Приключения изобретений

РОЖДЕНИЕ, ЗРЕЛОСТЬ И СМЕРТЬ ПАРОВОЗА

Автомобиль – дядя паровоза

Больше двадцати лет прошло с тех пор, как Уатт построил свою паровую машину, и только тогда появился первый годный для перевозки грузов и пассажиров пароход. А единственным двигателем для наземных путей по-прежнему была лошадь. И ещё двадцать лет прошло, пока удалось построить первую железную дорогу.

Началось всё с автомобиля. Он, представьте себе, почти на шестьдесят лет старше паровоза. Конечно, это был не нынешний автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, а коляска с паровой машиной. В конце XVIII века по английским дорогам, пыхтя и громыхая, разъезжали неуклюжие колымаги с тяжёлым кузовом и дымящейся трубой. В первом десятилетии XIX века они уже развивали невиданную для того времени скорость – около двадцати пяти километров в час. Стали строить и паровые автобусы, которые могли брать четырнадцать пассажиров.

Несмотря на плохие дороги и тяжёлую машину, они могли бы получить широкое распространение. Но тут всполошились владельцы дилижансов и конных почтовых станций. Автобусы грозили им разорением. Владельцы подняли шум, обивали пороги влиятельных людей, возбудили множество дел в суде против владельцев паровых тележек и, наконец, добились удивительного закона.

Несколько раздавленных куриц дали повод властям распорядиться, чтобы паровые автобусы двигались не быстрее четырёх километров в час, а перед каждым автобусом должен бежать человек с красным флагом, предупреждая население о приближении чудища.

Разумеется, этот нелепый закон сделал никчёмными самодвижущиеся повозки, которые принуждены были теперь двигаться медленнее пешехода.

Но были и другие причины, мешавшие распространению паровых автобусов. Очень уж плохи были дороги и громоздок паровой двигатель. Он часто ломался на ухабах, а пассажиров трясло и подкидывало так, что они предпочитали более медленный, но спокойный способ передвижения в экипажах или дилижансах.

Автомобиль становится на рельсы

Рельсовый путь изобрели ещё раньше паровых тележек. Им пользовались в шахтах для откатки угля. В тележки, поставленные на рельсы, впрягали лошадь, и она могла везти гораздо больший груз, чем по обычной дороге.

Значит, существовали уже главные элементы железной дороги – рельсовый путь и паровая тележка. Надо было только догадаться поставить паровую тележку на рельсы. Впрочем, догадаться ещё мало. Нужно было изобрести машину более мощную и практичную, чем первые паровые тележки, иначе говоря, паровоз. Изобрёл паровоз…

«Знаем, знаем, – скажете вы, – Стефенсон!»

А вот и неверно. Первый паровоз в 1804 году изобрёл Ричард Тревитик. Вы уже видели, что изобретателем часто считается не тот, кто первый создал новую вещь, а тот, кому удалось широко распространить своё изобретение.

Впрочем, не надо думать, что тут дело только в удаче или практической смётке.

«Ракета» – так назывался паровоз Джорджа Стефенсона – была намного лучше паровозов Тревитика и других изобретателей.

У паровоза Тревитика была неудачная система передачи движения от паровой машины к колёсам. Механизм часто ломался. Но всё же паровоз двигался со скоростью восьми километров в час и перевозил в прицепленных к нему тележках десять тонн груза. Немного, конечно, но всё же гораздо больше того, что могла везти лошадь.

Был ещё и другой очень забавный паровоз. Его изобретатель механик Брентон сделал ту же ошибку, что Фич, построивший пароход с вёслами. Паровоз Брентона был с… ногами. У него были колёса. Но, кроме того, сзади, за котлом, были прикреплены на шатунах две ноги со ступнями, упирающимися в землю. Ноги передвигались, когда пускали в ход паровую машину, и, отталкиваясь от земли, заставляли двигаться колёса.

Смешно и очень неудобно. Паровоз шёл шагом.

Английские фабриканты решили построить железную дорогу, которая соединила бы два больших промышленных города Англии – Ливерпуль и Манчестер. Как решить, чьи же паровозы лучше? Изобретателей было несколько.

И вот дирекция будущей железной дороги назначила состязание паровозов на небольшом рельсовом пути около Ливерпуля.

Нелегко было добиться участия в этом состязании. Условия были суровые. Паровоз должен развивать скорость не меньше шестнадцати километров в час и везти поезд весом в двадцать тонн. Теперь один вагон берёт втрое больше груза, но для того времени двадцать тонн – это было много. А сам паровоз должен весить не больше шести тонн – это было для того времени мало: паровые машины строили очень тяжёлые и неуклюжие.

Четыре изобретателя готовили паровозы к испытаниям. Но в первый день – 6 октября 1829 года – принять участие в состязании мог только один – «Ракета» Стефенсона.

Множество народа собралось посмотреть новые машины. Были тут и профессора, и механики, а больше всего просто любопытные.

Стефенсон сделал десять рейсов по линии туда и назад. Это составляло пятьдесят три километра. Он вёл поезд весом в тридцать тонн и прошел всё расстояние за час сорок восемь минут, иначе говоря, со скоростью около тридцати километров в час.

Стефенсон легко одержал победу. Один паровоз, соперничавший с «Ракетой», не мог даже начать состязания, а два других потерпели аварию. Это не были совсем негодные машины, но они нуждались в серьёзных улучшениях.

Но какие мытарства пришлось пройти паровозу и после удачных испытаний, несмотря на то что железные дороги были очень нужны промышленности!

Паровоз и корова

Что удобнее: поехать из Москвы в Ленинград по железной дороге или тащиться в повозке, запряжённой парой лошадей?

Вы рассмеётесь, услышав такой вопрос. А между тем взрослые серьёзные люди спорили об этом и доказывали, что железные дороги никуда не годятся.

«Что может быть нелепее и смешнее предположения, что паровозы могут ходить быстрее лошади? Лучше стать перед жерлом пушки, чем рисковать ехать с такой скоростью на машине», – писал один инженер в английском журнале, когда Стефенсон изобрёл паровоз.

А каких только каверзных вопросов не придумывали члены комиссии, обсуждавшей стефенсоновский проект обслуживания паровозами конной железной дороги!

– Скажите, пожалуйста, – спрашивал один член комиссии, – неужели Вы думаете,

что железнодорожный путь сможет выдержать тяжесть поезда, если он будет

передвигаться быстрее одной мили в час?

И, когда Стефенсон расчётами и опытами доказал, что путь выдержит, все с сомнением покачали головой, а кто-то глубокомысленно задал ехидный вопрос:

– Что же, собственно говоря, произойдёт, если на пути поезда попадётся корова?

Поезд сойдёт с рельсов?

– Нет, корова будет раздавлена.

– Раздавлена?! – в ужасе воскликнули члены комиссии. – И после этого вы хотите,

чтобы мы разрешили постройку дороги?

Немало терпения надо было иметь, чтобы отвечать на нелепые вопросы и добиться своего.

Стефенсону не удалось бы это, если бы его не поддерживали фабриканты, нуждавшиеся в быстрых способах доставки товаров.

Но вот побеждено сопротивление, и первая, а за ней и вторая железные дороги соединяют английские города. А затем поезда пошли и во Франции. В Бельгии, Германии, Австрии начали постройку железных дорог.

Впрочем, в Бельгии тоже не просто было построить железную дорогу. Сначала парламент вообще отказался дать разрешение на постройку. Через два года этот вопрос опять был поднят, и семнадцать раз заседали члены парламента, прежде чем решили его.

– Сколько народу останется без работы, если провести железные дороги! – говорил

один депутат. – Земледельцы не смогут использовать зимой своих лошадей для извоза и

не смогут прокормить их; так может совсем прекратиться разведение лошадей.

– А ведь ночью-то вы поезда не сможете пускать, – вторил ему другой, – и тем, кто

торопится, придётся ночью ехать на почтовых лошадях. Значит, их всё равно нужно

сохранить – двойной расход будет.

– Да и вообще, – прибавлял третий, – железные дороги – предмет роскоши, и

незачем губить ради этой игрушки хорошо налаженное дело перевозки на почтовых

лошадях.

Еле-еле удалось добиться разрешения на постройку.

«Совершенно невозможно, очевидно бесполезно и, во всяком случае, невыгодно»

В 1834 году венский профессор Герстнер поехал на Урал, чтобы осмотреть наши горные заводы. Вернувшись в Петербург, он ещё долго не мог оправиться от утомительного путешествия по плохим дорогам.

«Вот страна, которой действительно нужны железные дороги, – думал профессор. – Месяцами тащат с Урала в столицу изделия заводов по грязным ухабистым дорогам. Много дней страдает путешественник, по доброй воле или по необходимости отправившийся в дальний путь».

Герстнер был человек решительный и предприимчивый. Он остался в Петербурге и составил план постройки железных дорог в России.

Закончив работу, он поехал к министру путей сообщения Толю. Профессор излагает свой план и, не сомневаясь в успехе дела, просит разрешить ему начать постройку нескольких железных дорог, которые соединили бы между собой главные города России.

Герстнер очень удивился, когда Толь наотрез отказался дать разрешение. И вовсе не потому, что не хотел поручать этого дела иностранцу. Нет, иностранцам царское правительство охотнее поручало сложные сооружения, постройку заводов и фабрик, чем русским промышленникам.

– Почему же Вы отказываете? – спрашивает изумлённый Герстнер. – Вы, может быть, считаете, что я не справлюсь с этим делом?

– Нет, помилуйте! Просто железные дороги не нужны России.

– Неужели Вы думаете, что удобнее, выгоднее ездить и перевозить товары по вашим отвратительным дорогам, морить лошадей, терять уйму времени?

– Дороги наши плохи, спору нет, да только не думаю, чтобы ваши железные дороги были намного лучше.

– Но ведь Вы знаете, что в Англии и во Франции они превосходно работают.

– Так то в Англии! Это ещё не значит, что и у нас они будут хороши.

– Какие же у Вас основания полагать, что для России они не годятся?

– Климат у нас очень суровый. Ведь в лучшем случае ваши дороги только полгода будут работать, а полгода будут занесены снегом. Значит, и старые дороги надо поддерживать, почтовых лошадей сохранять. Нет, знаете ли, ничего, кроме убытков, от железной дороги ждать не приходится.

Напрасно Герстнер убеждал и доказывал – Толь стоял на своём.

Герстнер был упорен. Он нашёл случай передать свой план Николаю I. Полтора года ждал Герстнер ответа и наконец после долгих хлопот получил разрешение построить пробную железную дорогу длиной двадцать пять километров от Петербурга до Царского Села (теперь город Пушкин). Не теряя времени, выписал Герстнер из Австрии инженеров, и работа началась.

За год с небольшим успели провести эту первую в России железную дорогу, и 1 октября 1837 года по ней отправился поезд. Правда, ещё несколько месяцев паровозы ходили только по воскресеньям, а в будни поставленные на рельсы вагончики тащили лошади. Но, во всяком случае, пробная дорога была благополучно построена, и на этот раз Герстнер не сомневался, что он получит разрешение на постройку дороги между Петербургом и Москвой.

Но борьба ещё не была кончена – она только разгоралась.

В одном из самых распространённых журналов того времени – «Сыне отечества» – появилась большая статья. Автор её доказывал, что построить железную дорогу невозможно в нашем климате, что если бы такую дорогу построили, то ездить и возить товары по ней было бы гораздо дольше, чем лошадьми, а громадные убытки разорили бы не только строителей дороги, но и всё государство.

Кончалась эта статья утверждением, что строить железную дорогу между Петербургом и Москвой «совершенно невозможно, очевидно бесполезно и, во всяком случае, невыгодно».

Очень беспокоились, разумеется, и все, кто промышлял «конным транспортом». Они пустили в ход знакомства и подкупы, чтобы добиться запрещения постройки железных дорог в России.

Помещики не желали отдавать свои земли под рельсовый путь. Попы во всех церквах проклинали «дьявольское порождение» – паровоз – и чуть ли не грозили отлучить от церкви всех, кто будет пользоваться этим «адским изобретением».

Когда Герстнер, торжествующий и довольный успехом Царскосельской дороги, явился к Толю, его приняли так же кисло, как в первый раз. Разговор повторился, с той только разницей, что теперь Толь не мог уже ссылаться на невозможность постройки дороги. Пробная линия была проведена и работала превосходно. Но у министра нашлись новые доводы:

– Да, конечно, ездить по железной дороге быстрее, чем на лошадях, но Россия, видите ли, вовсе не в быстроте нуждается, ей нужна дешевизна. А железные дороги обходятся дорого.

Даже огромной энергии Герстнера не хватило, чтобы сломить упрямство русских министров.

Пришлось ему в конце концов бросить начатое дело и покинуть Россию.

Только через тринадцать лет, в 1851 году, железная дорога соединила наконец Петербург с Москвой, и то она была построена при яростном сопротивлении почти всех министров. Но помещики к тому времени догадались, что вывозить хлеб за границу им выгоднее по железной дороге от Москвы до Петербурга, а оттуда на пароходах. Они и сумели убедить Николая I, чтобы он разрешил начать строительство железных дорог.

Изобретатель и министерство околичностей

История железной дороги, так же как история парохода, паровой машины и бесчисленного количества других изобретений, показывает нам, что часто в прошлом чем крупнее было изобретение, чем заметнее изменяло быт, привычки, тем труднее завоёвывало оно признание.

Изобретателям нужны были громадное терпение, сила воли, уверенность в своей правоте не только для того, чтобы довести до конца работу, но и для того, чтобы бороться за своё признание.

Надо было доставать у равнодушных чиновников разрешения на производство опытов, добиваться от всяческих начальников назначения комиссий для рассмотрения изобретения, надо было обивать пороги разных учреждений и влиятельных людей, чтобы получить деньги на осуществление уже готового изобретения.

Знаменитый писатель Чарльз Диккенс больше ста лет назад рассказал в романе «Крошка Доррит», как относилось английское правительство к замечательным изобретателям. Вот разговор об изобретателе из этого романа:

«- Мистер Кленнэм, будьте добры, взгляните на этого человека. Его имя – Дойс, Даниэль Дойс. Вам, конечно, и в голову не приходит, что этот человек заведомый мошенник?

– Разумеется, нет, – отвечал Кленнэм.

– Нет, не приходит? Я знаю, что нет. Вам и в голову не приходит, что он преступник?

– Нет.

– Нет? А между тем это так. Он преступник. Какое же преступление он совершил?

Убийство, разбой, поджог, подлог, мошенничество, грабёж на большой дороге, кражу, заговор, обман? Что вы на это ответите, а?

– Я отвечу, – возразил Артур Кленнэм, заметив слабую улыбку на лице преступника, – ни одного из этих преступлений.

– Вы правы, – сказал мистер Мигльс. – Но он изобретатель и вздумал употребить свою изобретательность на пользу страны; и потому он явный преступник, сэр. Дойс – кузнец и механик. Двенадцать лет назад он придумал изобретение, которое может принести большую пользу стране. Я не стану говорить, сколько денег он на него затратил, сколько лет работал над ним, но он закончил его двенадцать лет назад. Он обращается к правительству. С того момента, как он обратился к правительству, он становится преступником! Он перестает быть невинным гражданином и становится злодеем. С этого момента к нему относятся как к человеку, совершившему адское преступление. Он становится человеком, которого нужно водить за нос, выпроваживать, осмеивать, окидывать суровым взглядом, направлять от одного высокопоставленного молодого или старого джентльмена к другому высокопоставленному молодому или старому джентльмену и обратно; человеком, который не имеет права распоряжаться своим временем или своей собственностью! Бродягой, от которого нужно отделаться во что бы то ни стало, которого нужно изводить всеми средствами!

– Я действительно испытал такое чувство, – сказал изобретатель, – словно я совершил преступление. Когда я обивал пороги в различных министерствах, со мной обращались, как будто я сделал что-нибудь очень скверное. Мне не раз приходилось убеждать самого себя, что я не сделал ничего преступного, а только стремился к общей пользе.

После этого предисловия мистер Мигльс приступил к рассказу, рассказу известному и переизвестному, давно набившему нам оскомину. Как после бесконечных проволочек и переписки, бесчисленных грубостей, оскорблений, невежественных замечаний милорды составили отношение за номером три тысячи четыреста семьдесят вторым, разрешавшее преступнику произвести некоторые предварительные опыты со своим изобретением на собственный счёт. Как эти опыты были произведены в присутствии комитета из шести членов, причём двое из этих почтенных членов были слишком слепы, чтобы увидеть что-нибудь; двое из почтенных членов слишком глухи, чтобы услышать что-нибудь; один из почтенных членов слишком хром, чтобы подойти поближе, и один из почтенных членов слишком глуп, чтобы понять что-нибудь. Как прошли ещё годы с новыми грубостями, оскорблениями и невежественными замечаниями. Как после этого милорды составили отношение за номером пять тысяч сто третьим, в силу которого вопрос передавался на рассмотрение министерства околичностей. Как министерство околичностей с течением времени отнеслось к этому вопросу, как будто бы он был поставлен вчера и решительно никому не известен до сих пор. Как изобретение было передано на рассмотрение трём Полипам и одному Пузырю, которые ничего не понимали в этом деле, ничего не могли понять в этом деле, ничего не хотели понять в этом деле и объявили, что это дело невозможное и не осуществимое. Как министерство околичностей, в отношении за номером восемь тысяч семьсот сороковым, «не усмотрело поводов отменять решение, к которому пришли милорды». Как министерство околичностей, вспомнив, что милорды не пришли ни к какому решению, поставило дело на полку в архив. Как произошло окончательное объяснение с главой министерства околичностей сегодня утром и как этот Медный Лоб, имея в виду это дело вообще, и рассматривая его при данных обстоятельствах, и разбирая его с различных точек зрения, высказал мнение, что в отношении этого вопроса могут быть намечены только два пути: или оставить его раз навсегда, или начать с самого начала».

Так было во многих европейских странах, а не только в Англии. Паровозу, как и многим другим изобретениям, пришлось долго ездить по министерствам околичностей Англии, Бельгии, России, прежде чем он прочно стал на рельсы.

Старость паровоза

Одни важные изобретения надолго сохраняют молодость, другие сравнительно быстро дряхлеют.

Рельсовый путь был изобретён раньше паровоза, и ему, по-видимому, суждена ещё долгая жизнь. А паровоз… умирает. В планах нашей промышленности вы не найдёте графы выпуска паровозов. Кончено, их больше не выпускают. Недолго прожил бедняга – всего около полутораста лет.

А сколько было радости, когда он родился! Начало его биографии вы прочли. Детство паровоза было тяжёлое, с трудом пробивал он себе дорогу в жизни. Потом все его полюбили. Он рос, креп, стал быстроходом и атлетом.

На первом испытании его сил, устроенном Стефенсоном, паровоз шёл со скоростью около тридцати километров в час и тащил около тридцати тонн груза. Последние паровозы без труда пробегали сто километров в час, а груз тянули и тысячетонный.

Так почему же решили похоронить этого богатыря?

Сто лет профессора всего мира пытались вылечить паровоз от тяжёлой болезни и наконец признали её неизлечимой.

Болезнь эта – прожорливость. Из каждого килограмма угля, что поедал паровоз, на пользу ему шло всего-навсего 60 граммов. А остальные 940 граммов куда деваются? Дымом в трубу вылетают! Паровоз словно хромая лошадь – ест столько же, сколько здоровая, а работать может втрое меньше.

Эта болезнь – неспособность усвоить с пользой побольше пищи – у паровоза наследственная. Ведь именно она свела в могилу паровую машину.

Коэффициент полезного действия паровоза даже ниже, чем стационарной паровой машины, – всего шесть процентов!

Вот почему у нас прекращено производство паровозов. А что же вместо них? На электростанциях паровую машину сменила паровая турбина – у неё КПД выше. Но для локомотива паровая турбина не годится – громоздка. А вот двигатель внутреннего сгорания – дизель – подошёл. Да ещё как хорошо подошёл!

Первое и главное – КПД тепловоза (так называют дизельный локомотив) доходит почти до тридцати процентов – значит, тепловоз в пять раз выгоднее паровоза. Кроме того, ему не нужно каждые сто километров пути брать воду, а каждые двести километров – возобновлять запас топлива. Тепловоз может пройти без остановки больше шестисот километров – от Москвы до Ленинграда – скорость развивает около двухсот километров в час, а груза тянет до трёх тысяч тонн.

На бывших паровозостроительных заводах строят теперь тепловозы.

Но есть и другой, ещё лучший двигатель для поездов – двигатель, которому вовсе не нужно таскать с собой топливо. Вы поняли, что я говорю об электровозах.

Перевести все железные дороги на электрическую тягу – вот какая у нас задача. Уже теперь с какого бы столичного вокзала вы ни уезжали, вас везёт в пригороды электропоезд, а в дальний путь – электровоз или тепловоз. Паровоза в Москве в наши дни вы уже не найдёте.

Почему же электровоз удобнее всех других локомотивов? Может быть, у него самый высокий КПД? Нет. Представьте себе, КПД электровоза пока ниже, чем у тепловоза. Притом электрификация железных дорог стоит дорого – ведь надо вдоль всего пути проложить провода на высоких мачтах, строить промежуточные подстанции, подающие в провода электрический ток.

И, несмотря на всё это, электрификация железных дорог очень выгодна. Она даёт возможность увеличить пропускную способность дороги вдвое, а иногда и втрое! Это объясняется многими причинами – хотя бы тем, что электровозам не нужен разгон после остановки, они не замедляют ход даже на крутых подъёмах, им не приходится в пути задерживаться, чтобы взять топливо и воду.

Так получается, что изобретатель, обдумывая, выгодно ли осуществить его идею, даст ли она государству экономию, должен очень многое учесть – не только один коэффициент полезного действия.

Жизнь паровоза сократил очень низкий коэффициент полезного действия. Но хотя по этому признаку электровоз всего втрое выгоднее паровоза, а дизельный локомотив – в пять раз, всё же в споре между ними побеждает электровоз. И не очень высокий КПД и сравнительная дороговизна оборудования – всё покрывается тем, что по электрифицированной железной дороге может проходить каждый день вдвое больше поездов.

Вот и всё, что я хотел вам рассказать о локомотиве. Только ещё одно замечание. Вспомните, как интересно получилось: изобретения, улучшающие движение по воде, всё время опережали изобретения новых способов передвижения по суше.

Парус изобретён тысячелетия назад. А на суше до конца XVIII века, до появления паровых повозок, единственным «двигателем» была мускульная сила животных.

Пароход появился на двадцать лет раньше паровоза.

Морские теплоходы старше сухопутных тепловозов.

Уже бороздит моря наш атомный ледокол, но атомного двигателя для передвижения по суше пока ещё нет.

Вот только электровозы не используешь на воде: трудновато построить электростанции и проложить провода в океане! Впрочем, электродвигатели применяются для одного вида судов – для подводных лодок. Погрузившись, подводные лодки включают электродвигатели. А в надводном положении они пользуются дизелем, который приводит лодку в движение и заряжает аккумуляторы электрических двигателей.