В 1713 г. молодой рабочий по фамилии Коттер, работавший на этих кранах, придумал хитроумное устройство. Утомлённый однообразной работой, он установил на краны сравнительно длинные рукоятки и концы их связал верёвками с концами балансира машины. Поднимаясь вверх, каждый конец балансира тянул на себя две верёвки. При этом одной верёвкой один кран открывался, а другой верёвкой другой кран закрывался. Ньюкомен заменил верёвки железными тягами, чтобы связь концов балансира с концами рукояток была более жёсткой, а потом и сами краны заменил клапанами. Переключение подачи в цилиндр холодной воды и пара стало автоматическим. Рабочий для открытия и закрытия кранов стал не нужен.

В 1728 г. инженер Гейсон снабдил котёл машины Ньюкомена предохранительным клапаном Папена. Такое устройство паровой машины Ньюкомена сохранялось до середины 60х годов, т.е. около полувека. Подобное долголетие в сфере техники встречается весьма редко и свидетельствует о том, что для своего времени паровая машина Ньюкомена являлась выдающимся достижением.

По данным Смитона, выдающегося инженера той эпохи, который сам внёс большой вклад в совершенствование паровой машины, в Великобритании к 60-м годам XVIII в. работало 130 машин Ньюкоменовской конструкции, в том числе в каменноугольных копях Нью-Кестля – 60, в других каменноугольных копях – 10, в медных рудниках Корнуэлса – 30, на лондонских водопроводных устройствах – 10, в судоремонтных доках – 20. 10 ньюкоменовских машин было вывезено в другие страны.1 Их применение позволило вдвое увеличить глубину английских шахт и рудников.

1 См. Конфедератов И. С. Джеймс Уатт – изобретатель паровой машины. М: изд. АН СССР, 1968. С. 194.

Это значит, что ньбюкоменовские машины увели английскую горнодобывающую промышленность на такую глубину, откуда возвратиться к средневековой технике откачки подземных вод было уже невозможно.

Почему же паровая машина возникла именно в Англии, а не где-нибудь в другой стране? Главная причина состоит в том, что в Англии была широко развита каменноугольная промышленность, чего не было в других странах. Только наличие дешёвого, а иногда просто дарового каменного угля позволило выгодно использовать первые паровые машины – насос Севери, у которого к.п.д. был равен 0,2% и паровую машину Ньюкомена с к.п.д. в 0,3%.

2. Тривальд, Смитон и Уатт -

два основных пути совершенствования техники

На Британских островах залежи полезных ископаемых часто начинаются сразу под почвой и уходят вглубь земли на невероятную глубину. Каменный уголь, медь, железо, олово и другие руды были открыты здесь ещё в раннем средневековье и даже в римскую эпоху. Тогда их можно было добывать с помощью ручной техники, и промышленность ещё тогда стала важнейшим источником жизненных средств для населения Британских островов.

Затем истощились леса, и англичанам пришлось более ста лет мучиться, чтобы перевести чёрную металлургию на минеральное топливо. В это же время шахты и рудники настолько углубились в недра земли, что их стало заливать водой, а запасы каменного угля и руд нисколько не истощались. Приходилось шаг за шагом наращивать мощности водоотливных устройств, чтобы продвигаться вглубь земли вслед за скрывающимися в подземных водах сокровищами. В других странах месторождения полезных ископаемых, известные в ту пору, обычно заканчивались на небольшой глубине. Поэтому там вопрос об увеличении мощности водоотливной техники не стоял так остро, как в Великобритании.

В начале 60х годов XVIII в. английские шахтовладельцы снова оказались накануне разорения. Водоотливная техника снова не справлялась с удалением подземных вод, хотя в шахтах по-прежнему оставались несметные запасы каменного угля и руд. Стало ясно, что повысить мощность насосов можно только на пути дальнейшего применения силы пара.