화약 엔진

Gunpowder engine

화약 엔진은 화약을 연료로 사용하는 내연 엔진의 일종으로 폭발 엔진 또는 후이겐스의 엔진으로도 알려져 있다. 이 개념은 1600년대에 처음 탐구되었는데, 가장 두드러진 것은 네덜란드의 유명한 다산술 크리스티아안 후이겐스였다. 조지 케일리는 1800년대 초 항공기 엔진으로 이 디자인을 실험하기도 했으며, 짧은 시간 동안 작동하는 모델을 만들었다고 주장한다. 기존 카보레트 가솔린 엔진을 화약으로 구동할 수 있다는 주장도 꾸준히 제기되지만 성공적인 전환의 예는 기록될 수 없다.

가장 이른 언급

화약 엔진은 여러 사람이 독자적으로 개발한 많은 이전의 사상과 과학적 발견에 기초하고 있다.

초기 장치는 무게만 들어올리고/또는 지탱하는 것(대개 물리학을 연구하고 시연하기 위한 것)만을 목표로 한 반면, 엔진은 만족스럽게(대개 유용한 일을 하려는 의도로) 작업을 하는 것을 목표로 했다.

무게를 들어 올릴 수 있는 진공 장치

레오나르도 다빈치는 1508년에 대포통, 화약을 이용해 "불과 함께 무거운 짐을 들어 올리는 장치"를 묘사했다.[1][2][3]

갈릴레오 갈릴레이는 진공 상태를 이용해 무게를 들어올리는 실험을 철저히 했다.[1] 오토 폰 게리케는 실질적으로 진공 상태를 연구했지만, 펌프를 사용하여 진공 상태를 만들었다.[4]

로버트 훅은 불에 의해 남겨진 '진공'을 번역하는 구절을 감췄다. 그의 1676년 저서 "헬리콥터와 기타 계기 설명"에서.[5][6][7][8]

초기 엔진

화약 엔진에 대한 최초의 언급은 1661년 사무엘 몰랜드의 것으로 보인다. 이것은 오로지 찰스 2세가 1661년 12월 11일 화이트홀에서 받은 특허 서한만으로 구성되어 있다. 이 "엔진"에 대한 다른 정보는 남아 있지 않지만, 설명에는 물을 끌어내기 위해 진공과 분말을 사용하는 것이 포함된다.[9][10]

다음으로 알려진 언급은 1678년 장 드 오트페우유가 베르사유 공급을 위해 센 강에서 물을 끌어올리는 문제에 대한 해결책으로 제시한 것이다. 그는 두 가지 아이디어를 제시했는데 하나는 몰랜드의 아이디어처럼 진공 상태를 이용한 것이고, 하나는 한쪽은 물이 있고 다른 하나는 공기가 있는 U자 모양의 관을 사용한 것이다. 공기로 가득 찬 쪽에서 화약에 불이 붙었을 때, 압력의 상승은 물을 반대쪽으로 몰았다.[11]

초기 증기기관 설계와 마찬가지로 이들 엔진은 화약에 의해 생성된 공기나 진공 상태를 이용해 물을 직접 들어 올렸다. 가스 압력의 힘을 필요한 기계적인 형태로 변환하는 현대 엔진의 방식에는 기계적인 부품이 없었다.[12]

후이겐스와 파핀

후이겐스의 화약과 공기 엔진

1671년 데니스 파핀은 파리 왕립도서관 아카데미에서 실험 큐레이터 크리스티안 후이겐스 밑에서 일하게 되었다.[13] Huygens는 파핀을 공기와 진공에 대한 연구 노력을 수행하는 과제에 착수했다. 당시 국제 연구는 널리 퍼져 있었다.[14] 실험의 일환으로 파핀은 작은 철과 구리 용기에 점등된 소량의 화약의 힘을 측정했다. 파핀은 1674년 진공에 관한 새로운 실험에 이러한 모든 실험에 대한 설명을 실었으며, 그것을 만드는 데 사용된 기계들에 대한 설명을 곁들여 발표했다.[15]

파핀은 출판 직후 런던으로 이주했고,[16] 그때부터 증기 개발에 더욱 관여하게 되었다. 그의 발전이 초기의 증기기관으로 가는 길을 가리켰지만, 파핀 자신은 증기의 잠재열에 더욱 관심을 갖게 되었고 최초의 압력솥인 '스팀 디제스터'를 개발하였다. 그는 또한 일련의 분수, 펌프, 그리고 유사한 장치들을 포함하여 공기압을 작동 유체로 사용하는 많은 장치들을 구상했다.

파핀 부분에 대한 입자 연구의 더 이상의 예가 없음에도 불구하고, 그는 고트프리드 빌헬름 라이프니즈와 이것과 다른 주제에 대한 지속적인 서신을 계속했다. 라이프니즈는 어느 순간 파핀이 더 발전하는 데 관심을 갖도록 노력했다. "그렇지만 나는 무슈르, 모든 사람들이 그들의 승인을 얻도록 강요하고 사물의 상태를 진정으로 변화시킬 수 있는 더 많은 일을 맡도록 조언할 것이다." 공압 기계와 화약을 결합하고 차량에 화력을 가하는 두 가지 항목은 정말 이런 성질의 것일 것이다."[17] 파핀은 패들 휠 보트의 작은 모델을 만들었지만 엔진의 종류는 명시되어 있지 않다고 대답했다.

후이겐스 엔진

1682년 휴겐스 화약 엔진의 시연으로, 화약 dram이 8명의 소년들을 공중으로 끌어올릴 수 있을 만큼 충분한 진공을 만들어낸다.

그러나 Huygens는 진공청소기의 기계적 힘, 그리고 화약을 사용하여 화약을 만들 수 있는 가능성에 관심을 갖게 되었다. 1678년에 그는 피스톤을 포함하는 수직 튜브로 구성된 화약 엔진의 윤곽을 그렸다. 화약을 튜브에 꽂아 밑동 작은 구멍을 통해 대포처럼 불을 붙였다. 팽창하는 가스는 피스톤이 상단 부근의 지점에 도달할 때까지 튜브를 위로 구동시킬 것이다. 여기서 피스톤은 튜브에 남아 있는 뜨거운 가스가 빠져나갈 수 있는 구멍을 열었다. 이제 닫힌 실린더의 냉각 가스에 의해 형성된 피스톤의 무게와 진공상태는 피스톤을 다시 튜브 안으로 끌어들여 시험 질량을 들어 올려 동력을 공급했다.[18]

소식통에 따르면 이런 종류의 엔진의 단 하나의 예가 1678년 또는 79년에 대포를 실린더로 사용하여 건설되었다고 한다. 실린더는 화약이 앉아 있는 밑바닥에 붙들어져 있어 경쾌한 적재 디자인이 되었다. 가스들은 통의 꼭대기에 부착된 두 개의 가죽 튜브를 통해 탈출했다. 피스톤이 그들에게 도달했을 때 가스가 관을 열어젖혔고, 압력이 떨어졌을 때 중력이 가죽을 아래로 잡아당겨 튜브가 실린더 옆으로 처져 구멍을 막았다.[18]

Huygens는 1680년에 그의 발명품인 Methods of Firewall and Air에 의한 새로운 동기 파워에 관한 논문을 발표했다.[19] 1682년까지 이 장치는 높이 7, 8피트, 지름 15, 18인치 크기의 원통형 안에 있는 드램(온스의 1/16)의 화약이 밧줄 끝을 잡고 있는 7~8명의 소년(또는 약 1,100파운드)을 공중으로 끌어올릴 수 있다는 것을 성공적으로 보여주었다.[20] 그러나 현대 정보원들 사이에서는 엔진을 만들 수 있었는지 여부에 대해 상당한 논쟁이 벌어지고 있다. 피스톤을 실린더 안에 밀봉하는 것은 현대 오락에서 매우 어려운 문제임이 입증되었다.[21]

이때부터 초기 화약 엔진에 대한 언급은 거의 찾아볼 수 없다. 특히 1712년 대기 엔진이 도입된 후 증기의 사용은 모든 추가 개발 노력을 포착했다.

케이리

그의 동력 비행 조사의 일환으로, 조지 케일리는 증기 엔진의 낮은 중량 대 중량 비율에 대해 우려하면서, "증기 엔진이 대부분의 이동 목적에 비해 너무 무겁고 충분하다는 것이 입증되었다"[22]고 불평했다. 그는, 그리고 빠르게 가장 선호되는 해결책으로서 화약 엔진에 간단한 및이 없어서 곤란하고, 작은 규모의 항공술에, 나는 건설 한 화약의 힘;열이 약간의 예비 실험의 목적에 대한 첫번째라 되는 것은 언급하며 정착했다 새로운 엔진 설계 1807년부터 개발을 시작했다.그것에 의해 d다량의 공기에 작용하는 s 폭발이 채용되었다."[23]

그의 노트는 Huygens 등의 노트에 비해 상당히 개선된 디자인을 보여준다. 케일리의 설계에서는 두 개의 실린더를 다른 실린더 위에 하나씩 배치하고, 하단부는 연소실 역할을 하며, 상단에는 피스톤이 들어 있었다. 작은 화약전하가 하부 실린더 바닥에 유입되어 촛불로 가열된 뜨거운 막대에 의해 불이 켜졌다. 팽창된 기체가 피스톤을 밀어올렸고, 이 에너지는 큰 활에 포획되어 사실상 활을 다시 발사하려는 듯 끌어당겼다. 활시위는 가스가 빠져나와 식으면서 피스톤 로드를 다시 아래로 밀어내려 사이클을 완료했다.[24]

이후 버전에서, Cayley는 지속적인 자전거 타기의 문제를 해결하려고 시도했다. 이 버전에서는 연소실을 동력 실린더의 측면에 위치한 별도의 실린더로 제거하였다. 화약은 이 방의 상부에 저장되었고, 소량을 계량하여 아래의 연소 구역으로 떨어졌다. 그런 다음 뜨거운 가스를 연소 영역에서 동력 실린더로 파이프로 내보냈다. 이것은 공통 피스톤 로드에 있는 두 개의 피스톤으로 구성되었고, 가스는 실린더의 다른 면으로 흘러들어 이중 작동 엔진을 형성한다.[22]

케일리는 편지에서 이러한 디자인들 중 하나를 만들었다고 진술했지만(그것은 언급되지 않았지만), 잘 작동하지 않았다고도 진술했다.[22] 시간이 지나면서 그는 엔진을 사용하여 여러 대의 비행 기계를 설계했지만, 더 큰 작동 모델은 시도되지 않은 것으로 보인다.[25]

파인 등

토마스 페인은 기존의 엔진보다 물레바퀴와 더 닮은 완전히 새로운 형태의 엔진 설계를 도입했다. 페인의 엔진에는 바퀴 주위에 컵처럼 생긴 연소실이 줄줄이 배치되어 있었다. 바퀴가 돌아가자 각 컵은 중앙 용기에서 소량의 화약을 받아 불을 붙였다.[26]

이 문헌에는 화약 엔진에 대한 언급이 많이 들어 있지만, 작동에 사용된 것은 없는 것으로 보인다.

현대 엔진에서

기존의 가솔린 엔진을 화약으로 가동할 수 있다는 발상은 지속적인 논의의 대상이다. 그것은 에피소드 63에서 신화 버스터스에 의해 취조되었고, 여러 번의 시도 끝에 "버스트"[27]로 여겨졌다.

웹링크

참조

인용구

  1. ^ a b http://www.eoht.info/page/Da%20Vinci%20engine
  2. ^ O'Malley, Charles Donald (1969). "Leonardo's Legacy: An International Symposium".
  3. ^ "Hooke principle - Hmolpedia".
  4. ^ http://www.eoht.info/page/Gunpowder%20engine
  5. ^ "Hooke principle - Hmolpedia".
  6. ^ Inwood, Stephen (4 March 2011). The Man Who Knew Too Much: The Strange and Inventive Life of Robert Hook 1653 - 1703. ISBN 9780330532181.
  7. ^ Hooke, Robert (1676). A description of helioscopes, and some other instruments. printed by T.R. for John Martyn. Bibcode:1676dhso.book.....H. doi:10.3931/e-rara-2171.
  8. ^ 32페이지, 목록 항목 10은 라틴어로 된 애너그램으로, 라틴어로 해독된다.
  9. ^ 1881년, 페이지 17–18.
  10. ^ "Samuel Morland - Biography, History and Inventions".
  11. ^ 1881년, 페이지 18-20.
  12. ^ 1881년, 페이지 20.
  13. ^ 1881년, 페이지 11.
  14. ^ 1881년, 페이지 1을 갤러웨이하라.
  15. ^ 1881년, 페이지 15.
  16. ^ 1881년, 페이지 16.
  17. ^ 1979년 12월, Fusion, Philip Valenti, "Leibniz, Papin and Steam Engine: 영국의 과학 파괴 사례 연구"
  18. ^ a b 1881년, 페이지 22.
  19. ^ 1881년, 페이지 21.
  20. ^ 1881년, 페이지 24.
  21. ^ "에피소드 63: 공기 실린더 로켓, 화약 엔진", 주석 처리된 신화 버스터즈
  22. ^ a b c 디 2007, 페이지 86.
  23. ^ ""First Flight"". Archived from the original on 2012-08-11. Retrieved 2012-08-21.
  24. ^ 디 2007, 페이지 86-87.
  25. ^ 디 2007, 페이지 243.
  26. ^ 엘버트 허바드, 1908년, 페이지 326, "토머스 파인의 집으로 가는 작은 여행"
  27. ^ "에피소드 63: 에어 실린더 로켓, 화약 엔진", 2006년 10월 18일

참고 문헌 목록