Текст книги "Яблочков — слава и гордость русской электротехники"

Автор книги: Николай Капцов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 3 страниц)

Изобретения Яблочкова

На рис. 4 показана «свеча Яблочкова», а также электрический фонарь, как он впервые был осуществлён Яблочковым. При работе на переменном токе оба угля сгорают с одной и той же скоростью, изолирующая масса между ними испаряется и, таким образом, сохраняются постоянное расстояние между концами углей и постоянная длина электрической дуги, независимо от колебаний питающего дугу напряжения. На рис. 5 и 6 показано предложенное Яблочковым приспособление для помещения в фонаре четырёх свечей, зажигаемых одна за другой при помощи коммутатора по мере сгорания каждой из них.

Рис. 4. Свеча и электрический фонарь Яблочкова.

Рис. 5. «Подсвечник» (держатель) к свечам Яблочкова.

Рис. 6. 1 – подсвечник; 2 – коммутатор Яблочкова.

Результатом опытов Яблочкова явилась не только разработка свечи. Он обнаружил, что сопротивление многих тугоплавких тел электрическому току, как то: каолина, магнезии и т. д., уменьшается при нагревании, вопреки широко распространённому тогда мнению, будто сопротивление всех твёрдых тел увеличивается с повышением температуры, как это имеет место в металлах. Сила электрического тока, проходящего через каолиновую пластинку и разогревающего её, растёт, и раскалённая пластинка начинает ярко светиться. Обнаружив это явление, Яблочков использовал его для изготовления лампы накаливания, не требовавшей удаления воздуха. Телом накала в этой лампе служила каолиновая пластинка, вырезанная в форме той или иной фигуры или буквы, как это показано на рис. 7.

Рис. 7. Форма каолиновых стерженьков в лампе накаливания Яблочкова.

Идея ламп накаливания, предложенная Яблочковым, та же, что и в запатентованной 20 лет спустя и имевшей крупнейший успех лампы физика-химика В. Нернста.

Яблочков считал, что лампы накаливания вообще очень невыгодны. Он совершенно не верил в возможность их успешного применения в широком масштабе и поэтому не использовал этого своего открытия в полной мере.

Зажигание электрической дуги в «свече Яблочкова» первоначально достигалось помещением между концами основных углей специальных уголёчков, служивших запалом. Вскоре Яблочков стал применять в качестве запала полоску из какого-либо металла, наносимого на верхнюю грань изолирующего угли тела.

Яблочков стал также примешивать к изолирующей массе, помещённой между углями, порошки металла, например цинка. При сгорании угля изолирующая масса испарялась, а находившийся в ней металл выделялся ка её поверхности в виде полоски. Это позволяло, возобновляя подачу тока, повторно зажигать свечу. Прибавление различных металлов отзывалось также на яркости пламени дуги и позволяло придавать цвету этого пламени тот или иной приятный для общего освещения оттенок.

«Свечи Яблочкова» хватало на полтора часа горения. В каждом фонаре на так называемом «подсвечнике» укреплялось по нескольку свечей. Из них горела всегда только одна, именно та, для которой условия горения были наиболее благоприятны. Эти наиболее благоприятные условия заключались в том, что горела та свеча, омическое сопротивление которой было наименьшим. Когда она погасала, загоралась следующая и т. д.

При работе на постоянном токе температура раскалённого конца того из двух углей электрической дуги, который соединён с положительным полюсом источника тока, много выше, чем температура раскалённого конца второго угля, соединённого с отрицательным полюсом источника тока. Для того чтобы при этих условиях оба угля укорачивались одинаково быстро, обеспечивая этим постоянную длину дуги, Яблочкову пришлось делать диаметр положительного угля примерно в два раза больше, чем диаметр отрицательного. Неудобство, вызываемое необходимостью точного подбора диаметров углей, Яблочков обошёл тем, что предложил пользоваться для питания дуги переменным током вместо общепринятого тогда постоянного тока. При работе на переменном токе концы обоих углей имеют одну и ту же температуру и сгорают с одной и той же скоростью.

Для электрического освещения по методу Яблочкова стали строить динамомашины переменного тока.

Рис. 8. Общая схема электрического освещения Яблочкова: 1 – фонарь; 2 – коммутатор; 3 – динамо-электрическая машина.

Таким образом, изобретение «свечи Яблочкова» впервые привело к применению в электротехнике переменного тока. Этот ток, кроме электрического освещения, имеет, как скоро оказалось, большие преимущества перед постоянным током и в других областях электротехники.

Задачу дробления электрического света Яблочков решил несколькими различными способами. В противоположность фонарям с регуляторами, 4–5 «свечей Яблочкова» можно было включать последовательно в одну электрическую цепь. Кроме того, он предложил включать в основную электрическую цепь машины последовательно первичные обмотки нескольких индукторных катушек, а цепи с последовательно включёнными свечами питать токами, наведёнными во вторичных обмотках тех же катушек, как это показано на рис. 9.

Рис. 9. Схема Яблочкова – дробления электрического света при помощи трансформаторов: 1 – трансформаторы; 2 – держатели «свечей».

При пользовании машинами постоянного тока необходимо было включать в первичную цепь прерыватель. При переходе на переменный ток дело опять сильно упростилось, так как прерыватели были уже не нужны и вся схема работала на принципе трансформатора. Таким образом, П. Н. Яблочков впервые применил этот принцип для практических целей. Несколькими годами позже лаборант физического кабинета Московского университета И. Ф. Усагин построил для осуществления идеи Яблочкова вместо индукторных катушек специальные приборы, явившиеся уже настоящими трансформаторами. Третий предложенный Яблочковым способ дробления света заключался в применении для этой цели конденсаторов.

По схеме, изображённой на рис. 10, одна из обкладок каждого конденсатора присоединялась к общему проводу, соединённому с одним из полюсов динамомашины переменного тока. Другая обкладка того же конденсатора заземлялась через одну или несколько последовательно включённых «свечей Яблочкова». Второй полюс динамо-машины также был заземлён непосредственно или через конденсаторы и свечи, как показано на рисунке.

Рис. 10. Схема Яблочкова – дробления электрического света при помощи конденсаторов: а – при включении «свечей Яблочкова» без посредства земли; б – «свечи» включены между наружной обкладкой лейденской банки (конденсатора) и землею. Перекрещенным наискось прямоугольником показано положение динамомашины переменного тока.

Тотчас же после изобретения и лабораторного испробования «свечи» Яблочков придал всей горелке техническое оформление, допускавшее её применение на практике. В 1876 году он выезжал в Лондон на выставку точных и физических приборов. «Свеча Яблочкова» имела большой успех на этой выставке.

После возвращения изобретателя из Лондона он познакомился с одним предприимчивым французом, владельцем мастерских, изготовлявших водолазные приборы. Тот предоставил в распоряжение Яблочкова свои мастерские для серийного производства свечей и необходимой аппаратуры. В то же время было учреждено достаточно мощное акционерное «Общество изучения электрического освещения по методам Яблочкова». Были организованы испытания по освещению некоторых первоклассных парижских магазинов и больших улиц при помощи «свечей Яблочкова». Эти испытания расширялись со всё большим и большим успехом. Началось широкое распространение нового электрического освещения не только в Париже, но и в других крупных европейских центрах – Лондоне, Петербурге, Мадриде, Неаполе, Берлине. Это было поистине триумфальное шествие «свечи Яблочкова» по Европе. На востоке она распространилась, по выражению современников, «до дворцов шаха персидского и короля Камбоджи».

Парижане, привыкшие к тусклому свету керосиновых и газовых горелок и стеариновых свечей, были поражены блеском и яркостью нового освещения и всюду восторгались «русским светом», как они его называли.

Современники Яблочкова красочно описывают, как каждый вечер в начале сумерок на площади Оперы собиралась большая толпа народа. Все глаза были устремлены на два ряда белых матовых шаров, подвешенных на высоких столбах по обе стороны проспекта Оперы. Внезапно эти гирлянды шаров загорались приятным светом. Публика, собиравшаяся там, сравнивала их с нитью жемчуга на фоне чёрного бархата.

В современных Яблочкову журналах мы находим изображения помещений, ипподрома, улиц, гавани, гостиниц, ярко озарённых «русским светом» (см. рис. 11, 12, 13, 14, 15).

Это название было выгравировано по желанию Яблочкова на оправе всех его фонарей. На парижской выставке 1878 года «свечи Яблочкова» имели громадный успех.

Рис. 11. Ипподром, освещённый фонарями Яблочкова.

Рис. 12. Морской порт, освещённый фонарями Яблочкова.

Тис. 13. Проспект Оперы в Париже, освещённый фонарями Яблочкова.

Рис. 14. Салон гостиницы, освещённый фонарями Яблочкова.

Рис. 15. Магазин, освещённый фонарями Яблочкова.

Попытки великого русского электротехника применить свои изобретения на родине

Тотчас же после технического оформления своего изобретения Яблочков приехал в Петербург и предпринял шаги для применения своего изобретения на родине, но в России того времени царили косность и рутина. Официальные и финансовые круги царской России не интересовались достижениями русских изобретателей, не верили в них. Им требовался заграничный штамп: так велико было преклонение перед Западом и недооценка сил и творческих возможностей русских людей. Яблочкову пришлось вернуться в Париж и здесь заняться пропагандой и распространением свечи. В России дело сдвинулось с мёртвой точки только тогда, когда «свеча Яблочкова» получила широкое распространение и сам он стал европейской знаменитостью.

После упущенных двух лет в Петербурге было создано акционерное общество «Яблочков-изобретатель и компания».

Учреждение петербургского товарищества, которого так жаждал Яблочков, оказалось связанным для него с тяжёлой материальной жертвой. После неудачи первой попытки организовать акционерное товарищество в России он передал все права на свою русскую привилегию (на русский патент) Парижской акционерной компании. Чтобы иметь право открыть мастерскую свечей в Петербурге, изобретателю пришлось в 1878 году обратно выкупать русский патент, за который главари парижской компании потребовали около миллиона франков. Страстно желая организовать электрическое освещение в России, изобретатель согласился на эту чрезмерно высокую цену.

Не имея других денежных средств, он отдал в обмен на русский патент значительную долю принадлежавших ему акций парижского товарищества, которые в то время имели высокую цену и приносили большой доход. Этот благородный, патриотический поступок Яблочкова свёл для него почти на-нет возможность влиять на дальнейшую работу парижской компании и вскоре тяжело отразился на материальном положении Яблочкова.

Яблочков активно участвовал в создании петербургского товарищества и в организации мастерских для изготовления свечей и других деталей, необходимых для электрического освещения по его способу. В налаживание производственной работы Яблочков вложил много сил и труда. В короткий срок ему удалось достигнуть значительных успехов. В Петербурге было удачно осуществлено несколько показательных осветительных установок. Свечи, изготовленные в Петербурге, начали распространяться в России.

1879 год был годом наибольших успехов Яблочкова в Петербурге.

Чиколев так описывает в своих воспоминаниях это пребывание Яблочкова в Петербурге: «Как теперь помню этот приезд Павла Николаевича в Петербург с репутацией миллионера и всемирной известности. Он поселился в роскошных аппартаментах „Европейской гостиницы“, и кто только не бывал у него – светлости, сиятельства, высокопревосходительства, превосходительства без числа, городские головы. Но всего внимательнее, дружелюбнее относился Яблочков к бедным труженикам, техникам и к своим старым друзьям бедности.

Яблочкова всюду приглашали нарасхват, везде продавались его портреты, в газетах и журналах ему посвящались сочувственные, а иногда восторженные статьи».

К этому времени относятся доклад Яблочкова в Русском техническом обществе 2 апреля 1879 года и публичная лекция с многочисленными демонстрациями, устроенная тем же обществом 13 апреля. 14 апреля 1879 года на заседании Русского технического общества Яблочкову была поднесена от этого Общества медаль со специальной надписью. 29 марта 1880 года был поставлен доклад изобретателя в Москве на заседании отделения физических наук Общества любителей естествознания. В закрытой части этого заседания было возбуждено ходатайство о присуждении Яблочкову большой золотой медали Общества. 30 января 1880 года Яблочков был избран заместителем председателя вновь образованного Электротехнического отдела Русского технического общества.

Товарищество «Яблочков-изобретатель и компания» весьма удачно выполнило освещение Дворцового моста Через Неву, площади перед Александрийским театром, мастерских Охтенского порохового завода, Гостиного двора и других крупных объектов. Затем были освещены некоторые театры, рестораны, богатые особняки и т. д.

Свечи великого электротехника, изготовленные в Петербурге, проникли в Москву, Нижний Новгород, Гельсингфорс, Полтаву, Краснодар и другие города. Компании по эксплоатации русского изобретения возникли, кроме Парижа и Петербурга, и в других европейских городах.

Учреждение и организация деятельности всех этих предприятий отняли у изобретателя много сил и времени, так как везде он являлся техническим руководителем при устройстве и налаживании производства, разрабатывал планы и проекты. Одним словом, во всех случаях он был душой дела.

Кроме того, на первых порах, особенно во время Парижской выставки 1878 года, Яблочкову приходилось вести полемику с многочисленными недоброжелателями, опровергать их ложные измышления о недостатках изобретения, восстанавливать истину о стоимости электрического освещения. Главными противниками были газовые компании; они ополчились против Яблочкова. Великий русский электротехник боролся упорно и успешно, отстаивая преимущества электрического освещения. Но итогом этой борьбы было торжество не электрической дуги, а её конкурента – лампы накаливания.

Соперники дуговой свечи

В то время как Яблочков прокладывал дорогу своей свече, не имея ни серьёзных технических помощников, ни досуга для детальной разработки её и усовершенствования, Эдисон в Америке работал над лампой накаливания в спокойной обстановке, располагая средствами и значительной группой помощников. Имеются данные, что Эдисону были известны успехи Лодыгина, так как инженер русского флота Хотинский несколько удачных экземпляров ламп Лодыгина увёз в Америку. Таким образом, Лодыгин сконструировал первую практически пригодную электрическую лампу накаливания, а Эдисон лишь усовершенствовал её.

В 1879 году лампы накаливания достигли стадии, на которой стало возможно их массовое производство. Лампы накаливания начали быстро распространяться. Качественные показатели лампы с угольными волосками– цветность и экономичность – были хуже, чем у «свечи Яблочкова», но в пользу лампы накаливания говорили простота её использования и долговечность при сравнительно невысокой стоимости, а также чрезвычайно простое и широкое решение вопроса о разделении света.

Переход к более мощным лампам накаливания всё более суживал область применения дуговых фонарей и горелок. Уже в 1880 году появление лампы накаливания, сопровождаемое громкой рекламой, начало неблагоприятно отзываться на дальнейших успехах электрической дуги.

На электротехнической выставке 1881 года в Париже «свечи Яблочкова» имели громадный успех. Яблочков все ещё был победителем: его свечи и способ электрического освещения были признаны «вне конкурса», т. е. получили высшую оценку международного жюри. Но на этой же выставке была полностью показана практическая применимость ламп накаливания и показаны преимущества, которыми они обладали в отношении простоты обращения, схемы включения, срока службы и более мелкого дробления света.

На Парижской выставке 1889 года «свеча Яблочкова» играла уже второстепенную роль. Былая слава её погасла. Великолепное, по отзыву современников, освещение парижского проспекта Оперы «свечами Яблочкова» было прекращено ещё в 1882 году. Освещение Дворцового моста в Петербурге прекратилось тотчас после истечения срока десятилетнего контракта, заключённого в 1879 году между Петербургским городским управлением и товариществом «Яблочков-изобретатель и компания».

Возвращение Яблочкова в Россию

Яблочков ещё раз приехал в Россию. Но внешняя сторона пребывания его здесь круто изменилась. Об этом периоде Чиколев пишет: «Какая внушительная разница с его приездом в 1879 году. Он остановился в недорогой гостинице, в простом номере, посещали его очень немногие знакомые и друзья, всё народ небогатый и невидный. Те же, которые в нём заискивали в своё время, теперь от него отворачивались, едва удостаивая разговором. Даже из тех, которые были им поставлены на ноги и много лет ели хлеб за счёт товарищества „Яблочков-изобретатель и компания“, были прямо ему обязаны своим настоящим положением, даже из тех, говорят, нашлись такие, которые лягали его копытом».

Как мы уже отмечали, спрос на «свечу Яблочкова» стал падать так же быстро, как раньше возрастал. Лампа накаливания, как массовый источник света, победила электрическую дугу. Контракты товарищества «Яблочков-изобретатель и компания» с городским управлением Парижа на уличное освещение возобновлены не были. Процветанию петербургской акционерной компании также пришёл конец, материальное положение изобретателя пошатнулось. Изменилось и отношение предпринимателей-капиталистов к нему и к его идеям. На Яблочкова банкиры стали смотреть, как на неудачника, которому рискованно доверять деньги.

Кроме лампы накаливания, у дуговой свечи были и другие соперники. Идея диференциального регулятора Чиколева, неосторожно опубликованная им в одном из заграничных журналов, была перехвачена немецкой фирмой Шуккерт, а также компанией Сименс в Берлине. Дуговой фонарь с регулятором был выпущен в свет под именем лампы Гефнера-Альтенека. Около того же времени появились и другие типы таких регуляторов. Таким образом, у дуговой свечи оказался целый ряд серьёзных соперников.

В России в глазах правящих и финансовых кругов Яблочков очутился в положении развенчанного героя, а за границей он был чужим. В парижском товариществе, лишившись акций, он уже не имел достаточного веса.

В тяжёлый для изобретателя период угасания спроса на его свечу Яблочков не переставал верить в конечное торжество передовой техники и в возможность преодолеть все возникшие перед ним затруднения. Он продолжал работать, правда, уже в несколько иной области и сделал ряд ценных изобретений по гальваническим элементам и в области электрических машин, но осуществить какое-либо изобретение до конца и внедрить его в практику так, как в своё время это было со свечой, он уже не мог; на исследовательские работы и на изготовление новых изделий у талантливого изобретателя не было средств.

В 1889 году П. Н. Яблочков был устроителем русского электротехнического отдела очередной парижской выставки. Фонари Яблочкова ещё сияли на этой выставке и были представлены в количестве около ста экземпляров. Одновременно демонстрировалось применение трансформаторов и был показан ряд усовершенствований всей электрической горелки Яблочкова. Эти успехи нашли должное отражение в отчётах о выставке и в технической литературе того времени, но практических последствий они уже не могли иметь.

Все эти невзгоды вместе с многолетней усиленной работой и душевными волнениями, вызванными неудачей любимого дела, и всё более и более стеснённое материальное положение отразились на здоровье изобретателя. После возвращения с парижской выставки 1889 года, поглотившей у Яблочкова немало сил, его здоровье ещё более пошатнулось, один за другим последовали два удара. Поправившись, Яблочков уехал в родной Сердобский уезд, в унаследованную от отца усадьбу, а затем поселился в Саратове, где вновь пытался организовать свою работу. Но тяжёлая болезнь сердца усиливалась всё больше и больше. 31 марта 1894 года Павел Николаевич Яблочков скончался в Саратове в возрасте 46 лет.

Так преждевременно оборвалась жизнь этого замечательного русского изобретателя. Русская техника и наука потеряли в нём не только одного из наиболее даровитых своих представителей, но и пламенного борца за идею технического прогресса в России.

Правящие круги царской России недооценили П. Н. Яблочкова и не поддержали этого выдающегося русского человека. Совершенно иначе относилась к нему передовая русская интеллигенция. Для передовых деятелей русской электротехники возвращение его в Россию в 1878 году и создание петербургского товарищества было крупным событием. Их восторженное отношение к Яблочкову выразилось в избрании его, как мы уже отмечали, заместителем председателя VI (Электротехнического) отдела Русского технического общества. Со своей стороны Яблочков принял деятельное участие в создании журнала «Электричество». Собравшийся через 5 лет после смерти Яблочкова 1-й Всероссийский электротехнический съезд почтил память великого русского изобретателя. На съезде одним из практических деятелей русской электротехники, близко соприкасавшимся с работами по установкам электрического освещения по методу П. Н. Яблочкова, был прочитан на пленарном заседании доклад о его жизни и деятельности. Этот доклад и портрет П. Н. Яблочкова помещены в издании трудов съезда.