Густав Лаваль

Клостерские идеи

Вступая в жизнь и начиная свою деятельность в последней четверти XIX века, Лаваль по существу был уже типичным изобретателем XX века.

Изобретатели предшествующего времени, до Уатта включительно, шли к разрешению своих проблем в значительной мере ощупью, выдвигая лишь частные гипотезы и тут же их проверяя. Прекрасно осведомленный в теоретических и практических основах современной техники, стоя вполне на уровне современных знаний, изобретатель XX столетия идет по новому пути, когда творчество изобретателя основывается не на подражании предшествующим техническим формам, а на достижениях современной науки.

Для Лаваля было совершенно ясно, что осуществление идеи, разрешение любой задачи стало невозможным без трудного и сложного процесса расчетной и конструкторской работы, без материальных средств, нужных для опытов и экспериментов.

Если Уатту для разрешения стоящих перед ним проблем приходилось еще работать и над созданием теоретических предпосылок для их разрешения, то Лаваль располагал уже достаточным теоретическим багажом и нуждался лишь в материальной базе для практического осуществления теоретически разработанных проектов.

— Я не могу ступить шагу, чтобы не наткнуться на новую задачу, — говорил он, — все они требуют разрешения, и я чувствую, что могу их разрешить. У меня есть все для этого, кроме одного — денег!

Уже с первых шагов своей деятельности Лаваль начал искать выгодного и ходкого дела, которое могло бы его обогатить и навсегда обеспечить ему независимость и средства для самостоятельной работы. Иного пути в капиталистическом обществе нет.

В поисках компаньона, который согласился бы заняться вместе с ним эксплуатацией его изобретений, Лаваль столкнулся с неким Кларсоном, искавшим применения своим свободным средствам. Лаваль предложил ему построить стекольный завод для производства бутылок по совершенно новому способу: бутылки должны были формоваться во вращающихся изложницах.

Замечательно, что все основные технические идеи Лаваля, соответствуя вполне его живой, деятельной, быстро переходящей от решения к делу натуре, неизменно исходили из принципа быстроходных, вращающихся машин, в которых как-раз испытывало нужду капиталистическое хозяйство. Недаром же и сепаратор и турбина явились наиболее законченными созданиями творческого воображения Лаваля.

Кларсон поддался убедительной и самоуверенной горячности изобретателя, вошел с ним в соглашение и построил этот завод. Вращающиеся изложницы вполне себя оправдали. Завод изготовлял до четырех тысяч бутылок в день, но предприниматели оказались плохими коммерсантами, так как не учли потребностей рынка. Не только Фалун с его десятью тысячами жителей, но и вся Швеция в те времена не могла нуждаться в таком количестве бутылок, какое появилось на рынке.

Долго ничего не замечая, бродил между ловкими машинами торжествующий изобретатель и упивался быстроходными аппаратами, придумывая способы, как бы увеличить их скорость и подбросить Кларсону новую тысячу к концу дня.

Вскоре склады оказались переполненными, и бутылки стали укладывать прямо во дворе. Разноцветные горы их, отливая на утреннем солнце всеми цветами радуги, продолжали расти, радуя сердце Лаваля и наводя ужас на его компаньона.

— Послушайте, — говорил Кларсон, — но ведь наши бутылки уже никто не хочет брать. Что нам делать дальше?

— Выпустим новые сорта, — отвечал Лаваль, не задумываясь, — давайте делать шестигранные, цвета аквамарина. Это будет чудесно, их расхватают у нас в один день!

Кларсон соглашался на шестигранные, на круглые, как шар, на аквамариновые, на молочные; Лаваль менял формы, давал рецепты стекловарам. Разноцветные горы вокруг завода росли, но Кларсон с каждым днем, с каждым часом видел, как неотвратимо приближается катастрофа, и проклинал в душе изобретателя и свое легкомыслие.

Наконец, когда сверкающие груды стекла стали вровень с крышей завода и возчики со своими длинными рессорными телегами оставались без дела уже несколько дней, Кларсон решительно отказался от нового предложения компаньона — выпускать граненые флаконы для туалетного уксуса.

Некоторое время, правда, Лаваль, оставивший свою службу на руднике, и Кларсон, вложивший в предприятие свои средства, продолжали еще работать, надеясь, что кризис минует, однако, когда по подсчетам компаньона убытки перевалили за 60 тысяч крон, Лаваль, не колеблясь, предложил ликвидировать предприятие и заняться чем-нибудь другим.

Кларсон пришел в ужас. Но делать было нечего: завод был закрыт. Лаваль обязался выплатить своему компаньону 40 тысяч крон в покрытие

понесенных им убытков.

— Когда это будет?.. — с презрением спросил Кларсон.

— Скорее, чем вы думаете! — ответил Лаваль.

В это время он разрабатывал проект быстроходного парового двигателя и вел переговоры о его постройке с владельцем машиностроительного завода в Клостере, Фридрихом Лагергреном. Вера в себя не покидала его ни на минуту, ни при каких обстоятельствах, но всесокрушающий его оптимизм на этот раз никак не подействовал на его компаньона.

Они расстались.

Предприимчивый Лагергрен, узнав о ликвидации предприятия, предложил Лавалю занять у него должность заведующего конструкторским бюро. Лаваль охотно принял предложение и отправился в Клостер.

Это было в самом конце 1875 года. Накануне нового года, поздно вечером, Лаваль приближался к месту назначения. Нужно было переехать маленькую речку; ямщик посоветовал седоку вернуться, так как, по каким-то его приметам, лед мог провалиться под санями. Лаваль во что бы то ни стало решил провести новогодний вечер в тепле и уюте. Он потребовал, чтобы ямщик доставил его на место. Молчаливый швед сердито стегнул лошадей, но сани провалились под лед в самой середине реки. Лаваль, не раздумывая, выскочил и, очутившись по грудь в ледяной воде, помог саням выбраться на лед. Быстрота и решительность на этот раз выручили из беды, но к Лагергрену он явился насквозь промерзшим и мокрым.

Впрочем, ни ледяная ванна, ни призрак опасности, счастливо избегнутой, не отразились на хорошем настроении Лаваля. Ночью, отогревшийся и возбужденный выпитым вином, исполненный веселых надежд на будущее, он излагал Лагергрену свои планы с такой горячностью, что даже этот пожилой, опытный и проницательный человек, плененный убедительностью его доводов, эрудицией, смелостью и ясным умом, должен был согласиться, что металлургическая промышленность войдет в новый период своего развития, как только все эти планы будут осуществлены.

— Мы их осуществим! — кричал Лаваль. — Я заставлю старушку Швецию двигаться быстрее. Мы обгоним немцев и англичан, и американцев. Они будут ездить к нам учиться, а не мы к ним!

Раскричавшийся доктор философии едва не свалил маленький столик с кофейным сервизом. Но Лаваль был поистине очарователен: высокий, крепкий и сильный, с черными тугими усами, с легкими волнистыми волосами, зачесанными назад, сверкающий стеклами очков и живыми карими глазами, он был олицетворением решительности, смелости, стремительности и непреоборимого оптимизма.

Слушая его, Лагергрен внутренне поздравлял себя с новым работником.

Он не ошибся. Новый инженер за два года своего пребывания в Клостере не только ввел множество улучшении в производственный процесс, но и положил начало так называемому «шведскому способу бессемерования» устройством сетчатого дна для бессемеровского конвертера.

Получившее свое название по имени английского инженера Генри Бессемера «бессемерование» было введено в Швеции незадолго до этого известным шведским металлургом Герансоном. До введения бессемерования существовало два способа для превращения чугуна в железо и сталь: кричный и пудлинговый. Первый способ требовал чистейшего, дорогого и не везде доступного горючего — древесного угля — и практиковался поэтому в те времена только в Швеции и на Урале, давая железо высокого качества, но незначительное количество и дорогое. В пудлинговых же печах топливом служил каменный уголь, но пудлинговый способ давал во всяком случае продукт худшего качества.

Процесс бессемерования представляет собой продувку чугуна воздухом, без подвода тепла извне, с целью получить, путем выжигания вредных примесей, сталь в жидком состоянии. Продувка ведется в сосудах, названных Бессемером «конвертерами». Воздух к конвертеру подводился в Клостере, как в Англии, через форсунки, которые помещались на окружности, а позднее на дне конвертера. Бессемерование очень быстро привилось в Швеции, однако в силу местных условий, а именно в виду работы на древесноугольном, малокремнистом чугуне, обычного распределения воздуха оказывалось недостаточно, что и влияло на свойства стали.

Лагергрен неоднократно жаловался Лавалю на невозможность получить высококачественную сталь. Лаваль предложил сконструировать дно конвертера с массой мелких, равномерно распределенных отверстий для вдувания воздуха. Опыт дал превосходные результаты и положил начало этому так называемому «шведскому бессемерованию».

Лагергрен, получив высококачественную сталь, командировал Лаваля за границу для изучения тамошних способов прокатки. Хотя этим опытом Лаваль не успел воспользоваться в Клостере, но впоследствии он пригодился ему при постройке специального завода в Олофстреме для акционерного общества «Сепаратор».

Занявшись вопросами металлургии, стоявшими в центре внимания шведской промышленности, снабжавшей европейские рынки высококачественными стальными изделиями, главным образом мелким инструментом, Лаваль в течение своего пребывания в Клостере проделал, массу опытов с гальванизацией, но еще серьезнее задумался он над вопросом широкого использования электричества в металлургии. Однако Лаваль поднял вопросы электрометаллургии слишком рано: ни развитие электротехники того времени, ни тем более состояние шведской промышленности не стояли еще на такой высоте, которая позволила бы рассчитывать на практическое применение изобретений подобного рода.

Сам Лаваль между тем понимал уже и в то время, что для Норвегии и Швеции, при их богатстве водной энергией и бедности углем, вопросы электрометаллургии рано или поздно встанут во всей их широте. Впоследствии Лаваль вернулся к этим своим идеям, но клостерский двухлетний период его деятельности закончился неожиданным отходом изобретателя в совершенно иную область техники, ту область, интерес к которой охватил его всецело и на долгое время, поскольку, впрочем, он вообще мог долго служить одной идее.

Этому событию способствовали два незначительных, на первый взгляд, случая. Случаи эти, однако, привели к огромным последствиям.

Для очистки отливок на заводе употреблялся паровой пескоструйный аппарат. Пескоструйные аппараты нашли себе применение ранее всего в стекольной промышленности и представляли собой довольно примитивные машины: на колесо с лопатками подавался песок; колесо при быстром вращении с значительной силой выбрасывало песок на стекло, подлежащее обработке. Затем пескоструйные аппараты стали употребляться и в металлообрабатывающей промышленности для шлифовки струей песка всякого рода отливок, но, вместо подачи песка колесом стали применять струю пара для той же цели. Эти паровые пескоструйные аппараты были очень удобны, просты и производительны.

Пескоструйный аппарат

Пар, подававшийся из отдельного парового котла, поступал в этих приборах в специальный сосуд (А); отсюда по шлангу (а) он направлялся к специальной насадке (В), над которой подвешивалась воронка с песком (С). Проходя через эту насадку, паровая струя увлекала с собой песок, который выбрасывался на отливку, а пар, перед выходом, отсасывался особым прибором и удалялся через отдельную трубу.

Песок, с силой вырываясь из аппарата, сравнивает поверхность всех лежащих на пути его тел и может применяться не только для очистки отливок от формовочной земли, но и для стачивания напильников, например, при их восстанавливании. Этот остроумный аппарат, портативный, передвигавшийся по балке, очень заинтересовал Лаваля, и он начал производить с ним ряд опытов с целью расширить возможность использования его для других целей.

Прежде всего ему пришла в голову мысль воспользоваться пескоструйным аппаратом для буровых работ, главным образом для бурения скал, где его с особенным успехом можно было использовать, так как при работе на открытом воздухе не было надобности в пароотводном устройстве.

Для буровой работы, очевидно, нужно было придать струе вращающееся движение.

Недолго думая, Лаваль сконструировал специальную спиральную гильзу, которую и вставил в насадку, полагая, что, проходя через гильзу, струя пара должна будет принять вращательное движение, а у выхода насадки увлеченный крутящейся струей пара песок явится живым, бесконечным буравом.

К величайшему изумлению изобретателя гильза стала сама быстро вращаться.

Лаваль с интересом наблюдал это непонятное явление. Он повторил опыт еще раз и убедился в его закономерности. Одной минуты затем было достаточно для того, чтобы разгадать загадку: гильза вращалась под действием реактивной силы выходившего из гильзы пара.

Занятый в этот солнечный памятный день другим вопросом, Лаваль не остановился на разработке идеи, которая возникла у него в тот час, идеи использования реактивной силы пара для получения механической работы. Однако она осталась в его памяти и в нужный момент всплыла на поверхность сознания. Во всяком случае самые ранние паровые турбины, созданные им, были именно этого типа и основывались на реактивном действии струи пара.

Создание первых турбин было вызвано потребностью в механическом двигателе для другой машины Лаваля. История ее возникновения начинается с другого любопытного случая, происшедшего в том же Клостере.

Старый Лагергрен принадлежал к тому типу людей, которые интересуются буквально всем на свете, и в этом отношении был как нельзя более подходящим товарищем для Лаваля. Он интересовался не только металлургией, паровыми и нефтяными двигателями, с которыми в это время производил опыты его конструктор, он интересовался также молочной промышленностью: выписывал «Молочный вестник» и владел маленькой молочной фермой, расположенной тут же на территории завода.

Этот зеленый оазис, среди угрюмых заводских корпусов, служил в обеденный перерыв любимым местом отдыха для служащих и мастеров завода. Чистенький дворик фермы с высокими стройными березами, защищавшими ферму от заводской копоти и дыма, часто посещал и Лаваль: живой, общительной натуре его были, как воздух, необходимы встречи, разговоры, шутки, новости, для которых не находилось времени на работе.

Однажды — это было весной 1877 года — Лагергрен, случайно проходивший мимо с «Молочным вестником» в руках, рассказал присутствующим вычитанную им в журнале новость о том, что в Германии неким Лефельдтом изобретена любопытная машина, имеющая форму бочки, которая отделяет сливки от молока. Хотя для съема сливок нужно было останавливать машину, все же аппарат рекомендовался как чрезвычайно интересное и практически целесообразное изобретение. Вскользь журнал указывал, что действие машины основано на центробежной силе.

Любопытство Лаваля было возбуждено до крайности, и вихрь мыслей и идей, мгновенно заполнивший его воображение, лишил его совершенно способности говорить и слушать.

— Послушайте, дайте-ка мне ваш журнал, — сказал он Лагергрену.

Забыв поблагодарить, Лаваль взял журнал и тотчас же ушел с фермы. Старый Лагергрен, чрезвычайно заинтересованный поведением своего конструктора, последовал, было, за ним, но разговориться с ним ему так и не удалось. Он махнул рукой и оставил Лаваля в покое.

Журнальная заметка о машине Лефельдта имела не только технический интерес.

Отлично ориентируясь в запросах отечественной промышленности, Лаваль понимал, что достигшее высокой ступени развития сельское хозяйство Швеции, начинавшее работать на экспорт, остро нуждалось в механических аппаратах для переработки молочных продуктов и доения коров. Мысль о доильной машине не раз появлялась у Лаваля, как и у других изобретателей. Развитие крупных молочных хозяйств предпринимательского типа тормозилось именно отсутствием механических приборов, могущих удешевить труд и увеличить его производительность.

Идея машины Лефельдта была таким образом чрезвычайно интересна с чисто практической стороны, и Лаваль с жадностью ухватился за нее. К этому времени центробежная сливкоотделяющая машина имела уже свою историю.