Ми живемо у світі машин, і їх стає все більше. Машини перевозять людей і вантажі, допомагають будувати будинки та дороги, друкують книги і газети, шиють одяг та взуття, готують їжу ... Що ж приводить в дію всі машини, що змушує їх рухатися, виконувати потрібну роботу? Це робить головна частина машини, її серце -.
Але двигун починає діяти тільки тоді, коли до нього додаються будь-які сили, коли він отримує енергію і перетворює її на роботу, в рух, яке передається сполученим з двигуном частинах машини. Двигун, на який діє сила поточної води, називається водяним, або гідравлічним. Двигун, що перетворює в роботу силу вітру, - вітряним. Це найперші двигуни в історії людства.
Водяний двигун у вигляді насажанного на горизонтальний вал колеса з лопатями, які по черзі випробовують тиск водного потоку, і вітродвигун у вигляді окремих лопатей, укріплених на валу, людина використовувала дуже давно, ще в давні часи, для подачі води на поля, розмелювання зерна на млинах , приведення в дію найпростіших ткацьких верстатів.
Лише близько 300 років тому люди здогадалися використовувати для двигунів теплову енергію (теплоту), яка утворюється при згоранні палива - дров, кам'яного вугілля, нафти і отриманих з неї продуктів (гасу, бензину, дизельного палива). Такі двигуни назвали тепловими. Першим з них була парова машина. У цій машині паливо, що згоряє в топці, нагрівало воду, налиту в котел, а гаряча пара з котла подавався в закритий циліндр то з одного його кінця, то з іншого. Пар тиснув на поміщений в циліндр поршень і рухав його то в один бік, то в іншу. А поршень передавав рух далі - різних механізмів машини.
Слідом за паровими машинами з'явилися двигуни внутрішнього згоряння - газові, бензинові, дизельні. Їх назвали так тому, що паливо подається порціями прямо в циліндр двигуна і там згорає, а які утворюються при цьому гарячі гази переміщують поршень. Зазвичай у двигуна є кілька циліндрів; чим їх більше, тим двигун, як правило, могутніше. На відміну від водяних і вітряних двигунів, які знаходяться завжди на одному місці, теплові двигуни можна легко переміщати з одного місця на інше. Тому винахід двигунів послужило початком створення багатьох транспортних машин. Поява парових машин дозволило побудувати пароплави і паровози, а після появи двигунів внутрішнього згоряння стало можливим створення автомобілів, тракторів, теплоходів, тепловозів, літаків.
Поступово, рік за роком, зростали швидкості транспортних машин і були потрібні все більш потужні теплові двигуни. Чим такий двигун потужніший, тим більше його розміри. Великий і важкий двигун можна було розмістити на теплоході або на тепловозі, але для літака, вага якого обмежений, він вже не годився. Тоді замість поршневих на літаках стали встановлювати реактивні двигуни, які при невеликих розмірах могли розвивати величезну потужність. Ще більш потужними, більш сильними реактивними двигунами забезпечуються ракети, за допомогою яких злітають у небо космічні кораблі, штучні супутники Землі й міжпланетні космічні апарати.
У реактивного двигуна струмінь згоряє в ньому палива з величезною швидкістю вилітає назовні з труби (сопла) і штовхає літак чи ракету. Швидкість космічної ракети, на якій встановлені такі двигуни, може перевищувати 10 км на секунду!
До тепловим двигунам відносяться також парові і газові турбіни, в яких гаряча пара або газ тисне не на поршень в циліндрі, а на лопатки коліс (як у водяного колеса), змушуючи їх обертатися з великою швидкістю. Такі турбіни працюють на теплових електростанціях. А на гідроелектростанціях як двигуни застосовують гідротурбіни. Гідротурбіна схожа на водяне колесо, розташоване горизонтально. Турбіни на електростанціях з'єднані з генераторами - машинами, які виробляють електричний струм, коли турбіни обертають їх робочі частини. Струм тече по проводах, надходить у міста і села, висвітлює будинки та вулиці, нагріває електроплити, розцвічує екрани телевізорів. Одна ж з головних завдань струму, що надходить з електростанцій, - приводити в дію електродвигуни, які, у свою чергу, змусять працювати верстати на заводах і фабриках, електровози і електропоїзди на залізних дорогах, потяги метро, трамваї і тролейбуси, а в наших будинках - швейні та пральні машини, холодильники, електродрилі, вентилятори ...
Електродвигуни хороші тим, що не забруднюють повітря. Тому вони незамінні в машинах, що працюють у приміщеннях. Двигуни внутрішнього згоряння використовуються зараз головним чином на транспорті. Поки транспортних засобів було мало, можна було миритися з тим, що їхні двигуни виділяють багато диму. Але автомобілів і інших «димлять» машин стає все більше і більше і задимленість повітря, особливо в містах, заважає людям нормально жити, тому що шкідливі речовини, які містяться у вихлопних газах двигунів, представляють серйозну небезпеку для здоров'я людини. У різних країнах давно вже думають над тим, як перевести транспорт на електричну тягу, як подавати струм в електродвигуни не по дротах, а іншим способом. І перші електромобілі вже створені.
Є й теплові двигуни, що не виділяють шкідливих речовин, - що працюють на водневому паливі, двигуни зовнішнього згоряння. Ви будете з часом свідками перекладу більшості двигунів транспортних машин на бездимний роботу. Отримають широке поширення «чисті» двигуни, що використовують енергію світла. Мініатюрний електродвигун, який може бути використаний при створенні штучного серця, сконструювали інженери Токійського університету. Цей електродвигун представляє собою циліндр діаметром 9,5 мм і довжиною 50 мм. Основу його механізму становить оригінальний пристрій типу маховика, що приводиться в рух різницею температур усередині і зовні двигуна. Він практично безшумний у роботі