Historie | Osobnosti vědy a techniky

Jak lidstvo zkrotilo páru: První pokusy o sestrojení parního stroje

  • Zapřáhnout páru do služeb lidstva, to je myšlenka stará dvě tisíciletí
  • Je opravdovým paradoxem, že spoutání páry se lidstvu povedlo v jistém směru ještě dříve, než vody a větru
  • Cesta k prvnímu opravdovému parnímu stroji však rozhodně nebyla jednoduchá
Kapitoly článku

Zapřáhnout páru do služeb lidstva, to je myšlenka stará dvě tisíciletí. Pravda, vítr či voda pracovaly ve prospěch lidí ještě déle, nicméně tyto dva zdroje měly své limity. Ten nejdůležitější spočíval v tom, že často nebyly k dispozici tam, kde bylo pomoci zapotřebí. To zprvu nevadilo, ale v sedmnáctém století se v Anglii objevil zásadní problém, který bylo nutné vyřešit. Vítr ani voda zde nemohly pomoci. Ten druhý z živlů byl za něj dokonce zodpovědný. Musela pomoci pára.

Je opravdovým paradoxem, že spoutání páry se lidstvu povedlo v jistém směru ještě dříve, než vody a větru. Respektive, ještě dříve, než se staly běžnými větrné či vodní mlýny a další stroje poháněné těmito živly, vymyslel jistý velmi šikovný starověký vědec takový malý přístroj. Vlastně hračku.

Jmenoval se Hérón z Alexandrie, působil v místním Múzeiu, a pokud by si s některým ze svých starověkých učených kolegů výtečně rozuměl, byl by to Archimédes. I Hérón měl totiž v oblibě konstrukci různých strojů či mechanických hraček, čímž mezi starověkými učenci stejně jako Archimédes zásadně vynikal. To se tehdy prostě nenosilo. Bohužel, ti dva se nikdy nepotkali, neboť je dělila tři staletí. Ačkoliv neznáme přesná Hérónova životní data, víme, že v Alexandrii působil v prvním století našeho letopočtu.

Při svých experimentech sestrojil něco, co je dnes považováno za předchůdce parního stroje, případně parní turbíny. V kotli nechal vařit vodu a nad něj umístil malou kouli, do níž přivedl vznikající páru. Koule byla uložena na ose, umožňující její otáčení, a byly z ní vyvedené dvě malé trysky. Když se pod kotlem zatopilo, roztočila unikající pára kouli jako káču. Opravdu hezká hračka! Hérón ji nazval aeropílie a tím to pro něj bohužel skončilo.

Proč, proboha? První, sice téměř neúčinný, ale přeci jen reálně fungující parní stroj, a předváděný jen pro pobavení? Proč nebyl vylepšen a zapřáhnut, aby pomáhal lidem s těžkou prací? Dnes něco takového nechápeme, ale jak jsme si řekli, Hérón žil v době vrcholu Římské říše.

Na těžkou práci tu měli otroky, nějaké stroje prostě nepotřebovali. Ba co víc, dokonce o ně vůbec nestáli! Například císař Traján (vládnoucí jen pár let po Hérónově smrti) bránil stavbě větrných a vodních mlýnů. Prý berou otrokům práci... Muselo uběhnout přes půldruhého tisíciletí, než se doba zásadně změnila.

Gerbertus, da Vinci a ti další

Ne snad, že by se mezitím o zapřáhnutí páry nikdo nesnažil. Ve dvanáctém století například zmínil jakýsi Vilém z Malmesbury, že v katedrále v Remeši jsou provozovány varhany, poháněné proudem vzduchu (asi spíše páry), který vzniká zahříváním vody. Vše prý bylo postaveno jakýmsi učencem jménem Gerbertus. Prý.

Ani Leonardo da Vinci se nenechal zahanbit a vymyslel parní kanón – do rozžhaveného kanónu utěsněného koulí se měla nalít voda. No, při vší úctě ke geniálnímu mozku, střelný prach fungoval poněkud spolehlivěji a nehrozilo, že se spálíte.

Jen o něco později muslimský učenec Taqí al-Dín navrhl jakýsi základ parní turbíny – na lopatkové kolo měl být přiveden proud páry, čímž by se kolo roztočilo. Stejný návrh oživil o století později John Wilkins. Všechno pochopitelně od zeleného stolu, jen na papíře. Stále tu totiž scházel ten základní impuls, ta nutnost, proč experimentovat a zapřahovat páru, když si lze vystačit se silou paží, větrem či vodou.

V sedmnáctém století, v Anglii, ale nastal nečekaný problém. Už samozřejmě byly dávno známé vodní a větrné mlýny, byly široce používané. Vodní kola poháněla i další mechanismy jako například kladiva hamrů a podobně. Jenže ne všude se dala použít.

To zas tak nevadilo, když nemůže Mohamed k hoře, musí hora k Mohamedovi – průmysl se prostě rozvíjel v místech, kde bylo vody či větru dost. Jenže ne vše lze takto přestěhovat. Například s takovým dolem se těžko hýbe.

A to byl právě ten problém. V sedmnáctém století, ještě před počátkem průmyslové revoluce, stoupala v Anglii prudce spotřeba železné rudy i uhlí. To druhé bylo přitom velice překvapivé – uhlí se v této době nikde na kontinentě nepoužívalo.

Angličané ale už objevili, že se může šikovně využít k topení, a vzhledem k nedostatku lesů jim nevadilo, že přitom nepříjemně páchne. Ostatně, ty lesy ubývaly kvůli výrobě železa, což bylo zárodkem dalšího z tehdejších problémů, ale ten si necháme na jindy.

Problém bylo, že při té intenzivní těžbě museli horníci kopat níž a níž, až narazili na spodní vodu. Většina tehdejších dolů s ní bojovala. Existovala jediná možnost, jak ji vyčerpat – zapřáhnout koně do pohonu kol napojených na pumpy. Každý majitel dolu tedy potřeboval k těžbě kus lesa na výdřevu, velké stádo koní a k tomu mnoho luk na seno. Ale kopalo se stále níž a koňská síla přestávala stačit. Majitelé dolů volali o pomoc.

Témata článku: Technologie, Historie, Lidé, Osobnosti vědy a techniky, Koňská síla, Anglie, Praktické nasazení, MRAM, Celý stroj, Zásadní záležitost, Archimedes, Železná ruda, Nízká účinnost, První století, Muslim, Pohon kol, Podporovatel, Nízká úroveň, Leonardo da Vinci, Řím, Jediná možnost, Stroj, Velký zájem, Geniální mozek, Hora