Текст книги "Заклятие Фавна"

Автор книги: Анатолий Томилин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 18 страниц)

Впрочем, до берегов Нового Света он не добрался и осел в Париже. Его преследует мысль об упрощении существующей системы электрического освещения дуговыми лампами – освободить светильники от громоздких, сложных, а следовательно, и дорогих автоматических регуляторов…

Легенда рассказывает, что однажды в небольшом парижском кафе Павел Николаевич положил рядом два длинных карандаша. Положил просто так, без определенной цели. Он их сдвинул, подровнял так, чтобы очиненными концами они смотрели в одну сторону, и вдруг понял, что перед ним – модель дуговой свечи, для которой не нужен никакой регулятор. В марте 1876 года Павел Яблочков получил французский патент на новый источник света – электрическую свечу без регулятора. Успех этого простого до крайности прибора превзошел все ожидания. В апреле физик Ниоде рассказал о свече Яблочкова на заседании во Французском физическом обществе. Фирма Бреге, в которой Павел Николаевич работал с момента поселения в Париже, отправила его в Лондон на выставку учебных пособий, где он был представителем фирмы. И здесь, на выставке, широкая публика впервые увидела «электрическую свечу Яблочкова», которую тут же окрестили «русским светом». О новом изобретении заговорили, им заинтересовались. Во Франции возникла компания по эксплуатации «свечи», которая получала огромные прибыли. Яблочков стал богат.

Внедрение в практику электрического дугового освещения дало мощный толчок к развитию и другой, сопутствующей техники. Возникший спрос на «световые машины» быстро продвинул совершенствование электрогенераторов. Чтобы замедлить сгорание углей, Яблочков перевел питание свечи на переменный ток. Теперь они сгорали равномерно. А на машины переменного тока, которые до того никому не были нужны, неожиданно возник громадный спрос.

Нужно было найти способ «дробления света», и Яблочков разрабатывает системы распределения тока с помощью индукционных катушек и конденсаторов. Дела его шли поистине прекрасно. Лучшего не стоило и желать…

Но Павел Николаевич страстно желал возвратиться на родину. Он хотел взять реванш за постигшие его неудачи. Став богатым человеком, Яблочков решил выкупить свои привилегии у компаньонов и создать товарищество в России. В конце концов, это ему удалось. Он вернулся без денег, но зато единственным хозяином своего изобретения. Вот как описывает его возвращение Владимир Николаевич Чиколев: «Он поселился в роскошных апартаментах „Европейской гостиницы“, и кто только не бывал у него: светлости, сиятельства, высокопревосходительства, превосходительства без числа, городские головы… Яблочкова всюду приглашали на расхват, везде продавались его портреты, в газетах и журналах ему посвящались сочувственные, а иногда и восторженные статьи…»

Наконец круг пайщиков был определен, капитал собран и было учреждено товарищество «Яблочков-изобретатель и К°». Мастерские стали в большом количестве изготавливать и выпускать осветительные приборы его конструкции. К Яблочкову перешел на работу Лодыгин. В мастерских собралось немало по-настоящему талантливых инженеров и техников. Не было только финансистов среди них…

Скоро дела товарищества стали прихрамывать. После Парижской выставки 1881 года, где были выставлены первые лампы накаливания, Яблочков вдруг сам понял, что его путь неверен. И охладел к идее. А это обстоятельство немедленно привело компанию к гибели.

В 46 лет Яблочков тяжело заболел и переехал в свое запущенное имение в Саратовской губернии, но наладить там хозяйство не сумел. За два года до смерти он писал: «Проработав всю жизнь над промышленными изобретениями, на которых многие люди нажились, я не стремился к богатству, ко я рассчитывал, по крайней мере, иметь, на что устроить для себя лабораторию, в которой я бы мог работать не для промышленности, ко над чисто научными вопросами, которые меня интересуют. И я, возможно, принес бы пользу науке, как я это сделал для промышленности. Но мое необеспеченное состояние заставляет оставить эту мысль… Я в настоящее время имею на личном счету только нищету, грудную болезнь… Вот мой баланс за 17 лет работы…»

Не лучше сложилась судьба и у Лодыгина. Он уехал в Париж, где поступил на работу на ламповый завод. Позже перебрался в Америку. В 1906 году вернулся в Россию, но не прижился на должности заведующего трамвайной подстанцией и снова уехал. Умер он за границей в безвестности.

Проблему «разделения электрического тока», или «дробления электрического света», удалось решить талантливому конструктору и большому специалисту в области новой техники Владимиру Николаевичу Чиколеву. Он начинал свою работу в ту пору, когда так называемая электротехника сильных токов только начинала свое развитие. Чиколев еще в 1869 году сконструировал очень удачную дифференциальную систему регулирования дуговых ламп, при которой обеспечивалась автономная стабилизация режима для каждой лампы, независимо от того, сколько их включено в цепь.

Дело в том, что, поскольку для горения дуги требовалось напряжение 35-55 вольт, а генератор давал примерно 100-110 вольт, в одну цепь включались две-три дуги последовательно. Но в этом случае стоило погаснуть одной из них, как переставали работать и другие. Дифференциальный регулятор Чиколева позволял обойти эти трудности. Дуговые источники с регуляторами Чиколева нашли широкое применение в прожекторах. Эти работы Владимира Николаевича остались основополагающими в теории и широко применялись на практике.

Чиколев, как и другие русские ученые, много времени и сил отдавал общественной и популяризаторской деятельности. Он читал лекции, составлял справочники и инструкции по электротехнике и освещению, был первым редактором журнала «Электричество». Владимир Николаевич считал, что электричество облегчит участь рабочего человека, избавит его от изнурительного физического труда. В своей популярной книге «Не быль, но и не выдумка» он писал: «Не мы ли должны поощрять, указывать, настаивать на употреблении и развитии всех тех применений электричества, которые замещают рабов, которые уменьшают страдания рабочих».

В 1898 году во время поездки на дрезине он попал в аварию. Умер Чиколев в возрасте 53 лет.

Большие заслуги в области прикладной электротехники принадлежат Николаю Николаевичу Бенардосу и Николаю Гавриловичу Славянову. Более старший по возрасту, Бенардос обладал великолепным талантом изобретателя. Ему принадлежат более 100 изобретений в различных отраслях техники. Главным среди них и любимейшим являлась, несомненно, дуговая сварка.

Николай Николаевич работал над изобретением аккумуляторов для электрического освещения, когда ему в голову пришла идея «способа соединения и разъединения металлов непосредственно действием электрического тока», названного им «электрогефест». Небогато оборудованная мастерская Бенардоса, где он работал, помещалась в небольшом здании фабричного типа. Посетивший ее Д.А. Лачинов перечислял: паровая машина мощностью 20-23 лошадиные силы, которая приводила в действие электрический генератор; параллельно генератору изобретатель подключил батарею из 200 аккумуляторных банок собственной конструкции. Они работали в качестве буфера, принимая на себя резкие толчки при изменении тока. Три сварочных поста, снабженные всем необходимым оборудованием, были смонтированы в мастерской. «Самый опыт, – пишет Лачинов, – производит необычайное впечатление на неподготовленного зрителя. Допустим, что спаиваются два железных листа встык: сложив их краями, мастер берет паяльник в руку и прикасается им ко шву. В то же мгновение из угля со взрывом вырывается голубоватая вольтова дуга более сантиметра толщиною, окруженная широким желтым пламенем и по временам достигающая 5-6 сантиметров длины (2, 5 дюйма). Управляемая рукою мастера, дуга начинает лизать линию спайки; то место, к которому она прикоснулась, мгновенно плавится, испуская ослепительный свет и разбрасывая снопы искр, причем жидкое железо протекает в скважину между листами и соединяет их. Таким образом мастер проводит дугою вдоль всего шва, который предварительно посыпает мелким песком, служащим для растворения окалины… Вообще, что касается применений „электрогефеста“, то они так разнообразны, что трудно высказать о них даже догадки. На первый раз, по-видимому, напрашивается применение этого способа к изготовлению паровых котлов не клепаных, а паяных, к починке котлов и частей машин на месте, далее – к соединению между собою судовых частей, наконец, быть может, к устройству орудийных станков, если не самих орудий… В настоящее время идет речь о том, нельзя ли изготовить кавказский нефтепровод при помощи „электрогефеста“…» Прекрасное предвидение! Многое из того, о чем говорил Д. А. Лачинов, было осуществлено спустя полвека.

Имя Бенардоса получает широкую известность не только в России, но и за границей. В Петербург приезжают инженеры и ученые из разных стран, знакомятся с его изобретением. На предложенный им способ сварки он получает патенты кроме России еще во Франции, в Бельгии, Великобритании, Италии, Германии, Швеции, Норвегии, Дании, Испании, Швейцарии, Австро-Венгрии и Америке.

А изобретатель тем временем работает сначала на заводе Русского электротехнического общества, созданного Яблочковым, потом на заводе товарищества «Электрогефест», членом которого был и он сам. Бенардос разработал и предложил множество способов сварки, в том числе и сварку металлическими электродами на переменном токе, несколько систем сварочных автоматических устройств. Многие его идеи опередили свое время и были реализованы значительно позже.

На IV Электрической выставке в 1892 году Николай Николаевич Бенардос был удостоен высшей награды Русского технического общества – золотой медали. А в 1899 году Петербургский электротехнический институт присвоил ему звание почетного инженера-электрика.

25 августа 1891 года в Петербурге была выдана привилегия № 87 на электрическую отливку металлов, В заявке говорилось: «…одним или обоими электродами служат при этом способе стержни из самого материала, предназначенного к отливке или для заливки раковин и проч…Материалом отливки по предлагаемому способу может служить всякий металл или сплав, который должен быть изготовлен в форме более или менее длинных стержней… разной толщины, в зависимости от силы употребляемого тока и от величины отливаемой вещи. Эти стержни представляют один из электродов автоматически регулируемой вольтовой дуги, действием которой они быстро расплавляются…»

Привилегия выдана на имя горного начальника орудийного завода в Мотовилихе Николая Гавриловича Славянова. Главное отличие предложенного им способа заключалось в том, что металлы, нагреваемые электрической дугой, не непосредственно соединяются в шов, а заливаются жидким металлом.

Служебное положение Славянова позволяло ему вести работы по своему способу сразу же в большом масштабе и для самых разнообразных целей. На подчиненном ему заводе была организована специальная электролитейная фабрика, вполне удовлетворительно оснащенная по возможностям своего времени.

Славянов также получил патенты па свой способ «электрической отливки» металлов кроме России еще и во Франции, в Англии, Германии, Австро-Венгрии, Бельгии. Он написал книгу «Электрическая отливка металлов.».

В свое время оба изобретателя были соперниками в прикладной электротехнике. И тот и другой работали над сходными проблемами. Труды Н.Г. Славянова также получили медаль и почетный диплом на той же IV Электрической выставке в 1892 году, что, конечно, не улучшило отношений между изобретателями.

Однако теперь, когда прошло уже много лет, оба имени – и Бенардоса, и Славянова – заняли подобающие им места в истории техники. Сварка по способу Славянова стала одним из основных технологических процессов современной промышленности. Советское правительство учредило в учебных заведениях, имеющих сварочную специальность, стипендию имени Н.Г. Славянова. И мы вправе гордиться обоими инженерами – пионерами электротехники, работавшими и творившими в нашей стране.

Мы уже говорили о нерешенной задаче понижения высокого напряжения у потребителя на конце линии. И здесь не последнюю роль сыграл русский физик…

В 1848 году известный французский механик Генрих Румкорф, занимавшийся в Париже изготовлением различных физических приборов, изобрел новый прибор. Он намотал на железный сердечник изолированной проволокой две обмотки. Одну – первичную – из толстой проволоки с небольшим количеством витков, другую – вторичную – из тонкой проволоки, но с очень большим количеством витков. К концам первичной обмотки он присоединил гальваническую батарею с прерывателем. А концы вторичной обмотки вывел к разряднику, состоящему из острия и диска. Как только по первичной обмотке из толстого провода начинал идти прерывистый ток, на концах вторичной обмотки возникало высокое напряжение, которое вызывало длинные голубые искры, с треском проскакивающие между острием и диском разрядника. Причем, чем больше витков имела вторичная обмотка, тем выше оказывалось на ней напряжение.

Индукционная катушка Румкорфа оказалась замечательным прибором для физиков. И ее автор получил денежную премию имени Вольты от Парижской Академии наук, хотя никакого особого изобретения тут не было, Ведь еще Фарадей, открывая закон электромагнитной индукции, использовал железное кольцо – сердечник с двумя обмотками. Замыкая и размыкая электрическую цепь в первой, он получал кратковременные всплески тока и во второй… Тем не менее индукционная катушка Румкорфа была признана самостоятельным, аппаратом и скоро стала непременным участником опытов с электричеством во всех странах.

В Московском университете на кафедре физики работал в конце века препаратором Иван Филиппович Усагин. Крестьянский сын, да еще и сирота, выученный из милости московским профессором физики Любимовым, он долгое время был лаборантом у профессора Столетова, усвоив от этого передового ученого много прогрессивных идей.

В 1882 году Усагин – уже заведующий физической мастерской университета. И вот тогда же, намотав на железный сердечник две обмотки и применив их для понижения и повышения напряжения, Иван Филиппович создал самый настоящий трансформатор. Он его успешно применил для устройства осветительной сети павильонов и территории Всероссийской промышленно-художественной выставки в Москве и в заключение получил диплом, подписанный от имени жюри выставки профессором К.А. Тимирязевым: «За успешные опыты электрического освещения через посредство отдельной индукции и в поощрение дальнейшей разработки этого метода».

Диплом даром не пропал. Иван Филиппович доработал свое изобретение, усовершенствовал конструкцию. К сожалению, получение заграничных патентов было связано с денежными затратами, а средств на это Усагин не имел. Да и не думал он о получении привилегий. Вместо свидетельства у него в руках скоро оказался второй диплом – «За открытие трансформации токов», подписанный К.А. Тимирязевым, Н.Е. Жуковским и другими русскими учеными.

Работая на кафедре физики, Иван Филиппович Усагин всей душой сочувствовал выходцам из народа, рвавшимся к науке. Вот почему после Великой Октябрьской социалистической революции он сразу же вступил в партию большевиков и до самой смерти, последовавшей, к сожалению, уже в 1919 году, немало потрудился над тем, чтобы путь в науку сделать доступным для простых людей.

Изобретение И.Ф. Усагина за границей не было известно. И в 1884 году французский инженер Голард вторично открыл принцип трансформации и построил аппараты, весьма схожие с приборами Усагина. У конструкторов линий электропередачипоявилась возможность осуществить передачу электрической энергии по проводам высоким напряжением и малым током. Это обстоятельство сразу выдвинуло переменный ток на передовые позиции. Но большинство фирм как в Европе, так и в Америке были заняты изготовлением приборов и аппаратов, работающих на постоянном токе. И вот среди капиталистических компаний разворачивается бешеная конкурентная борьба. Владельцы станций постоянного тока скупают за любые деньги патенты на трансформаторы и прячут их, стараясь похоронить это изобретение и не выпустить на арену переменные токи. Пропагандируются и гипертрофируются трудности создания двигателей на переменном токе. Принципиальные конструкции их существовали, но для широкого применения они не годились, поскольку не могли самостоятельно запускаться. Правда, венгерские инженеры М. Дери и О. Блатя предложили применять в сетях переменного тока коллекторные двигатели с последовательной обмоткой возбуждения, но они так искрили, что вызывали страх у эксплуатационников. Создалась ситуация, когда, казалось, все развитие электропривода зависит от создания переменного тока. Но когда жизнь ставит перед людьми задачу, она непременно решается. Так должно было быть и на этот раз.

В 1888 году почти одновременно на разных континентах состоялись два публичных выступления на одну и ту же тему – открытие вращающегося магнитного поля.

Еще Араго в свое время обратил внимание, что если вблизи от магнитной стрелки быстро вращать немагнитный медный диск, то стрелка тоже начинает вращаться. Объяснить это явление в то время никто не мог. И вот этот-то опыт и решил повторить профессор Галилео Феррарис из Турина, где он организовал первое в Италии электротехническое училище, в котором преподавал сам и вел научные изыскания. Изучив «эффект Араго», Феррарис пришел к заключению: в медном диске при вращении наводятся индукционные токи от намагниченной стрелки. Эти токи создают в свою очередь собственные магнитные поля, которые взаимодействуют с полем стрелки и увлекают ее за собой. Профессор Феррарис решает сделать все наоборот – крутить магнит, поставив рядом с ним медный диск. Сейчас нам кажется очевидным, что диск должен начать вращаться. Так и случилось.

Примерно тем же занимался и молодой сербский инженер Николай Тесла, работавший в лаборатории американской фирмы, заинтересованной в производстве аппаратуры переменных токов.

Следующие эксперименты развивались примерно по такому пути. Представим себе две катушки с одинаковым количеством витков. Оси их расположены перпендикулярно одна к другой. Если теперь пропустить по обеим катушкам переменный ток со сдвигом по фазе на четверть периода, то есть так, чтобы в то время, когда в одной катушке синусоида переменного тока достигала своего максимума, в другой она проходила бы через ноль, то оба тока создадут вращающееся магнитное поле. Магнитная стрелка, помещенная внутри катушек, будет быстро вращаться, доказывая его существование.

Доктор Феррарис построил двигатель, поместив внутрь катушек медный цилиндр. Получил двухфазный двигатель с хорошим пусковым моментом.

Тесла исследовал различные схемы многофазных систем и также признал наиболее рациональной из всех двухфазную. Вот об этих-то работах и докладывали оба исследователя в разных концах земли.

Открытием вращающегося магнитного поля заинтересовались электрики всего мира.

В то же время в Германии руководители бурно развивающейся берлинской фирмы «АЭГ» рыскали по всей стране в поисках молодых талантов. Их внимание привлек скромный ассистент Дармштадтского высшего технического училища Михаил Осипович Доливо-Добровольский, из русских, приехавший в Дармштадт еще в 1881 году и окончивший то же училище. Молодой русский зарекомендовал себя серьезным исследователем в области электрохимии, а затем и общей электротехники. Он хорошо читал лекции и руководил практическими занятиями студентов. Собрав о нем необходимые сведения, руководство «АЭГ» предложило Доливо-Добровольскому пост шеф-электрика фирмы. И Михаил Осипович соглашается. Голова его полна идей, интересных замыслов. В лаборатории развивающейся фирмы он сможет в лучшем виде добиться их осуществления.

Руководители «АЭГ» не просчитались. Уже в марте 1889 года Доливо-Добровольский делает патентную заявку на трехфазный асинхронный двигатель с коротко-замкнутым ротором, обмотка которого была выполнена в виде «беличьего колеса». Со свойственной ему глубиной Михаил Осипович рассмотрел результаты исследований Феррариса и пришел к выводу, что трехфазный ток будет работать лучше двухфазного. А затем нашел удивительно простое решение для конструкции двигателя. Причем конструктивное решение его оказалось настолько удачным, что все сразу же поняли – такой двигатель вполне может быть основой промышленного электропривода.

Некоторое время упорствовали американцы, не желая признавать изобретения Доливо-Добровольского. Фирма, в которой работал Тесла, построила по его системе Ниагарскую гидроэлектростанцию. Но и та вскоре была переоборудована на трехфазный ток. Интересно отметить, что в принципе современные асинхронные двигатели ничем не отличаются от конструкции, предложенной М.О. Доливо-Добровольским еще в конце прошлого века.

В течение следующих лет Михаил Осипович получает еще целый ряд патентов на машины и приборы трехфазного тока. В течение нескольких лет Доливо-Добровольский фактически разработал все основные элементы трехфазной системы переменного тока.

Он не являлся первооткрывателем новой системы, не претендовал и на первенство в области создания многофазных машин. Но никому больше не удалось предложить такие конструкции и схемы, которые явились бы оптимальным решением вопросов и породили бы столь долгоживущие машины. Михаил Осипович работал, учитывая требования эпохи, и его возможности были подкреплены самой развитой в то время германской электрической промышленностью. Так что можно сказать: он имел большие возможности для экспериментирования и реализации своих идей. Обладая глубокими знаниями, большим опытом, Доливо-Добровольский был невероятно работоспособен.

Его доклад «Современное развитие техники трехфазного тока», сделанный на Первом всероссийском электротехническом съезде в 1900 году, подвел итоги развития новой отрасли электротехники. Во время работы съезда ему официально предложили занять должность декана электромеханического отделения Петербургского политехнического института, готовившегося к открытию. И Доливо-Добровольский с радостью согласился, сообщив фирме о своем желании вернуться на родину. Но обострилась сердечная болезнь, и переезд все откладывался, пока не стало окончательно ясно, что он не состоится.

Последние годы жизни Михаил Осипович провел в Швейцарии. Он был поглощен идеями осуществления передачи электроэнергии на большие расстояния постоянным током высокого напряжения, поскольку на сверхдальних линиях возникающая между проводами емкость ограничивает применение для этой цели переменных токов.

В 1919 году М.О. Доливо-Добровольский скончался. Он был широко образованным человеком глубокого ума и твердого характера. Но при этом обладал еще и особой сердечностью, которая свойственна только действительно выдающимся людям. Именно таким был он – Михаил Осипович Доливо-Добровольский, инженер, крупный деятель мировой электротехнической науки.