Уатт и Кулибин Владимир Кузавков

Введение

Основное содержание этой книги составляют жизнеописания двух великих изобретателей- английского – Джеймса Уатта (1736 – 1819 гг.) и русского – Ивана Петровича Кулибина (1735 – 1818 гг.). На примере этих и других судеб изобретателей мне хотелось привлечь внимание к самоотверженному, поистине героическому труду изобретателей, показать, какие препятствия приходится преодолевать каждому из них, прежде чем их труд и изобретения получат общественное признание. Мне хотелось подчеркнуть, что талант изобретателя быстрее преодолевает инерцию общества, если он сочетается с талантом предпринимателя, организатора производства, и это относится к любой общественной формации, в том числе к условиям современной России. Примером Боултона, верного соратника Джеймса Уатта, мне хотелось увлечь наших предпринимателей на путь поддержки отечественных изобретателей и конструкторов, чтобы на основе отечественных изобретений создавать широкомасштабные производства, ориентированные на разработку отечественных ресурсов.

Кроме того, сопоставление судеб Уатта и Кулибина позволяет ответить на вопрос, почему паровая машина двойного действия – первый генератор искусственно вырабатываемой энергии – была создана не в России, а в Великобритании. Почему выдающийся русский изобретатель, безусловно превосходивший по своему таланту Джеймса Уатта, не смог внедрить свои изобретения в производство и умер в нищете, забытый современниками, а английский изобретатель добился всего, о чём мечтал: богатства, славы, почёта?

Я надеюсь убедить читателя, что главным в деятельности изобретателя является не удачная идея, положенная в основу изобретения, а внедрение этой идеи, воплощённой в новой машине или приспособлении, в широкое использование. Только тот изобретатель добивается успеха, который смог широко распространить своё изобретение. Я постараюсь показать на примерах Уатта и Кулибина, а также некоторых других изобретателей, каких трудов, титанических усилий, изворотливости ума, настойчивости это стоит.

Мы всё ещё живём под грузом представлений советской эпохи о том, что общественный строй, материальные условия, предопределяют судьбу человека. Жизнь и творчество Джеймса Уатта опровергают эти расхожие представления. Какими бы ни были неблагоприятными условия нашей жизни, всегда можно найти выход из них, какими бы ни были неблагоприятные тенденции, достаточно одной счастливой случайности, чтобы их преодолеть.

Советские историки техники, такие как И.Я. Конфедератов, С.В. Шухардин и другие, доказывали, что паровая машина – интернациональное изобретение, закономерно появившаяся в Англии. Эта книга показывает, как неоднократно судьба этой машины целиком и полностью зависела от случайностей. Никто, кроме Уатта, не был в состоянии изобрести универсальный паровой двигатель, его знаменитую паровую машину двойного действия.

Извечная российская отсталость от Запада вот уже на протяжении трёх столетий волнует лучших представителей нашего народа. Каких только причин не высказывалось в объяснение этой отсталости! И монголо-татарское иго, и крепостное право, и Великая отечественная война, и много, много других. Эта книга покажет читателю, как и почему Россия отстала от Запада в создании и использовании парового двигателя, в переходе от водяного колеса и предприятий мануфактурного типа к первому поколению индустриальной техники и фабрично-заводской машинной индустрии. Правда, для этого придётся ненадолго заглянуть в далёкое прошлое, в римскую эпоху и Средневековье, проследить историю паровой машины с самых истоков.

Сейчас наша историческая наука освобождается от многих догматов советской эпохи. В том числе настало время показать истинное отношение царского правительства к отечественным учёным и изобретателям. Я постараюсь показать, что царское правительство поддерживало И.П. Кулибина (а также И. И. Ползунова) в их изобретательской деятельности и почему они потерпели крах, несмотря на эту поддержку.

В нашем народе всё ещё сильны иждивенческие настроения и враждебное отношение к предпринимательству. Мы всё ещё считаем, что государство обязано предоставить нам работу и социальное обеспечение, а предпринимателей считаем спекулянтами, эксплуататорами, захватчиками, присвоившими государственную собственность, и т.д. история изобретательства учит, что предприниматель – лучший друг и соратник изобретателя. Счастлив тот изобретатель, который, как Джеймс Уатт, встретил на своём пути талантливого Боултона, предоставившего ему свой капитал и производственные мощности, свой талант организатора нового производства на базе изобретения, предоставленного ему изобретателем. И трагически несчастен тот изобретатель, который, как И.П. Кулибин, не нашёл предпринимателя, согласившегося перевозить грузы на изобретённом им водоходе. Пока мы не поймём, что предприниматель – это труженик, достойный уважения, нам не преодолеть нашей отсталости. Русский народ должен стать таким же предприимчивым, как английский и другие народы передовых стран. Если эта книга поможет убедить вас в этом, я буду считать свою задачу выполненной.

Часть первая

Создание парового двигателя

Джеймс Уатт

Производство энергии является коренной чертой, отличающей фабрично-заводскую машинную индустрию от всех предшествующих стадий производства. Ремесло и мануфактура базировались на естественных силах природы: на мускульной силе человека и животных, на силе ветра (парус и ветряная мельница) и на силе быстро текущей или падающей воды (нижнебойное и верхнебойное водяное колесо). Фабрично-заводская машинная индустрия начинает сама вырабатывать энергию, которую затем использует для работы своих машин и механизмов. Первым видом такой вырабатываемой человеком искусственной энергии была энергия пара.

Родиной первых энергетических машин, первых паровых машин, как и родиной каменноугольной чёрной металлургии явилась Великобритания. Проследим подробнее, как создавался и совершенствовался паровой двигатель, и как расширялась сфера его применения в ведущих отраслях английской промышленности.

Основная заслуга в создании парового двигателя принадлежит Джеймсу Уатту. Его биографии и его деятельности в этой части книги уделено наибольшее внимание.

Паровая машина Ньюкомена

1. Зачинатели паровой машины

Первое применение упругой силы пара относится к античным временам. Механик Гирон-старший, который жил за сто с лишним лет до н.э. устроил небольшой фонтан для забавы и украшения комнаты, который действовал силой пара. В закрытый медный сосуд сверху вставлялась трубка, немного не доходившая до дна. Затем сосуд наполнялся водой и ставился на жаровню. От нагревания из воды выделялся пар, который пузырьками поднимался кверху, но не находил там выхода и начинал давить на воду, которая фонтаном вылетала из сосуда вверх по трубке.

Следующая попытка использовать силу пара относится к 1615 г. нашей эры. Соломон де Ко описал фонтан, предназначенный для королевского сада Франции. В нагреваемый шар де Ко предлагал провести две трубы с кранами. По одной из них вода должна была поступать в шар, а по другой после открытия крана, как у Гирона, выбрасываться вверх силой пара. Однако доподлинно неизвестно, был ли осуществлён этот проект.

Для дальнейшего развития техники, применявшей пар, принципиальное значение имели открытия великого итальянского учёного Эванжелиста Торричелли (родился 15 октября 1608 г. умер 25 октября 1647 г.)

В 1643 г. Торричелли открыл атмосферное давление, а в 1644 г. теоретически обосновал возможность получения безвоздушного пространства, так наз. торичеллиевой пустоты. На основе этих открытий Торричелли создал барометр прибор, получивший широкое распространение и, следовательно, распространивший понятие об атмосферном давлении и свойствах безвоздушного пространства.

Большую известность открытиям Торричелли придал немецкий учёный Отто фон Герике, который изобрёл так называемые магдебургские полушария. На глазах у зрителей два отдельных стеклянных полушария складывались вместе, из образовавшегося внутри них пространства откачивался воздух, и силой атмосферного давления они довольно прочно удерживались друг с другом.

Затем в 1663 г. английский учёный Эдуард Соммерсет Ворчестер построил паровую помпу насос, который выдавливал воду из бака силой пара, подаваемого по трубке из котла, Однако широкого распространения этот насос не получил, так как расходовал слишком много тепла и пара.

Систематическое применение пара в промышленности началось на рубеже XVII и XVIII вв. в Англии. В это время там появились три паровые установки: паровой котёл Денииса Папена для выварки костей, паровой насос Томаса Севери (Th. savery), и паровая машина Томаса Ньюкомена (th. newcomen), предназначенная для откачки воды из каменноугольных шахт и рудников.

Дени Папен был профессором физики и математики и заведовал постановкой опытов в английском научном обществе. В этом своём качестве он помогал знаменитому английскому физику Роберту Бойлю проводить исследования атмосферного давления. Однажды они поместили сосуд с тёплой водой под колпак и выкачали из-под колпака воздух. Тёплая вода вдруг начала кипеть. Это навело Папена на мысль, что температура кипения жидкости зависит от давления воздуха на поверхность этой жидкости. Дальнейшие опыты подтвердили такое предположение. Тогда Папен решил создать котёл, в котором вода кипела бы не при 100 градусах Цельсия, а при более высокой температуре, и использовать его в промышленности.