Самые главные машины - это двигатели. Они приводят в движение все другие машины. Если снять с автомобиля двигатель (мотор) - то останется одна бесполезная тележка. Такому "автомобилю" не то, что груз везти, - он сам себя с места не сдвинет. Сломается на фабрике или заводе мотор - станут все станки, которые он приводил в движение.
Двигатель - это сердце машины. Остановилось сердце, перестало биться - жизнь человека кончилась. Остановился двигатель - замерли все машины, которые он заставлял работать.
Еще в древние времена люди сооружали жернова для размола зерна, подъемники для воды, для грузов. Но механических двигателей не было, и все приводилось в движение людьми и животными. Работа была очень тяжелой.
Прошло много веков, пока, наконец, вместо себя и животных человек поставил работать двигатель. Но откуда же берет двигатель силу, чтобы приводить в движение машины?
Двигатель использует энергию, которая имеется вокруг нас. Посмотрите, с какой страшной силой иногда дует ветер. Он вырывает с корнем большие деревья, переносит с одного места на другое горы песку, разрушает постройки. А как трудно идти против ветра. Зато как помогает он, когда дует сзади! Так и подталкивает. Как будто за спиной крылья выросли. Вот этот ветер человек и заставил работать вместо себя. Сначала заставил на море передвигать лодки и корабли при помощи парусов. Потом на суше ветряные мельницы стали молоть зерно, обдирать крупу, поднимать воду, а в последнее время даже добывать электричество. К сожалению, ветер очень непостоянен. Он дует тo с одной, то с другой стороны, затихает, совсем перестает дуть или неожиданно разражается бурей. Все это затрудняет использование ветра.
Есть более надежный и постоянный источник энергии - вода. Ведь даже вода, падающая с крыши дома, производит работу. Она вымывает крышу и канавку, уносит с собой небольшие частицы земли. Что же тогда могут сделать водопады и большие реки. Каждый из нас видел овраги - эти длинные, глубокие канавы. А кто их вырыл? Вода. Это во время весенних половодий и паводков. Посмотрите весной на реку. С какой мощью несется вода. Ее уже ничем не задержать в это время. Она выступает из берегов, размывает дороги, сносит мосты и селения.
Человек с давних времен начал пользоваться быстро текущими реками. Сначала только для передвижения вниз по течению, для сплава грузов. И сейчас большое количество леса сплавляется по рекам в весеннее половодье.
Потом человек изобрел водяные двигатели. Многие работы, которые раньше человек выполнял сам, теперь стала делать вместо него вода. Появились водяные мельницы, водоподъемные сооружения, а позднее все станки некоторых промышленных предприятий приводились в движение водяными двигателями. Сейчас грозные водопады и бурные реки стали послушными работниками людей.
Теперь только в сельских местностях вода приводит в движение жернова, песты и другие машины. Обычно энергия воды служит для получения электричества. Электрическую энергию необязательно нужно использовать там, где она добывается, - ее легко можно в любом количестве переслать по проволокам за сотни километров на фабрики, заводы, рудники, совхозы, колхозы. При помощи электричества можно не только заставить работать машины, но и получить свет, тепло, передать на расстояние речь, выполнить любую работу. В наш век электричество получило широкое распространение.
Кроме воды и ветра, имеется еще источник энергии - тепло. Паровозы, пароходы, автомобили, тракторы, аэропланы, дирижабли - все они приводятся в движение тепловыми двигателями. Тепловые двигатели используют энергию, которая выделяется при сгорании топлива: угля, торфа, дров, нефти, керосина, бензина.
Двигатели автомобильные, тракторные и аэропланные используют тепловую энергию сразу же, непосредственно. В этих двигателях горючее вводится в самый цилиндр мотора и там сгорает; получаются газы; они давят на поршень, толкают его и заставляют двигатель работать.
Двигатели, которые установлены на паровозах, пароходах и тепловых электростанциях, используют тепловую энергию при помощи пара. В этих двигателях топливо сгорает в топках паровых котлов. В котлах вода нагревается и превращается в пар. Пар из котла подается в паровую машину и приводит ее в движение.
Сейчас тепловые двигатели получили самое большое распространение. С помощью их человек победил пространство и завоевал воздух. Как труден был длительный переезд на лошадях по суше или на лодке по морю. Горы, непроходимые леса и болота перерезаны теперь стальной рельсовой сетью. По ним мчатся сотни тысяч паровозов, перевозя из одной местности в другую, из одной страны в другую миллионы пассажиров и всевозможные грузы. Воды морей и океанов бороздят гигантские пароходы - плавающие города. В воздухе летают быстрее птиц и ветра самолеты.
Появились гигантские заводы и фабрики. Предметы, которые в кустарных мастерских изготовлялись единицами, стали выпускаться десятками и сотнями тысяч.
В этом разделе мы расскажем, как используется сила воды и ветра и как самому построить действующие модели водяных и ветряных двигателей различных конструкций.