 1910 году в США.

Прошло всего три года, и был создан, наконец, первый бытовой холодильник. Поначалу немногие горели желанием обзавестись громоздкой, неуклюжей, грохочущей холодильной установкой.

Наконец, в 1926 году датский изобретатель Кристиан Стинструп сконструировал бесшумный и достаточно портативный холодильник. Электродвигатель и компрессор были скрыты за его герметичными стенами. Так началось победное шествие домашнего холодильника по всему свету.

Конечно, он продолжал совершенствоваться и меняться. Отдельные морозильные камеры появились в холодильниках в 1940-х годах. Прошло ещё двадцать лет, и в обиход вошли холодильники с функцией размораживания. Теперь домашний холодильник стал отличной, хорошо продуманной и вместительной машиной.

В нашей стране первые образцы бытовых холодильников были сконструированы в 1937 году. Промышленный их выпуск начался через два года, а первым производителем был… Харьковский тракторный завод. До начала Великой Отечественной войны было выпущено всего несколько тысяч холодильных установок. Да и в 1950-1960-е годы домашние холодильники оставались для советской страны огромной редкостью.

Загадочные микроволны

С кухонным комбайном, как ты уже наверняка и сам догадался, всё очень просто. Электродвигатель вращает ножи мясорубки или сменные насадки, предназначенные для разных целей, хотя бы замеса теста. С кофемолкой тоже всё понятно – в ней электрический «пропеллер», крутящийся с огромной скоростью, разбивает зёрна кофе в порошок. В кофеварке электрический нагреватель превращает воду в пар, который проходит сквозь молотый кофе. Охлаждаясь и конденсируясь, пар превращается в ароматный напиток. В мультиварке пищу готовит опять-таки электрический нагреватель, который можно «настраивать» на разные режимы работы.

А микроволновые печи скрывают какую-то тайну. И способны они, конечно, не только на то, чтобы за 23 минуты запечь бутерброды. Надо, и микроволновая печь быстро приготовит хоть луковый французский суп, хоть куриное фрикасе, хоть филе скумбрии с горчичным соусом, хоть фруктово-бисквитный пудинг, а о блюдах проще и говорить нечего. Но как можно готовить еду без горячей конфорки или какого-то другого нагревателя?

Можно – такую работу и выполняют микроволны. Природа у них та же, что у радиоволн и у обычного света – электромагнитная. Придёт время, и на уроках физики ты узнаешь об электромагнитных волнах и их свойствах больше. А пока просто запомни на будущее, что микроволны распространяются с очень высокой частотой колебания. Поэтому микроволновое излучение называется ещё и сверхвысокочастотным.

Естественные микроволны приходят к нам из космоса, только излучение это совсем слабое и почти бесследно теряется в атмосфере Земли. А вот в кухонных печах, впервые появившихся в середине XX века, микроволны создаёт специальный генератор.

В камере печи микроволнам некуда деться: они не способны пройти сквозь металлические стенки, а отражаются от них, как мячики. А вот через некоторые другие вещества – стекло, пластмассу, бумагу, – микроволны проходят свободно, словно свет через окно. Именно поэтому пищу в микроволновке готовят только в стеклянной или пластмассовой посуде.

Сам процесс готовки основан на том, что микроволновая энергия возбуждает молекулы пищи, заставляя их вибрировать с огромной скоростью. В печах обычно используется частота колебаний 2450 мегагерц – МГц. В физике один герц означает одно колебание в секунду, а МГц – миллион колебаний. Получается, что 2450 МГц – это 2 450 000 000 раз в секунду. С такой непостижимой частотой множество молекул ударяются друг о друга, и это трение очень быстро нагревает пищу. Если это трудно представить, попробуй быстро потереть одну ладонь о другую. Нагрелись? А что было бы, если тереть ладони с частотой 2 450 000 000 в секунду?…

Этим и отличается процесс приготовления в микроволновке от нагревания на конфорке. На обычной плите, электрической или газовой, идёт достаточно длительный процесс поглощения пищей внешнего тепла, а в микроволновке она сама и очень быстро разогревается изнутри «холодными» волнами сверхвысокой частоты. Кстати, при этом и масла никакого не нужно. И витамины все сохраняются…

Дело о растаявшем шоколадном батончике

В 1945 году инженер Перси Лебарон Спенсер работал над улучшением противовоздушных радаров при помощи очень коротких волн. Он заметил, что шоколадные батончики, которые лежали рядом с такими антеннами, таяли. Спенсер провёл опыт с зёрнами кукурузы. Они превратились в попкорн. Так родилась идея создания микроволновки.

Есть и ещё одно отличие, правда, уже иного рода: по сравнению с обычной электрической, микроволновая печь и энергии тратит раза в четыре меньше.

Конструкций микроволновых печей огромное множество. Самые простые представляют собой освещаемый жаровочный «шкаф» с вращающейся внутри тарелкой для продуктов, регулятором мощности на 57 ступеней и таймером со звонком об окончании обработки.

Есть модели посложнее, с двумя дополнительными режимами обработки. Один из них – использование гриля: металлической жаровни, быстро раскаляющейся от обычного электрического нагрева и обжаривающей вращающийся под ней кусок мяса или цыплёнка. Второй режим комбинированный: здесь над продуктом совместно трудятся и жаровня, и микроволны. При этом пища готовится особенно быстро.

Есть, наконец, и совсем уж кухонные чудеса из чудес. Тут чего только не придумали конструкторы! Например, особые системы программирования на несколько видов работ в зависимости от продуктов и необходимой процедуры обработки. Удобно! А вот в такое даже поверить трудно: надо только положить в печь продукт, и электроника микроволновки сама определит его вес и сообщит время, необходимое для оттаивания, подогрева, жарения…

И всё-таки вот что хочется сказать по этому поводу. Кулинария – процесс тонкий, творческий. Гораздо интереснее самому пробовать, экспериментировать, а не взваливать абсолютно все на печь. Так что, может, лучше обзавестись самой простой микроволновкой?

Как стиральная доска превратилась в стиральную машину

Художники всех времён и народов, намереваясь запечатлеть тяжёлый физический труд, частенько рисовали прачек, стиравших бельё. Таковы, например, картины русских художников Сергея Ткачёва, Абрама Архипова, Натальи Гончаровой, французов Жана-Батиста Шардена, Эдгара Дега, Поля Гогена, финна Альберта Эдельфельта…

Все эти картины обычно так попросту и назывались – «Прачки» или «Прачка». Давайте присмотримся хотя бы к знаменитой «Прачке» Шардена, написанной в 1735 году. Художник изобразил молодую женщину за процессом стирки, происходящим в большой деревянной кадушке. Нелёгкий труд? Конечно, а ведь прачке ещё и до начала стирки пришлось изрядно потрудиться. Нагреть воду, натаскать её в эту кадушку, а потом, после стирки, сменить, чтобы прополоскать бельё и, возможно, не один раз. Вручную всё отжать, развесить для просушки и – приступить к новой порции белья. То есть, снова греть воду, таскать её в кадушку, и так далее.

Если героиня этой картины и пробовала представить себе какие-нибудь устройства, которые облегчили бы нелёгкий труд, то вряд ли полёт её фантазии был далёким. Однако первые изобретения, помогающие стирать, появились в том же XVIII веке.

В некоторых домах, особенно в селе, наверняка сохранились приспособления для стирки, которыми пользовались наши прабабушки – стиральные доски. Устройство простейшее – в деревянную раму помещён оцинкованный лист рифлёного железа. Изогнутые рёбра, о которые при стирке тёрли бельё, помогали лучше очищать его от грязи. Кое-где стиральной доской пользуются до сих пор – почему бы и нет, если приспособление эффективно. А эффективность его доказана веками.

К сожалению, имени изобретателя стиральной доски теперь уже не установишь. Скорее всего, одна и та же мысль осеняла разных людей, живших в разных странах. Как бы то ни было, стиральная доска и стала первым приспособлением, облегчающим процесс стирки. К концу XVIII века стиральные доски прочно вошли в обиход. И как раз от их «принципа» отталкивались изобретатели первых конструкций, которые можно уже называть стиральными машинами, пусть даже они приводились в движение руками, а не двигателем.

Сохранились сведения об удивительном агрегате, который в 1846 году будто бы построил некий американский изобретатель. В чане для стирки были две ребристые доски, между которыми помещалось бельё. Доски, приводимые в движение с помощью системы шестерёнок и рычагов, качались в мыльной воде то в одну, то в другую сторону, как бы перекидывая бельё от одной к другой. Можно, пожалуй, сказать, что эти доски напоминали движение рук прачки.

Не менее удивительна конструкция другого американского изобретателя, на которую в 1856 году был даже выдан патент. Чан для стирки был прямоугольным, замоченное в мыльном растворе бельё прижималось деревянной рамой-решёткой, в каждой ячейке которой помещался тяжёлый деревянный шар. Опять-таки с помощью системы рычагов рама прокатывала шары по белью взад-вперёд. Словом, бельё тёрлось о них точно так же, как о стиральную доску…

Надо ли говорить, что оба изобретателя, используя оправдавший себя ручной способ стирки, излишне усложнили свои конструкции. А ведь буквально на поверхности лежал куда более простой принцип – заставить двигаться воду с помощью погружённых в неё вращающихся лопастей. С середины 50х годов XIX века в США ежегодно стали выдаваться десятки патентов на стиральные машины, действующие именно по такому принципу. В движение лопасти приводились вручную.

Однако бывали и исключения. В 1851 году, например, в Калифорнии один предприимчивый человек построил огромную стиральную машину, винт которой вращали несколько мулов, ходивших по кругу. Эта машина действовала в одном из посёлков золотоискателей (как раз тогда Калифорния переживала «золотую лихорадку») и служила общественной прачечной, пользовавшейся огромной популярностью. Ведь население посёлка почти целиком составляли мужчины, а труд золотоискателя – очень грязное занятие в прямом смысле слова.

В быту, однако, ручные стиральные машины ещё долго не пользовались успехом. Крутить ручку, приводившую в движение лопасти внутри чана, было, пожалуй, немногим легче, чем стирать вручную. К тому же все конструкции, пусть запатентованные, были несовершенны: бельё то и дело наматывалось на лопасти, и их нужно было освобождать. Наливать и выливать воду по-прежнему приходилось вручную.

А раз не было особого спроса, никто из промышленников пока не пытался наладить серийный выпуск ручных стиральных машин. Любопытно, что впервые это сделала одна из немецких фирм, производившая… маслобойки. Они представляли собой деревянные чаны, в которых вращались лопасти, сбивавшие сливки в масло. Чуть изменив конструкцию, в 1900 году фирма начала производить стиральные машины, действовавшие точно по такому же принципу. Они продавались в некоторых странах Европы, но всё же считались, скорее, забавными диковинами.

Изобретение, простое по сути, но очень полезное, пока ещё дожидалось своего часа. Он пробил, когда появились лёгкие и надёжные электрические двигатели. Первую деревянную стиральную машину на электрической тяге запатентовал в 1908 году американский изобретатель Алва Фишер, назвавший свою конструкцию «электрической прачкой». На вид это было довольно забавное устройство – все шкивы, посредством которых вращение передавалось от электродвигателя к винту машины, помещались снаружи деревянного корпуса.

В последующие годы различные новшества в конструкциях стиральных машин появлялись одно за другим. К 30-м годам XX века они были оборудованы электрическими насосами, и теперь ёмкости не надо было заполнять водой вручную. Нагревалась вода тоже с помощью электричества, а после стирки её сливал тот же электрический насос. Лопасти винта были «притоплены» в дно машины и теперь никак не могли наматывать на себя бельё. Баки машин стали делать из эмалированного железа. Появились таймеры, позволяющие программировать время стирки.

Стиральные машины прочно входили в обиход. Однако и у них было множество недостатков. Во время стирки агрегаты оглушительно гремели. Отжим, как и во времена шарденовской прачки, по-прежнему приходилось осуществлять вручную. Машины, правда, были оснащены специальными отжимными валиками, но, чтобы пропускать между ними мокрое бельё, приходилось крутить ручку, а на это требовались большие усилия. Полезнейшее изобретение вновь ожидало качественного изменения, и на этот раз его принесла современная электроника.

Большинство современных стиральных машин барабанного типа – во время стирки бельё вращается вместе с барабаном. А во время отжима барабан начинает крутиться с огромной скоростью, и центробежная сила «выдавливает» из белья воду. Наша стиральная машина – это автомат: всё что требуется – лишь загрузить в барабан бельё, засыпать в контейнер немного порошка, выбрать режим стирки и через определённое время достать выстиранное и подсушенное бельё. Кстати, и шума современные машины производят немного.

Но нет ничего, что нельзя было бы усовершенствовать. Конструкторы уже учат машины самостоятельно распознавать тип белья и программировать режим стирки. Самостоятельно рассчитывать объём необходимого моющего средства. Может, и вешать бельё после стирки для окончательной просушки машина когда-нибудь научится?

Давно ли работают кондиционеры?

Если в доме кондиционер, никакая жара не страшна. Включил его, задал пультом желаемую температуру, и в комнату стал поступать охлаждённый воздух. Если бы такое увидел человек, скажем, XVIII века, пульт от кондиционера показался бы ему волшебной палочкой. А для нас с вами это не волшебство, а самое обыкновенное дело. Да и объяснение тому, что происходит в работающем кондиционере, очень простое.

Принцип его действия основан на свойстве жидкостей поглощать при испарении тепло, а при конденсации его выделять. Словом, кондиционер вполне можно сравнить с холодильником, только холод он создаёт не внутри камеры, а охлаждает наружный воздух. В кондиционере «работают» различные фреоны – углеводородные соединения, содержащие добавки в виде фтора, хлора или брома. В зависимости от условий фреоны могут быть бесцветными газами или жидкостями.

Обычно кондиционеры состоят из двух блоков – один находится внутри помещения, а второй снаружи. Такой принцип называется сплитсистемой. Главные части наружного блока – это радиатор, вентилятор и компрессор. Назначение компрессора – сжимать хладагент и обеспечивать его движение по замкнутому циклу. В газообразном виде фреон поступает в конденсатор, а вентилятор создаёт поток воздуха для его охлаждения. При этом фреон конденсируется, превращаясь в жидкость и отдавая тепло. Нагретый этим теплом воздух выходит наружу.

А у жидкого холодного фреона свой путь: по трубке он поступает во внутренний блок и попадает в испаритель. Здесь он испаряется, превращаясь в газ и поглощая тепло окружающего воздуха, который, соответственно, охлаждается. Этот холодный воздух вентилятор подаёт в наши комнаты, обеспечивая комфортную температуру. Газообразный фреон, между тем, по другой трубке возвращается в радиатор наружного блока, где снова конденсируется, превращаясь в жидкость, и весь этот цикл повторяется до тех пор, пока кондиционер работает.

Таков, конечно, лишь самый общий принцип работы этого очень полезного устройства – кондиционера. Ведь, кроме основных элементов, он оснащён ещё и сложной электроникой, которая регулирует его работу в зависимости от заданных нами условий. И это не только охлаждение до определённой температуры. Кондиционер, наоборот, может стать обогревателем. Может превратиться в обыкновенный вентилятор. Или «подсушивать» слишком влажный воздух…

Как и у любого другого изобретения, у кондиционера своя собственная интересная история. К «предкам» его можно отнести опахала, которыми слуги обмахивали восточных владык. Владыки пытались бороться с жарой и другими способами. Во дворцы багдадских халифов на верблюдах привозили куски льда, вырубленные на горных вершинах. Какое-никакое охлаждение они давали, а когда лёд таял, его заменяли новым. Такой способ борьбы с жарой оставался единственным многие века.

Кстати, многие уверены, что электрический кондиционер – изобретение относительно недавнее. На самом деле кондиционеру уже больше века – он был сконструирован американским инженером Уиллисом Кэрриером в 1902 году. Однако у первого кондиционера было иное назначение – он осушал воздух в одной из типографий, поскольку излишняя влажность мешала качественной цветной печати.

Кэрриер назвал своё устройство «аппаратом для обработки воздуха». Аппарат понижал не только влажность воздуха, но и его температуру. Оценив этот «побочный эффект» по достоинству, Кэрриер продолжал совершенствовать своё изобретение. В 1915 году он основал компанию для производства аппаратов для охлаждения воздуха. Годом раньше один из богатых американских промышленников стал первым в мире человеком, установившим конструкцию Кэрриера в своём доме. К этому времени уже вошло в обиход и само это слово «кондиционер».

В первых кондиционерах в качестве хладагента использовался газ аммиак. У него очень резкий характерный запах, к тому же он ядовит. В случае повреждения кондиционера аммиак становился опасным для здоровья. Именно поэтому в 1929 году американская компания «Дженерал Электрик» разделила кондиционер на два блока, один из которых, где помещались компрессор и конденсатор, был выведен на улицу. Это была первая сплит-система.

Но в промышленное производство она так и не пошла. Дело в том, что незадолго до этого был синтезирован фреон. Вскоре выяснилось, что именно он может заменить аммиак в качестве хладагента, поскольку абсолютно безвреден.

В конце 1970-х годов бытовые кондиционеры появились и в нашей стране. Их производил специально построенный Бакинский завод кондиционеров. Эти агрегаты, созданные по лицензии японской фирмы «Тошиба», но во многом упрощённые, стоили по меркам того времени очень дорого, считались необыкновенной роскошью и устанавливались, в основном, лишь в учреждениях. К тому же они были очень шумными, но дело своё делали, охлаждая воздух. К чести их надо добавить, что они оказались исключительно долговечными – при должном уходе кое-где продолжают работать даже теперь.

Главным производителем кондиционеров долгое время оставались Соединённые Штаты Америки. В 1930-х годах здесь впервые в мире был создан и автомобильный кондиционер. Американские кондиционеры покупали многие страны. Но в 1960-х годах мировым лидером их производства стала Япония, в которой очень быстро развивалась микроэлектроника.

Ещё в 1958 году в Японии появились кондиционеры с тепловыми насосами. Теперь они могли не только охлаждать, но и обогревать воздух. В 1961 году компания «Тошиба» начала серийный выпуск сплитсистем, разделив кондиционер на внутренний и внешний блоки, возродив, но на более совершенном уровне, давнее изобретение американской «Дженерал Электрик».

Через несколько лет японская компания «Дайкин» создала мультисплит-систему, когда один внешний блок обслуживает сразу несколько внутренних, расположенных в разных помещениях. Наконец, «Тошиба» разработала инверторную сплит-систему. Такие кондиционеры стоят дороже, но зато значительно экономят электроэнергию.

Обычные и инверторные кондиционеры работают по-разному. Обычные понижают температуру до заданного уровня, а затем выключаются. Когда температура повысится, кондиционер снова включается и работает на полную мощность, пока опять не охладит воздух. Потом – новое отключение до следующего повышения температуры, и так далее.

А инверторный конвертор сначала тоже включается на полную мощность, но, понизив температуру до установленной, снижает мощность и начинает работать, постоянно поддерживая её на одном уровне. Электроэнергии для такой работы требуется меньше, чем для частых включений, а шум кондиционера почти не слышен.

В общем, основной принцип работы кондиционера действительно прост. Теперь ты сам наверняка сможешь всё объяснить младшему брату или сестре, если они спросят. И про пылесос, и про стиральную машину, и про микроволновую печь.

Content

Владимир Игоревич Малов
Полезные машины

Когда пылесос разъезжал по улицам?

Был ли холодильник у Александра I?

Загадочные микроволны

Как стиральная доска превратилась в стиральную машину

Давно ли работают кондиционеры?