Текст книги "Американские ученые и изобретатели"

Автор книги: Митчел Уилсон

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 17 страниц)

Военные и торговые корабли Фултона

У строящейся подводной лодки «Наутилус» уже была предшественница. Первая подводная лодка была изобретена 1800 году, Дэвидом Бушнеллом из Сейбрука, штат Коннектикут, и применялась в период Американской революции. Корабль Фултона был гигантским шагом вперед по сравнению с одноместной черепашкой Бушнелла. Субмарина «Наутилус» уже включала все основные черты современной подводной лодки. Когда она всплывала на поверхность, ее надводная часть походила на обычное парусное судно. При погружении мачта складывалась и помещалась в пазы палубы. Подлодка имела боевую рубку, отсеки для балласта, которые можно было наполнять и опорожнять, а в первой модели было также помещение для четырех человек, которые с помощью ременной передачи могли привести в движение вал гребного винта[2]2
  Это утверждение автора вызывает сомнение, так как известно, что гребной пинт был изобретен лишь в 1826 году чехом И. Ресселом. Колесные пароходы, которые строились по подобию парохода Фултона, не смогли успешно плавать в море до тех пор, пока не был изобретен гребной винт, как движитель. (Здесь и далее – прим. peg.).


[Закрыть].

Пробный взрыв торпеды в 1805 году, уничтоживший датский бриг, доказал британскому Адмиралтейству применимость нового оружия Фултона.

«Наутилус» – первая подводная лодка Фултона, построенная для Франции в 1801 году. Рисунок, сделанный самим изобретателем, показывает лодку в надводном и подводном положениях.

Докладывая о ходе работы, Фултон писал: «3-го термидора я начал испытания, погрузив лодку на глубину в пять футов, затем в пятнадцать, и так до двадцати пяти. Далее этого я не пошел, так как машина не могла выдержать большего давления находящейся над ней воды.

Емкость моей лодки 212 кубических футов, она содержит кислород в количестве, которого хватит в течение трех часов на четырех человек и две небольшие свечки». Позднее он поместил на лодке медный шар, содержащий аварийный сжатый воздух.

Последние испытания перед настоящими операциями Фултон провел в августе 1801 года в Брестской бухте, где он, погрузившись в воду, прикрепил к шлюпу 20-фунтовую бомбу с часовым механизмом. Шлюп разлетелся на куски, а Фултон со своим экипажем вышел в открытое море на поиски кораблей Британского флота, блокирующих Францию.

Однако англичане были предупреждены. Знакомство с подлодками и торпедами Бушнелла в годы Американской революции заставило англичан опасаться американской тактики подводной войны. Более того, они знали и Фултона и его способность выполнить любой технический замысел. Всем английским кораблям было приказано избегать боя с ним.

Целое лето Фултон гонялся за английскими кораблями, но так и не смог подойти вплотную ни к одному из них. Однажды он чуть было не навесил бомбу на корпус фрегата с семьюдесятью четырьмя орудиями, но и этому кораблю удалось вовремя уйти. Французское адмиралтейство считало, что опыт провалился. Но сам Фултон прекрасно понимал, что хотя он не вывел из строя ни одного английского корабля, но заставил их уйти с тех мест, на которых они стояли.

Как раз в этот период работы с подводными лодками Ливингстон и прибыл в Париж на переговоры о территории Луизианы. Ливингстона очень занимал проект пароходства, и он подробно обсуждал его с Фултоном. В Америке достижения Стивенса в сравнении с Фитчем могли показаться огромными. Однако рядом с таким блестящим специалистом, как Фултон, Стивенс казался совершенно незначительным. Ливингстон понимал, что только Фултон мог справиться с этой работой. Что из того, что Фултон никогда не занимался пароходами, ведь за его плечами семилетний опыт изобретательской и инженерной деятельности в Европе, который дал ему такое знание техники, что для постройки корабля ему все равно потребуется меньше времени, чем Стивенсу.

Фултон слушал Ливингстона и убеждался, что у торгового пароходства на американских реках большое будущее. В период постройки «Наутидуса» он сделал модель парохода для плавания по Сене. У этой модели было плоское дно длиной в 66 футов и шириной в 8, оно имело трехфутовую осадку. Но Фултон слишком небрежно рассчитал нагрузку на корпус, поэтому, когда машины поместили на судно, оно сломалось. Урок, который извлек Фултон из этой ошибки, помог ему создать «Клермонт», минуя тот мучительный долгий путь злоключений и ошибок, которые так тормозили работу Стивенса.

Второй пароход на Сене работал прекрасно, неизменно делая четыре с половиной мили в час. Но вид небольшого суденышка, тащившегося по реке с помощью парового двигателя, не произвел особого впечатления на парижан, так же как и на жителей Нью-Йорка, где примерно в то же время был поставлен подобный опыт. «Какая от этого польза?» – вот вопрос, который задавали все.

Даже когда французы потеряли всякий интерес к подводной лодке, Фултон не пожелал уехать с Ливингстоном в Америку и покинуть Европу, которая в то время была ареной наиболее активного развития мировой техники. Он договорился с Британским адмиралтейством о продолжении своей работы над подводными лодками и торпедами. За это ему ежемесячно выплачивалось 1000 долларов, кроме того он получал бы половину стоимости всех уничтоженных им кораблей в течение 14 лет с момента подписания договора.

На самом деле, однако, англичане были гораздо более заинтересованы в срыве планов Фултона, чем в их осуществлении. Поэтому по окончании войны с Францией они не замедлили расторгнуть договор. И снова Ливингстон уговаривает Фултона ехать с ним в Америку и берется обеспечить его всем необходимым для работы. Фултон дает согласие.

Как инженер-специалист Фултон понимал, что нет нужды изобретать новые двигатели, если существующие образцы его вполне удовлетворяют. Он заказал двигатели у Баултона и Уатта и осмотрел все экспериментальные пароходики в Англии. Лучшим был пароход под названием «Шарлотта Дандас», построенный Вильямом Симингтоном. Еще в 1802 году это судно, водоизмещением свыше семидесяти тонн, прошло за шесть часов больше девятнадцати с половиной миль.

Имея опыт постройки лишь небольшого экспериментального суденышка для Сены, Фултон без какой-либо особой предварительной подготовки приступил к проектированию нового корабля, удовлетворяющего требованиям Ливингстона. Для любого другого новичка в судостроении это было бы проявлением чистейшего невежества, в действиях же Фултона сказывалось дерзание человека, в совершенстве владеющего своим огромным талантом.

Он заказал Баултону и Уатту двигатель диаметром в 24 дюйма и с четырехфутовым ходом поршня. Это требовало изготовления парового котла длиной в 20 футов, высотой в 7 и шириной в 8 футов. Стоимость двигателя составляла 2670 долларов.

На чертежах были указаны размеры корпуса корабля: длина – 150 футов, ширина – 12 футов (впоследствии увеличенная до 18 футов) и трюм глубиной в 7 футов.

В это время Англия наложила строжайший запрет на экспорт всех без исключения видов машин в целях монопольного пользования своими изобретениями. Более того, ни одному квалифицированному рабочему или ремесленнику не разрешалось покидать пределы страны из-за боязни, как бы он не захватил с собой чертежей английских машин для постройки их за границей. До сих пор только две машины, построенные Баултоном и Уаттом, было разрешено вывезти из страны: одну заказало французское правительство для водопроводной станции Парижа, другую купил Аарон Бэрр для водопроводной компании.

Фултон не стал уточнять, для чего ему нужна такая машина, но руководители фирмы были достаточно проницательными, чтобы разгадать его замысел. И то, что ему удалось заказать и вывезти машину в Америку, наилучшим образом свидетельствует о его престиже и больших дипломатических способностях.

Строительство «Катарины Клермонт»

Ливингстон тем временем получил двухгодичную отсрочку своего контракта, в котором было обусловлено время открытия пароходства по Гудзону. Новый срок истекал в 1807 году. Фултон отплыл из Фалмута в октябре 1806 года, и, таким образом, у него оставалось чуть менее полугода для выполнения контракта. В Нью-Йорке ему стали известны прежние обязательства Ливингстона по отношению к Стивенсу (и то, что, взяв в компаньоны Фултона, он отстранил Стивенса от участия в монополии). Положение Фултона осложнилось еще тем, что, женившись той зимой, он стал родственником обоих.

Необходимость уложиться в самые жесткие сроки, новые семейные обязанности, ясное понимание того, что между главами двух могущественных семейств, родственно связанных с ним и друг с другом, вот-вот вспыхнет серьезная ссора и что сам он является ее причиной, – все это породило в нем лишь одно стремление: любой ценой обеспечить себе спокойные условия для работы. Ливингстон тоже хотел пойти на уступки. И именно в этот период он предложил Стивенсу третью часть своего пая за 600 долларов, но последний отказался.

Конечно, Ливингстону было неприятно сознавать, что он недооценил своего прежнего друга. Тот Стивенс, которого он знал шесть лет назад, покидая Америку, был еще любитель-самоучка, медленно, шаг за шагом нащупывающий свой путь. По сравнению с тем Стивенсом Фултон был гигантом. Но за эти шесть лет, пока Фултон отдавал всю свою энергию подводным лодкам и торпедам, Стивенс упорно шел к одной раз и навсегда избранной им цели. Теперь он был в состоянии выполнить то соглашение относительно паровых машин и паровых судов, которое заключил со своим родственником десять лет назад. Он и сейчас строил такой пароход и не видел основания, почему бы не отправить в первый пробный рейс именно его «Феникс».

Но хотя Фултон и стремился уладить распри в семье, с которой он недавно породнился, тем не менее он оставался человеком творческим, непоколебимо верившим в реальность своих замыслов. Он строил судно не на ощупь, не на основе чистого экспериментаторства или путем простого копирования «Шарлотты Дандас». Теперь уже строительство «Катарины Клермонт» было вопросом его чести, его таланта, и он не хотел соглашаться с тем, что конструкция Стивенса лучше, чем его.

К августу 1807 года строительство было завершено, и корабль своим ходом обогнул Нью-Йорк и достиг берега Джерси. За неделю были отрегулированы последние детали, и теперь Фултон был готов произвести пробный рейс для широкой публики. Несмотря на свой престиж и поддержку могущественного Ливингстона, в глазах общества он все еще был строителем «паровой лодки», а в те времена это было синонимом непрактичности. Вот его собственный рассказ о первом рейсе парохода из Нью-Йорка в Олбани и обратно:

«Когда я строил в Нью-Йорке свой первый пароход, люди отнеслись к моему замыслу презрительно, как к фантастической затее. Друзья мои были тактичны. Они слушали меня внимательно, но недоверчиво.

Мне ежедневно приходилось по нескольку раз в день ходить на верфь, и я частенько присоединялся к толпе не знавших меня в лицо зевак и слышал, как они громко смеялись надо мной, плоско острили и глубокомысленно подсчитывали убытки и расходы. „Фултоновские бредни“ – бесконечно и тупо повторяли они. Наконец, наступил день испытаний. Я пригласил на пароход множество друзей, дабы они могли стать свидетелями первой успешной поездки. Я знал, что было немало оснований сомневаться в моем успехе. Машины (как и ранее у Фитча) были новы и плохо сделаны, и, естественно, что неожиданные затруднения могли возникнуть и по другим причинам. Мои друзья расположились группами на палубе. Они молчали.

Был дан сигнал, и пароход двинулся, но пройдя немного, остановился. И опять до меня донеслись все те же слова: „Я говорил вам, что так и будет. Дурацкая затея. Хоть бы все это кончилось благополучно“.

Я объявил, что если они будут настолько милостивы ко мне, что подождут полчаса, то мы либо будем продолжать путь, либо на этот раз отложим поездку. Спустившись вниз, я обнаружил, что причиной была пустячная неисправность в машине. Вскоре пароход двинулся дальше. Нью-Йорк остался позади; мимо проплыли романтические гористые, непрерывно меняющиеся пейзажи; мы узрели теснящиеся друг к другу дома Олбани, и, наконец, причалили к берегу. Потом, когда, казалось бы, все сошло отлично, возникли сомнения, можно ли все это повторить еще раз, а если и можно, то представляет ли это дело вообще какую-либо ценность для общества».

Запоздалая горькая победа Роберта Фултона

Поездка в Олбани заняла тридцать два-часа, и пароход остался там на несколько дней для ремонта. Доказательством того, что успешный рейс от Нью-Йорка до Олбани не был случайностью, послужил обратный рейс, вниз по течению, который занял только тридцать часов.

Вся поездка, включая задержку в Олбани, длилась пять дней. Топливом служили сосновые дрова.

Первое испытание парохода не вызвало почти никакого интереса у публики. Фултон и Ливингстон вынуждены были даже сами писать в газетах отчеты о нем.

И тогда Ливингстон показал, на что он способен, если дело касается финансируемых им начинаний. У него было монопольное право сроком на двадцать лет, и он твердо решил, что оно ему будет приносить доходы. Он использовал все свое влияние, чтобы привлечь внимание публики к путешествиям на пароходах и тем перспективам, которые они открывали. Вскоре пароходная линия стала давать прибыль. В первый год она составила 16 тысяч долларов. Размеры парохода были увеличены, а двигатели усовершенствованы. Законодательное учреждение внесло поправку в договор, согласно которой монопольное право продлевалось на пять лет за каждый новый вступивший в строй корабль.

«Клермонт» имел длину 150 футов, ширину 18 футов и осадку 7 футов. Его водоизмещение составляло 100 тонн, скорость – 5 миль в час. Из многих рисунков первого парохода это, вероятно, наиболее точный.

Затем линия пополнилась несколькими новыми кораблями, в числе которых были «Раритан» и «Карета Нептуна».

Уже после испытаний «Катарины Клермонт» Стивенс построил свой «Феникс». Сначала Стивенс намеревался пустить его для навигации по Гудзону, несмотря на монополию Ливингстона на этой реке. Но он все же не рискнул бросить открытый вызов самой могущественной политической силе в Нью-Йорке и направил свой «Феникс» для эксплуатации на реке Делавэр через Атлантический океан, вокруг мыса Кейп, по Чесапикскому заливу. Это было первое в мире морское плавание на пароходе. Шхуна, посланная сопровождать «Феникс» для оказания в случае необходимости помощи пароходу, была отнесена далеко в океан и проплавала там в течение трех недель. А маленький крепыш-пароходик шел себе прямо сквозь шторм и в конце концов прибыл в Филадельфию.

Пароходная линия Стивенса на реке Делавэр обосновалась так же прочно, как и линия Ливингстона-Фултона на Гудзоне.

Однако пароходство на Гудзоне с первых же дней начало терпеть неудачи. Другие судостроители попросту игнорировали монопольное право Ливингстона. Чертежи выкрадывались у Фултона из-под самого носа. В те дни борьба конкурентов гораздо чаще, чем в более поздние времена, означала применение грубой силы. Не раз делались попытки разрушить пароходы Фултона – физическое насилие было скорее правилом, чем исключением. Фултона видели в залах судебных заседаний чаще, чем на верфях.

Фултон умер в 1815 году. За последнее десятилетие он построил еще 15 пароходов для различных линий и других стран.

Вновь возвратившись к своему раннему увлечению военно-морским вооружением, он спроектировал и построил первое в мире военное судно, двигавшееся с помощью пара, – «Демологос», или «Фултон первый», применявшийся против англичан в войне 1812 года. Но федеральное правительство ничуть не больше, чем конкуренты Фултона, жаждало утвердить его право на оплату нового изобретения.

Лишь в 1846 году правительство выплатило внукам Фултона сумму в 76 300 долларов за заслуги изобретателя и как компенсацию его расходов.

Последнее, что сделал Фултон для государства как инженер, была работа над планом строительства самого большого в мире канала, связывающего Запад через Великие Озера с нью-йоркской гаванью.

Это был величайший подвиг инженерного искусства для неокрепшего молодого государства. Фултон рассмотрел, во многом улучшил и одобрил план канала.

После смерти Фултона борьба против монопольного владения пароходными линиями на реках усилилась и в конце концов привела к его отмене. Гудзон и другие реки были открыты для всех.

Именно тогда верховный судья Маршалл установил закон о том, что водные пути страны находятся под контролем федерального правительства и что этому закону подчиняются правительства всех штатов.

К 1825 году путешествия на пароходах стали обычным явлением, и уже мало кто помнил те времена, когда сама идея создания парохода была мишенью для насмешек.

Имя Фултона, которого уже не было в живых, стало произноситься почти с благоговением. И хотя он был инженером, опередившим идеи множества своих предшественников, теперь его считали именно изобретателем, будто все то, из чего складывался замысел Фултона, было найдено им в минуту гениального прозрения.

Как бы ни был наивен этот миф, он сослужил свою службу – в первое двадцатилетие XIX века американцы вдруг остро ощутили нужду в специалистах-механиках. В общественной жизни Америки рождалась новая профессия. Так же как Джордж Вашингтон сделался вдохновителем поколений юношей, мечтавших стать юристами и политическими деятелями, так и Роберт Фултон служил наглядным доказательством того, что американцы могут сделать все, за что бы они ни взялись.

Испытания «Феникса» в океане прошли почти незамеченными, поскольку уже установилось мнение, что пароходы можно применять только в спокойных водах рек и каналов. К этому времени американцы уже опередили англичан в создании быстроходных парусных судов, имевших превосходные навигационные качества. Поэтому англичане приложили все силы к тому, чтобы первыми широко использовать пароходы на морских путях. Америка не обратила на это внимания: для нее важно было то, что Великие реки стали, наконец, судоходными.

И Роберт Фултон, который работал для трех различных стран и правительств, невольно направил взоры Америки не к морю, а в глубь страны, туда, куда вели речные пути.

Эли Уитни

«Ему любая задача под силу»

Пожалуй, из всех американцев, выросших после революции и не умевших словами выразить обуревающие их чувства, больше всего мучений и неудач выпало на долю Эли Уитни. И все же более, чем кто-либо другой, он способствовал экономическому преображению Севера и Юга. Его влияние ощущалось в течение по меньшей мере пятидесяти лет.

К 1790 году институт рабства увядал в Америке. За исключением табака, риса и специального сорта хлопка, который можно было выращивать лишь в очень немногих местах, Юг фактически не имел денежных товарных культур для экспорта. «Морской» хлопок, названный так потому, что он произрастал только на песчаных почвах побережья, был новой культурой. Вскоре его стали сеять повсюду, где имелись подходящие условия. Табак разрушал землю и в течение нескольких лет совершенно истощал почву. Земля стоила так дешево, что хозяева табачных плантаций не утруждали себя севооборотом для восстановления плодородия почвы. Они просто засевали новые участки, продвигаясь далее на запад.

Другие культуры (рис, индиго, кукуруза и пшеница) не приносили больших доходов. Многие плантаторы на Юге пришли к убеждению, что при этих условиях труд раба не окупит его содержания.

Джефферсон и Вашингтон не были в то время одиноки в своем отношении к рабству. Это была жестокая система, и чем скорее Юг покончил бы с ней, тем лучше было бы для всех. Рабов нередко отпускали на волю; некоторые плантаторы, те, что были гуманнее других, решили предоставить рабам свободу после своей смерти.

Уитни поселился на Юге в 1793 году, когда плантаторы находились в отчаянном положении. В течение десяти дней он произвел глубочайшую революцию в местной экономике, какую только знала история. Наводнения и землетрясения суть катаклизмы, но их последствия забываются, и земля залечивает свои раны. Изобретение Уитни, которое можно сравнить с катаклизмом, вызвало низвержение лавины. Югу отныне суждено было неузнаваемо измениться.

Еще мальчиком Уитни проявил способности, приводившие в изумление соседей. Он обладал прирожденным талантом разбираться в машинах. Машина была для него таким же материалом для импровизации и творчества, как слово для поэта или цвет для художника.

Высокий, широкоплечий юноша с большими руками и мягким нравом работал сначала кузнецом, а потом гвоздильщиком на сконструированной им же машине. Одно время Уитни был единственным человеком в стране, изготовлявшим булавки для дамских шляпок.

Когда Уитни было немногим более двадцати лет, он решил поступить в Йельский колледж. Это был настолько неожиданный шаг для юноши, не собирающегося посвятить себя юриспруденции и теологии, что родители Уитни запротестовали. Ему было двадцать три года, когда он ушел из родительского дома. Он получил диплом, когда ему исполнилось двадцать семь лет. Своим однокурсникам он казался уже пожилым человеком.

После окончания колледжа перед ним возникла серьезнейшая проблема. В то время еще не существовало профессии, которой бы мог заняться человек с таким талантом, как у Уитни. Поэтому он решил стать учителем (еще будучи студентом Йеля, Уитни начал давать уроки) и согласился занять должность преподавателя в Южной Каролине с жалованьем сто гиней в год.

В Южную Каролину Уитни отправился на борту каботажного пакетбота. На судне было всего несколько пассажиров, и среди них вдова революционного генерала Натаниеля Грина. После войны семья Грина обосновалась в городе Саванна. Когда Уитни прибыл по месту назначения, он, к своему негодованию, обнаружил, что обещанное жалованье сокращено ровно наполовину. Он не только отказался от должности, но решил вообще оставить карьеру учителя. Миссис Грин пригласила его поехать на плантацию и стать ее поверенным. Он мог бы также быть полезен, выполняя различные поручения управляющего плантацией Миллера, за которого миссис Грин собиралась замуж. Кстати, Миллер несколькими годами раньше Уитни также окончил Йельский колледж. Уитни принял это предложение.

Вскоре по приезде на плантацию Уитни присутствовал при разговоре соседей. Как обычно, гости сетовали на тяжелые времена. Не было товарных культур; единственный сорт хлопка, который мог произрастать в этой местности, сорт с зелеными семенами (упланд), не имел никакой практической ценности. Требовалось десять часов ручного труда, чтобы отделить один фунт хлопкового волокна от трех фунтов мелких твердых семян. До тех пор, пока не будет изобретена какая-нибудь машина для очистки, этот сорт хлопка так же никчемен, как сорняки.

– Господа, – обратилась к гостям миссис Грин, – призовите на помощь моего молодого друга, мистера Уитни. Он все может! Любая задача ему под силу.

По настоянию миссис Грин и Миллера Уитни изучил процесс ручной очистки, наблюдая за движением рук рабочих. Рабочий держал в одной руке семя, а другой отрывал от него короткие волокна. Машина, которую сконструировал Уитни, попросту повторяла эту операцию. Вместо руки, в которой рабочий держал семя, Уитни применил своего рода сито, состоявшее из продольно натянутых кусков проволоки. Больше времени ушло на то, чтобы изготовить проволоку, чем само сито. Нужного сорта проволоки тогда еще просто не существовало.

Работу пальцев, отрывающих волокна, в машине Уитни выполнял барабан, вращающийся рядом с ситом, почти вплотную к нему. Поверхность барабана была покрыта тонкими проволочками, изогнутыми в форме крючков, которые захватывали волокна. Натянутые нити сита придерживали семена, в то время как крючки отрывали волокна. Щетка, вращающаяся в четыре раза быстрее, чем барабан, снимала волокна с крючков. Сначала Уитни думал применить вместо крючков маленькие циркулярные пилки, но их невозможно было достать. Вот и все детали знаменитого джина – хлопкоочистительной машины Уитни. И впоследствии она существенно не изменилась.

Уитни устроил демонстрацию первой модели для группы друзей. В течение часа он выполнил на машине дневную норму нескольких рабочих. Одного обещания Уитни взять патент на машину и изготовить еще несколько экземпляров было достаточно, чтобы люди, присутствовавшие на демонстрации, немедленно отдали распоряжение засевать целые поля хлопком-упландом.

Новость облетела окрестности с такой поразительной быстротой, что в мастерской Уитни высадили дверь и машина подверглась тщательному осмотру. Уже спустя несколько недель хлопком было засеяно такое пространство, что и за год Уитни не смог бы изготовить достаточное количество машин для будущего урожая.