Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.10.1958, Blaðsíða 26

76
TlMARIT VFl 1958
ur í nútíma þjóðfélagi, enda hefur hún víða skotið rót-
um. Naumast er til sú grein náttúruvisindanna, sem
tæknimenntaðir menn hafa ekki mótað að meira eða
minna leyti eða tekið í þjónustu sína, allt í því skyni að
auðvelda hin daglegu störf.
Þetta óhemju víða svið tækninnar er orsök þess, að
ógerlegt er að lýsa einstökum atriðum hennar, þróun
þeirra á umliðnum árum og framtiðarviðhorfum, og
hefur þess þó ef til vill verið vænzt. En bæði skortir
mjög þekkingu, nema ef til vill að því er snertir sér-
g]-ein mína, og væri hún ein þá ærið viðfangsefni, og
eins er tíma mínum hér mjög þröngur stakkur skorinn,
ef taka ætti slík efni til meðferðar. Er þvi ekki annars
kostur en geta fárra atriða, er þróun tækninnar varða,
og hlýtur úrvalið að verða allmjög handahófslegt.
Frá örófi alda þurfti maðurinn að mestu leyti að not-
ast við eigin orku til að afla sér lífsnauðsynja og annars,
er hann þóttist með þurfa. Lítillega hagnýtti hann orku
húsdýranna, en lengst af var ekki um aðra orku en þessa
lifandi orku að ræða. Mörg störf krefjast mikillar orku,
og þurfti því margar hendur til að vinna þau, en af-
í'akstur á hvern einstakling fór svo eftir því. Það var
ekki fyrr en hugvitssömum mönnum tókst að hagnýta
annars konar orku til framkvæmda ýmissa verka í þágu
mannsins, að afköst hvers einstaklings fóru að vaxa.
Maðurinn fékk ósýnilegar hendur til að vinna með sér,
oft furðuafkastamiklar, og erfiðustu verkin voru unnin af
þessum ósýnilegum höndum. Oikan er því alfa og
ómega tækninnar, hagnýting hennar er að vissu leyti
upphaf hennar og endir.
Fyrsta skref á vegi þeirrar þróunar tækninnar, sem
orðið hefur æ stórstígari, var einmitt uppfinning vélar,
er gat unnið mannsverk, en notaði til þess dauða orku.
Var það gufuvélin, er Englendingurinn James Watt
fann upp 1784, og er oftast nær talið, að iðnbyltingin
hefjist með tilkomu þessarar vélar, og er það ekki að
ófyrirsynju. Nafn uppfinningamannsins hefur og að
makleikum verið heiðrað, því að orku eining rafmagns-
ins ei' við hann kennd, wattið, sem allir kannast við,
því að rafmagnsreikningurinn, sem við flest greiðum, er
miðaður við watt-tíma eða kílowatt-tíma, sem er þúsund
sinnum stærri eining, eins og nafnið bendir til.
Uppfinning James Watts var í því fólgin fyrst og
fremst að hagnýta orku gufunnar til þess að snúa hjóli,
að geta breytt beinni hreyfingu bullustangarinnar í
snúningshreyfingu, og kann mönnum í dag að þykja þetta
heldur lítilfjörleg kúnst, mönnum, sem lifað hafa allan
sinn aldur í samvistum við alls konar vélar og margai'
æði margbrotnar. Svo var þó ekki, enda urðu aldahvörf
i sögu mannkynsins með tilkomu þessarar vélar.
James Watt var ekki fyrstur maður til að hagnýta
orku gufunnar til að vinna verk í þágu mannsins. Hann
átti sina fyrirrennara, og höfðu þegar fyrir aldamótin
1700 verið smíðaðar gufuvélar. Voru tveir menn þar að
vei'ki, en hvorug þessara véla komst lengra en á til-
í-aunastig. 1 byrjun átjándu aldar var fyrsta gufuvélin
smíðuð, sem tekin var í notkun, og varð hún brátt til
mikils gagns, einkum við að dæla vatni úr námum, og
var notuð í fjölmörgum þeirra. Bullan hreyfðist upp og
niður, og á niðurleiðinni gat hún lyft allmiklum þunga.
Var það ein slík vél, er James Watt fékk til viðgerðar
til Glasgow, þar sem hann smíðaði ýmiss konar áhöld
fyrir háskólann. Viiðist hann hafa orðið hugfanginn af
vél þessaii, því að hann hélt henni vetrarlangt hjá sér,
og i stað þess að gera við hana, reif hann hana alla í
sundur, hugði nákvæmlega að allii gerð hennar og gerði
með henni ýmiss konar tilraunir. Áhugi hans á vélinni
hefur að sjálfsögðu verið enn meiri vegna þess, að
sjálfur hafði hann fáum árum áður reynt að smíða gufu-
vagn og gufuvél, en mistekizt.
Tilraunir Watts með hinni biluðu gufuvél urðu einkar
mikilsverðar, því að athygli hans beindist að ýmsu vél-
inni viðkomandi, sem honum þótti harla einkennilegt, m.
a. því, hversu kælivatnið, sem gufan var þétt með, hitn-
aði þótt þungi gufunnar væri ekki nema lítill miðað við
þunga kælivatnsins. Varð þetta til þess, að hann rann-
sakaði eðli gufunnar á ýmsa lund og fann sjálfur upp
tæki til þeirra rannsókna. Voru þau hin fyrstu, sem
smíðuð voiu í þessu skyni, en niðurstöður rannsóknanna
voru svo nákvæmar, að merkilegt má teljast. Þannig fann
hann, að rúmmál mettaðrar vatnsgufu við venjulegan
þrýsting væri 1727 sinnum meira en vatnsins. Hin rétta
tala er 1670, svo að ekki munar nema um 3%. Hitagildi
gufunnar rannsakaði hann einnig, og voru niðurstöður
hans þæi', að hitagiidi gufunnar væri 534 hitaeiningar.
Hér er ónákvæmnin ekki nema 1%, því að hin rétta
tala er 539,1 hitaeining.
Á grundvelli þessara rannsókna sinna og annarra
reiknaði Watt nú út nýtni vélarinnar, sem hann hafði í
viðgerð, og komst að raun um, að nýtnin var furðu-
lítil. Tók hann því til við smíði nýrrar gufuvélar og
byggði gei'ð hennar á niðurstöðum rannsókna sinna.
Verður hann þannig fyrstur manna til að taka vísinda-
legar niðurstöður í þjónustu tækninnar, og sjálfur er
hann hvort tveggja í senn: Vísindamaður og tækninnar
maður.
Hin nýja gufuvél Watts var að mörgu leyti betri en
eldri gerðin, og sýndi hann mikla hugkvæmni í smíði
hennar. Einkum nýtti hún betur orku gufunnar. En
henni var einungis ætlað sama hlutverk og áður: Að
lyfta vatni úr námum og halda þeim þurrum. Kom hún
að miklu gagni og var víða notuð.
Um þetta leyti var spunaiðnaður Breta i mikilli fram-
för, og höfðu verið fundnar upp ýmsar vélar, er sparað
gátu vinnuna. Höfðu þær þegar verið teknar í notkun,
en með öðru en lifandi orku var þeim ekki haldið á
hreyfingu. Gufuvél Watts varð ekki notuð í þessum iðn-
aði, því að hreyfingin, sem hún kom á stað, var hreyf-
ing fram og aftur eða upp og niður. Þessari hreyfingu
þurfti að breyta í snúningshreyfingu. Reyndu sig ýmsir
við viðfangsefnið og var árum saman að því unnið, en sá,
sem bar sigur af hólmi i fangabrögðum sínum við móður
náttúru, var einmitt James Watt, er honum tókst að láta
gufuvél sína snúa hjóli og notaði svipuð ráð til þess
og notuð eru enn í dag og öllum eru vel kunn. Þetta gerð-
ist 1784, og verða þá þáttaskil í sögu mannkynsins, ný
þróun hefst, sem orðið hefur æ stórstigari með hverju
ári og hefur vissulega ekki enn lokið göngu sinni.
Hin nýja gufuvél var strax tekin í notkun í spuna-
iðnaðinum brezka, en annars gekk þróunin fyrst í stað
ekki eins fljótt og síðar varð. Orkan ein og beizlun
hennar er ekki nóg; til hagnýtingar hennar þarf margs
konar tæki, svo að hún geti komið í stað mannsorkunnar.
Og tæki þessi urðu ekki til öll í einu, eitt og eitt bættist
í hópinn fyrst i stað, en siðar varð þróunin örari. Þannig
var það ekki fyrr en 1825, að járnbraut knúin gufuorku
fór sína fyrstu ferð, og komið var fram undir miðja
nítjándu öld, er smíðaðar höfðu verið skipsskrúfur, sem
með góðum árangri gátu knúið skip áfram, en skrúf-
unum var að sjálfsögðu snúið með gufuvél. Urðu það