скачать книгу бесплатно
Иван Иваныч опять закашлялся. Такая длинная речь далась ему с трудом.
– Вашбродь… Иван Иваныч, может надо чего? Может, водички принести? – участливо спросил Семён.
– Нет, голубчик, не надо мне ничего. Я совершенно счастлив. Машинка работает! Теперь осталось только разобрать её, перевезти на рудник и там собрать заново…
Модель паровой машины Ползунова
Всё именно так и получилось. В мае 1766 года на руднике полностью собранную машину запустили в работу. Она была великолепна, исправно доставляла воздух в три печи плавильного завода, хотя могла бы и в десять. За первые же три месяца работы эти печи выплавили серебра на восемнадцать тысяч рублей, в то время как все расходы составили лишь семь тысяч двести рублей. Посчитайте-ка сами теперь чистую прибыль! Загруженная лишь на одну треть своей мощности, машина Ползунова окупила себя фантастически быстро.
Но, к сожалению, сам инженер этого уже не увидел. Он не дожил до своего триумфа всего неделю: умер от чахотки, измученный тяжелейшим трудом в рудниках. Ему шёл всего лишь тридцать девятый год.
Кто же был такой Иван Ползунов? Почему его знают в России как изобретателя парового двигателя, но совершенно не знают в Европе?
Он родился в 1728 году в Екатеринбурге. Его отец – солдат горной роты, охранявшей заводы, до службы простой сибирский крестьянин. Ему удалось каким-то чудом устроить сына в Екатеринбургскую арифметическую школу, выпускавшую заводских мастеров. Принимались туда обычно только дворянские дети.
Со второго года обучения школьники по вечерам работали в качестве «механических учеников» на заводе. При этом ученики должны были на практике применять свои знания и «уметь рассуждать». Рассуждать-то Иван Ползунов как раз любил. Да и разве бывает инженерное дело без рассуждения?
В четырнадцать лет Иван Ползунов начал службу на заводах. Он выполнял там разные тяжёлые работы: измерял длину шахт в руднике, заведовал пристанью, доставлял караваны с рудой по реке. Он осенью мокнул под дождями, зимой обмораживал руки и ноги, летом тонул в реке, спасая плоты с медью и серебром.
Но в 1758 года судьба улыбнулась ему: его с обозом серебра направили в Санкт-Петербург. Ползунов побывал и в библиотеках, и в знаменитой кунсткамере, и в лабораториях. Он посещал казённые заводы и верфи. Впитав и обдумав всё увиденное, он вернулся домой почти что готовым инженером.
По возвращении из столицы Ползунова произвели в первый офицерский чин для служащих горных заводов. Положение его значительно улучшилось: ему теперь не грозили телесные наказания, открылся доступ в офицерскую библиотеку. В ней он и прочитал книгу Шлаттера «Обстоятельное наставление рудному делу».
Из этой книги Иван Ползунов узнал о пароатмосферной машине Ньюкомена – гордости английской науки и техники.
Так долго томившийся по большому делу Ползунов нашел свое призвание. Он не только понял устройство паровой машины Ньюкомена, но и сообразил, как её улучшить.
В 1763 году Иван Ползунов передал свой проект начальству, а то направило его в Санкт-Петербург. В том же году сама императрица Екатерина Великая ознакомилась с его чертежами и пришла от них в восторг. Больше всего ей понравилось, что машина превосходит английскую.
По её указу Иван Ползунов награждался денежной премией в четыреста рублей и похвалой. Начальству же было приказано начать постройку машины по проекту мастера. Только вот незадача: для строительства требовалось очень большое здание, множество станков и оборудования, какого не было в то время в России. Иван Ползунов просил дать ему 76 человек рабочих, ему же дали только… троих.
В марте 1764 года инженер начал строить свою машину. Ему пришлось работать даже не за семерых, а за семьдесят человек сразу. И он блестяще справился.
К сожалению, уже через три месяца после смерти Ивана Ползунова в его машине прогорел котёл – попросту, в нём образовалась трещина и он стал пропускать воду. Сейчас эту проблему решили бы быстро, заменив один котёл на другой. Но тогда другого не нашлось, и гениальную машину просто забросили. А потом и вовсе разобрали на запчасти.
В Европе так ничего и не узнали об изобретении Ползунова. В современном Барнауле тоже не осталось следов ни от здания, где происходили испытания, ни от самой машины.
Правда, сохранились чертежи. А ещё в Алтайском государственном краеведческом музее в Барнауле вы можете увидеть большую действующую модель машины Ползунова. Должен вам сказать, она великолепна! А именем самого Ивана Ползунова сейчас назван Алтайский государственный технический университет.
Лестница на небо
Иван Кулибин (1735–1818)
1791 год, Санкт-Петербург
В Зимнем дворце в тот декабрьский вечер собралась вся петербургская знать – князья, графы, бароны, в придачу иностранные послы с жёнами, генералы и адмиралы, да кого там только не было. Они танцевали, ели, пили и веселились, как только могли.
В самом дальнем углу одиноко сидел седовласый мужичок с бородой в простом длинном кафтане. Возле него шныряли придворные в роскошных камзолах и дамы в бархатных платьях по последней парижской моде. Они брезгливо обходили или вовсе не замечали его. Да и мужичок на них не глядел. Он был погружён в свои мужицкие думы, а в руках между тем крутил позолоченные карманные часы. Он ловко и проворно орудовал в них крошечной отвёрточкой.
Но вот мужик с бородой привлёк внимание генерала, маленького роста и пожилого, но с походкой решительной. Генерал (а звали его, кстати, Александром Васильевичем Суворовым) быстро подошёл к нему, остановился в нескольких шагах, отвесил низкий поклон и сказал:
– Вашей милости!
Часы Кулибина
Потом, подступив к мужичку ещё на шаг, поклонился ещё ниже и сказал:
– Вашей чести!
Наконец, подойдя совсем, поклонился уже в пояс и прибавил:
– Вашей премудрости моё почтение!
Затем он взял мужичка за руку, спросил его о здоровье и, обратясь ко всем присутствующим, громко, на весь зал произнёс:
– Помилуй Бог, какой ум! Он ещё изобретёт нам ковёр-самолёт![6 - Свиньин П. П. Жизнь русского механика Кулибина и его изобретения. СПб.: типография Н. Греча, 1819. С. 72.]
Скучающие гости приблизились, чтобы поглазеть на диво-дивное. Они окружили плотным кольцом графа Александра Васильевича Суворова, а заодно и странного мужичка. Его звали, между прочим, Иваном Петровичем Кулибиным.
– Ваше сиятельство, а на что мне ковёр-самолёт? – сострил один из гостей. – Я и по земле неплохо хожу! А крылья бог птицам дал, вот пущай они и летают.
– А вам, милостивый государь, бог вообще ничего не дал: ни крыльев, ни ума, один лишь желудок, – резко ответил ему граф Суворов и повернулся к Ивану Петровичу. – Пойдёмте со мной, голубчик, побеседуем. Чем порадуете старика?
– Вот изобрёл и удачно опробовал на днях водоходную машину с двумя деревянными колёсами, – отвечал ему Иван Петрович Кулибин. – Может идти против течения.
– Помилуй бог! – всплеснул руками Суворов. – И как же она работает?!
– Очень просто, ваше сиятельство. Колёса наматывают на ось канат с якорем, который завозится перед тем на лодке вверх по реке. Вода вращает колёса, колёса наматывают канат, а водоход идёт вверх по реке, к своему якорю. Казна перевозкою одной только соли на сих судах по Волге может выиграть за лето более миллиона рублей.
– Чудо чудесное! – воскликнул Суворов. – А ещё что?
– До этого придумал деревянные ноги для солдат-инвалидов. Они могут привязываться к телу, двигаются и гнутся, совсем как настоящие, всеми своими суставами.
– Вот это очень полезно, я передам своим полковым лекарям. А ещё?
– До этого – бездымный фейерверк с белым и зелёным огнём, для увеселения её императорского Величества.
– Ну, это пустая забава. А ещё?
– Ещё раньше было подъёмное кресло для поднятия с первого на любой этаж любого человека, без всяких физических усилий оного.
– А что же ещё?
– Ещё была свеча-прожектор.
– Что сие значит?
– Сие значит, что с помощью целой системы маленьких зеркал свет одной свечи усиливается в пятьсот раз. Одной свечкой можно ярко осветить, к примеру, весь этот зал.
– Помилуй бог! Мне бы такую для армии. А ещё?!
– Самокатную коляску, семафорный телеграф, да мало ли чего ещё было. Всего и не упомнишь, ваше сиятельство!
– Ну, а главное изобретение, самое дорогое?
– Самое для меня дорогое – это, пожалуй, мост через Неву.
Тут Иван Петрович Кулибин поведал Александру Васильевичу историю своего знаменитого моста.
Было это за пятнадцать лет до встречи с Суворовым. Кулибин только что благодаря императрице Екатерине Второй получил должность главного механика Петербургской академии наук. Императрица любила талантливых русских людей и награждала их щедро. Правда, придворные их не любили, но это уже совсем другая история.
В Санкт-Петербурге Иван Петрович обратил внимание на отсутствие постоянных мостов через Неву. Ранней весной и поздней осенью временные летние мосты снимались, зимой приходилось переходить по льду, а во время ледохода и вовсе нельзя было никак перебраться на другой берег. Однако большая глубина Невы и сильное течение казались в те времена непреодолимым препятствием к постройке постоянного моста.
Иван Петрович Кулибин начал обдумывать конструкцию, которая не требовала бы установки свай и опор в глубокой и бурной реке.
В 1773 году он представил свой знаменитый проект деревянного моста через Неву. Гениальный инженер предложил один пролёт, длиною в 300 метров, с каменными опорами на берегах.
Проделав все предварительные расчеты и произведя немало опытов, Кулибин построил модель своего моста длиной в тридцать метров. Она подверглась испытаниям в присутствии петербургских академиков. В их числе находился и самый строгий судья – лучший математик Европы швейцарец Леонард Эйлер.
Проект моста через Неву Кулибина
Модель выдержала нагрузку, равную весу тридцати современных микроавтобусов «Газель». Кулибин распорядился увеличить нагрузку ещё больше, а когда не хватило во дворе грузов, предложил взойти на мост всем присутствующим и попрыгать на нём. Модель выдержала и эту добавочную нагрузку.
Один из академиков пошутил: «Эдак скоро Кулибин сделает нам лестницу на небо».
Понимая, что деревянный мост может со временем обветшать или сгнить, Кулибин выдвинул идею железного, подготовил его проект и построил модель. Это был арочный мост в три пролёта, общей длиной почти в триста метров. Он включал разводные части, чтобы пропускать корабли. В проекте было предусмотрено всё, вплоть до освещения в ночное время и защиты опор от ледохода. Превосходную модель, хранившуюся в музее Института путей сообщения, могли видеть и использовать в работе все последующие русские мостостроители.
В чем заслуга Ивана Петровича Кулибина? Он один выполнил работу целого большого проектировочного института, как сказали бы сейчас. Он придумал небывалую, новую конструкцию моста. Его очень заботила долговечность и прочность сооружения. Как конструктор, он ввел в практику много новых экспериментов, применил для этого изобретенные им же самим приборы. Он не ограничился одними опытами, но изложил подробно и теорию. Наконец, он первым придумал использовать железо как материал для мостов, в то время, когда ещё весь мир довольствовался камнем и деревом. Пройдёт время, и все мосты в цивилизованном мире будут строить из металла, как и предлагал Кулибин. Но это произойдёт намного позже.
А мы с вами вернёмся в Зимний дворец. Александр Васильевич Суворов, восхищённый рассказом Кулибина, дружески пожал ему руку, пожелал успехов и ушёл. Он сам был военным гением и хорошо понимал, что Кулибин такой же гений, но только в технике.
Модель Кулибинского моста стала событием в истории техники, и если бы наш великий изобретатель ничего больше не сделал в своей жизни, то и тогда мы восхищались бы его умом и золотыми руками.
К счастью, он успел сделать намного больше. В архивах Академии наук хранятся и ждут своего исследователя две тысячи (!!!) чертежей и множество записок, начертанных рукой мастера.
Судьба изобретений Ивана Кулибина, к сожалению, печальна. Современники не понимали и не принимали их. За исключением фейерверков и часов, которые он виртуозно умел мастерить.
Но возьмём, к примеру, Кулибинский семафорный телеграф – передачу информации с одного маяка на другой через хитроумную систему световых сигналов. Этот проект Ивана Кулибина был забыт после его смерти, а когда его заново «изобрёл» француз Шато спустя сорок лет, то русскому правительству пришлось заплатить сто двадцать тысяч рублей за привезённый из Франции «секрет».
Мост через Неву по проекту Кулибина тоже не был возведён – у правительства не нашлось ни денег, ни желания его строить.
Судно «Водоход», плывущее против течения, тоже никого не заинтересовало и было продано на дрова. С точки зрения купца, зачем такое судно, если есть бурлаки? Вот пусть они и тащат баржу с грузами.
Последние тридцать лет жизни Кулибина всё больше занимал… вечный двигатель. Он очень хотел его построить. Если бы смог, то мы с вами обходились бы сегодня без нефти и газа, не загрязняли бы природу, получали бы электроэнергию легко и просто, можно сказать – даром.
К сожалению, ему это так и не удалось. Учёные утверждают, что вечный двигатель противоречит законам природы. Но, может быть, они просто ещё не знают до конца эти законы?
Иван Петрович Кулибин не закончил ни университета, ни школы, а знал законы физики лучше многих учёных. Это потому, что он был любопытен и не боялся эти законы проверять. Его жизнь – это бесконечная цепочка экспериментов, отчаянно смелое испытание природы на прочность. Проживи он ещё немного, и кто знает – вдруг шутка насчёт «лестницы на небо» стала бы реальностью? От Кулибина ведь можно всего ожидать…
Сухопутный пароход
Мирон Черепанов (1803–1849)
1834 год, Нижний Тагил
В далёком уральском городе, где ещё со времён Петра Первого промышленники Демидовы силами крепостных рабочих выплавляли металл, в тот день царило оживление. День был воскресный, но празднично одетый народ после церковной службы устремился не в кабак и не домой, а прямо к заводу. Такого никогда ещё не бывало!
На рельсах у завода стояли четыре колеса, а на колёсах что-то необычное. Бочка – не бочка, печка – не печка, но труба железная вверх торчит, и дым из неё валит! К ней сзади прицеплена тележка с углем, а к ней – маленькие вагончики с низкими бортами. В каждом вагончике аккуратные деревянные скамеечки, чтобы сеть с удобством. У самой бочки возится машинист в кожаном фартуке. Он всем хорошо знаком. Люди знают, что у него золотые руки: кому-то коня подковал, кому-то дом листовым железом покрыл.
– Это что у тебя, Мирон? – пошутил один мужик, – самоходная баня? Или передвижная коптильня для рыбы?
– Какая там баня, это самовар на колёсах! – отозвался другой.
– Эй, кто не боится, судари и сударыни, прошу вас в пароход! Всего сорок мест! Прошу, прошу всех! – Мирон Черепанов широко открыл дверцу вагона, приглашая всех желающих.
– Неужто эта штуковина сейчас поедет?!
– Да ещё как! – подтвердил Мирон. – В Англии поехала и у нас поедет. А чем мы хуже?
– Ты, сынок, эту печку на колёсах сам сделал али как?
– Сам, бабуля! – улыбнулся Мирон Черепанов. – Я сделал железного коня вместе с батюшкой моим, Ефимом Алексеевичем.
Вопросы из толпы сыпались, как горох:
– Он часом не опрокинется, твой конь?
– Огнём не опалит?
– Илья Пророк не ударит молнией?
– Да что ж столько дыма из трубы валит? Как в преисподней! Свят-свят!
Народ опасливо, но всё же набивался в вагоны. Когда все сорок человек сели, Мирон Черепанов выпустил пар, дал свисток, и медные поршневые насосы по бокам котла зашевелились, зашумели. Первый русский паровоз тронулся по чугунным «колесопроводам». Так назывались тогда рельсы. А сам паровоз назывался «сухопутным пароходом», слова «паровоз» ещё не было. Он разгонялся до шестнадцати километров в час, это примерно скорость велосипеда. Длина рельсов составляла восемьсот метров, это всё равно как периметр Красной площади в Москве. Первая в России железная дорога связала Выйский медеплавильный завод с медным рудником у подошвы горы Высокая.
Первые пассажиры даже не знали, в каком историческом событии они участвуют! Зато мы с вами отлично это понимаем. Шутка ли? Первый русский паровоз! Сделан из русских материалов по русским чертежам и русскими же руками. Правда, не первый в мире. Первый-то был собран в Англии мастером Стефенсоном и назывался «Ракетой», но всего лишь на четыре года раньше. Совсем ненамного.
Копия паровоза отца и сына Черепановых
Откуда взялся этот великий русский инженер, кстати, крепостной крестьянин – лишённый всяких прав и не получивший даже школьного образования?
Он и его отец Ефим работали на медных заводах. Как превосходные механики, они сумели построить паровую машину для откачивания воды из рудника. Этим и обратили на себя внимание начальства. Ефим даже получил в награду за труды «вольную» – то есть стал свободным человеком. Правда, вся его семья, включая сына Мирона, осталась в крепостной зависимости. Однако начальство на медных заводах всё же ценило хороших работников.
Мирон Черепанов как лучший на Урале специалист по паровым машинам был направлен своим начальством в Санкт-Петербург на Всероссийскую промышленную выставку. Там он осмотрел пароходы на Неве и разные машины на заводах, чтобы внедрить эти новшества потом у себя дома. А после по приказу хозяина был отправлен «на стажировку» в Англию, где и увидел паровозы Стефенсона. Однако копировать чужое изобретение ему было неинтересно, и он решил сделать машину получше.
Осенью Мирон вернулся из Англии домой и обнаружил, что отец уже начал работу над «сухопутным пароходом» и немало успел сделать: были готовы цилиндры, котёл, жаровые трубки и многие мелкие детали. Мирон начал делать деревянные модели для отливки чугунных частей. В декабре 1833 года и эти части были готовы. К новому году первый русский паровоз был собран, а с января 1834 года начались его испытания.
Они показали, что котёл слаб, не даёт много пара, и на разогрев уходит слишком много времени.
