Приключения изобретений

БИТВЫ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Три задачи

С гудением вспыхнуло яркое белое пламя и осветило комнату. Электрическое пламя! Произошло это чудо в Петербурге в 1802 году, а сотворил его профессор физики Василий Владимирович Петров. Пламя перекинулось дугой между двумя стержнями из древесного угля, по которым Петров пустил электрический ток. Обнаружились неизвестные прежде свойства электрического тока – он может дать людям яркий свет и тепло.

Учёный понимал, что сделал важное открытие. Но – странно! – меньше всего его заинтересовало, что электрическая дуга даёт свет. Он, правда, написал в книге о своих опытах, что вспыхнуло пламя, «от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может». Однако гораздо больше занимало его другое свойство дуги: температура пламени – такая высокая, что в ней плавятся металлы.

Это действительно было очень важно, и спустя восемьдесят лет русский инженер Николай Николаевич Бенардос изобрёл способ сварки металлов с помощью электрической дуги.

Но прежде всего изобретателей привлекала головокружительная возможность, на которую Петров обратил мало внимания, – создать с помощью электрического тока совершенно новый вид освещения.

Так просто теперь нажать кнопку выключателя – и комната озарится электрическим светом, или включить рубильник – и вмиг вспыхнут тысячи фонарей, освещающих улицы города. А чтобы создать эту простоту, нужны были десятилетия напряжённого труда, сотни изобретений, жаркие споры, удачи и разочарования…

Семьдесят лет прошло со дня открытия Петрова до появления первой годной для пользования электрической лампы. Почему же понадобилось так много времени? Ведь было уже известно, что дуга «освещает тёмный покой довольно ясно». Казалось, это как раз такой случай, когда научное изобретение можно сразу использовать в технике.

Но это только казалось. Я уже не говорю о том, что открытие Петрова прошло незамеченным, книгу его забыли, и через десять лет электрическую дугу второй раз открыл английский физик Гемфри Дэви. Даже повторное открытие, о котором уже узнал весь мир, не помогло.

Чтобы использовать электрическую дугу для освещения, нужно было решить три задачи.

Концы угольков, между которыми вспыхивала дуга, быстро сгорали в её пламени. Расстояние между угольными стержнями увеличивалось – и дуга гасла. Нужно было найти способ поддерживать пламя не две-три минуты, а сотни часов – иначе говоря, создать удобный для пользования электрический светильник: это была первая задача, и она оказалась самой трудной.

Кроме того, надо было найти надёжный и экономичный источник тока. Гальванические батареи, которыми пользовались в начале XIX века, были громоздки, и ток обходился дорого, потому что расходовалось много цинка. Нужно было изобрести машину, которая вырабатывала бы дешёвый электрический ток.

И, наконец, нужно было найти способ «дробить» электрическую энергию, другими словами, использовать ток, который даёт вырабатывающая его машина, для нескольких светильников, установленных в различных местах.

Путь к созданию машины, вырабатывающей ток, проложило открытие великого английского физика Майкла Фарадея: если вращать магнит вокруг изолированного провода или провод вокруг магнита, то в этом проводе возникает электрический ток. И тут оказалось нетрудным сделать технический вывод из открытия – создать машину, вырабатывающую электрический ток вращением магнита вокруг изолированного провода. Скоро после открытия Фарадея (оно сделано в 1831 году) были построены первые такие машины – генераторы (тогда их называли динамо-машинами).

А вот изобретение лампы затянулось. О нём, о бескровных, но жарких битвах, которые разыгрались вокруг изобретения электрического светильника, и пойдёт у нас речь.

Решение пришло внезапно!

Однажды молодой инженер Павел Николаевич Яблочков, служивший на Курской железной дороге, сделал своему начальству неожиданное предложение: на паровозе поезда, в котором Александр II должен был отправиться в Крым, поставить электрический фонарь для освещения пути.

Что представлял собой этот фонарь? Два угольных стержня, между которыми вспыхивала электрическая дуга. Механический регулятор сближал угольные стержни, по мере того как сгорали их концы. Ток давала гальваническая батарея.

Предложение Яблочкова было принято. Фонарь хорошо освещал путь, но молодой инженер и не рад был, что связался с этим делом. Две ночи напролёт пришлось ему провести на паровозе, не смыкая глаз, и беспрестанно подправлять регулятор.

Дуговой фонарь не был тогда, в начале 70-х годов, совершенной невидалью. Ещё в 1856 году русский изобретатель Александр Шпаковский устроил в Петербурге иллюминацию с «электрическим солнцем». Пробовали дуговое освещение и в России и во Франции, но всё это были только опыты. И не только потому, что гальванические батареи – неудобный источник электрического тока. Самые дуговые лампы, в сущности, никуда не годились.

Почему Яблочкову пришлось сидеть ночи у фонаря, поставленного на паровозе? Не существовало надёжного регулятора, хотя над созданием его бились многие изобретатели. Равномерное механическое сближение углей не получалось – свет то ярко вспыхивал, то угасал.

Яблочкова давно уже тянуло к изобретательской работе. Особенно увлекало его всё, что было связано с использованием электрического тока. После путешествия с фонарём на паровозе, он стал напряжённо думать, как создать надёжную дуговую лампу.

Ушёл Яблочков со службы и, чтобы совместить изобретательскую работу с заработком, открыл в Москве мастерскую физических приборов. Но талантливый изобретатель оказался очень плохим дельцом – мастерская давала одни только убытки. Яблочков так запутался в денежных делах, что решил всё бросить и уехать за границу. Думал он добраться до Америки, но денег хватило доехать только до Парижа. Тут он и остался.

Не с пустыми руками приехал Яблочков в Париж. Он привёз одно из первых своих изобретений – новый тип электромагнита. Была в Париже старинная и знаменитая мастерская часов, телеграфных аппаратов и физических приборов Бреге. Помните, в «Евгении Онегине»:

Пока недремлющий брегет

Не прозвонит ему обед.

Брегетами называли во времена Пушкина часы фирмы Бреге.

В эту мастерскую Яблочков поступил на службу. Владелец мастерской его электромагнитом не заинтересовался, но понял, что имеет дело с талантливым инженером. Он дал Яблочкову заработок и возможность трудиться над новыми изобретениями.

Тут Яблочков и возобновил работу над созданием электрического светильника. Он ещё раз пересмотрел все придуманные изобретателями регуляторы и окончательно решил, что они никуда не годятся.

Какой же придумать регулятор? Да никакого! Яблочков по-новому поставил задачу – построить такую лампу, которая вовсе не нуждалась бы в регуляторе. Как над регулятором ни мудри, всё же нужен при нём механик, иначе яркость света всё время будет меняться. А это, конечно, бессмыслица – при каждой лампе держать механика!

Упорно, днём и ночью, думал Яблочков, как обойтись без регулятора. И – это нередко случается с людьми, всецело поглощёнными одной мыслью, – идея пришла внезапно, задача была решена в одно мгновение.

И каким же простым оказалось решение! Могло показаться удивительным, что никому раньше оно не пришло в голову. Чтобы вспыхнула электрическая дуга, угольные стержни располагали один против другого. Регулятор нужен был для сближения стержней, по мере того как сгорали их концы. Да ведь можно поставить угли параллельно, разделив их прослойкой тугоплавкого вещества, которое не проводит тока. Не один против другого, а рядом! Тогда угли будут сгорать равномерно. Прокладка между ними сыграет примерно ту же роль, что стеарин в свече, и никакие механизмы, никакие регуляторы не нужны. Вот и весь секрет изобретения, которое скоро весь мир узнал под именем «свечи Яблочкова».

Для прослойки между электродами Яблочков выбрал каолин – белую глину, из которой делают фарфор. И тут мы вдруг обнаруживаем: вовсе не так удивительно, что именно Яблочкову пришла в голову мысль, которая кажется такой простой. Дело в том, что он уже прежде, незадолго до изобретения свечи, делал опыты с каолином и другими сортами глины – пробовал помещать огнеупорные материалы в электрическую дугу, чтобы поддержать с их помощью расстояние между угольными стержнями. Опыт не получился, но, вероятно, именно он родил мысль о параллельном расположении стержней с каолиновой прокладкой между ними.

Триумф

Уже через месяц после того, как изобретателя осенила эта блестящая идея, лампа была сконструирована, и Яблочков получил на неё патент. Это было в 1876 году. Свою электрическую свечу Яблочков поместил в стеклянный шар, а для зажигания её придумал простое устройство: стержни сверху соединялись тонкой угольной нитью. Когда в лампу пускали ток, нить раскалялась, быстро сгорала и между стержнями вспыхивала дуга.

Изобретение имело огромный успех. Магазины, театры, одна из лучших улиц Парижа были освещены свечами Яблочкова. В Лондоне ими осветили набережную Темзы и доки, в которых ремонтировались корабли. Яблочков стал одним из самых популярных людей в Париже, и газеты называли его изобретение «русским светом».

Успеха в первые годы «русский свет» не имел только на родине изобретателя – в России. Яблочкова это очень огорчало. Французские капиталисты предложили Яблочкову купить у него право на изготовление его свечи для всех стран. Прежде чем дать согласие, Яблочков предложил свой патент бесплатно русскому военному министерству. Ему даже не ответили на письмо. И только тогда согласился изобретатель взять миллион франков от французских промышленников.

Но недолго продержался у него этот миллион. Несмотря на оскорбительное молчание русского министерства, Яблочков всё же мечтал, чтобы его изобретение принесло пользу родине.

Нужен был грандиозный успех свечи Яблочкова на Парижской выставке 1878 года, которую посетило много русских, чтобы свечой, наконец, заинтересовались на родине изобретателя. Один из великих князей, побывав на Парижской выставке, обещал Яблочкову помочь организовать производство его ламп в России.

Но ведь право на производство ламп уже было продано французским промышленникам! И вот, ради возможности работать на родине, Яблочков возвращает полученный им миллион франков, выкупает право на производство своих свечей и уезжает в Петербург.

Свеча гаснет

Сперва всё шло отлично. В Петербурге образовалось общество «Яблочков-изобретатель и компания». Общество построило завод электрических аппаратов и при нём лабораторию для изобретателя.

Много предстояло сделать Яблочкову. Ведь для того чтобы электрическое освещение широко распространилось, одних ламп недостаточно. Необходимо было решить все три задачи, о которых мы говорили.

Техника была уже подготовлена к тому, чтобы справиться с ними. В разных странах изобретатели предлагали то один, то другой тип машин, вырабатывавших электрический ток. Искали, какой лучше, какой экономичнее. Создал свой генератор и Яблочков.

Кроме того, он нашёл способ «дробить свет», как тогда говорили, – питать током от одной машины много ламп. Поэтому завод Яблочкова мог предлагать не только «свечи», но брать на себя устройство электрического освещения полностью.

Об электростанциях, которые снабжали бы током целый город или хоть часть города, тогда ещё рано было думать. Ставили небольшой генератор, и он давал ток для нескольких ламп, поставленных недалеко одна от другой.

Яблочков осветил в Петербурге Литейный мост через Неву, площадь перед театром, даже некоторые заводы. На одном из них устроили соревнование, которое теперь нам кажется забавным, а тогда было вполне серьёзным: сравнивали, чем лучше освещать завод – электричеством или лампами, в которых горел гусиный жир.

Оказалось, что освещение жировыми лампами обходилось немного дешевле, но свечи Яблочкова освещали заводской цех гораздо лучше. Пять электрических фонарей заменяли сто двадцать пять жировых ламп, и это решило исход соревнования – Яблочков его выиграл.

Но недолгим было счастье. Года два завод Яблочкова был завален заказами, во многих русских городах появилось электрическое освещение. А затем завод стал хиреть, всё меньше и меньше было заказов на генераторы и свечи. Яблочков разорился и должен был опять уехать в Париж. Там он поступил на службу инженером в то самое общество, которое основал и которому отдал свой миллион франков.

Тяжела была судьба изобретателя. Он рано умер, но всё же на десять лет пережил громкую славу своей свечи. Ещё один триумф достался ему на Парижской выставке 1881 года, когда свеча Яблочкова была признана лучшим способом электрического освещения. Но это был последний взлёт. Всё меньше пользовались свечами Яблочкова, а скоро изобретатель сам потерял к ним интерес. Последние десять лет жизни он изобретал различные электрические машины, работал талантливо, интересно. Многие его идеи позже были осуществлены, но в то время они не имели успеха. Последние деньги ушли на опыты. Нищим, больным вернулся Яблочков на родину и почти забытый миром умер в бедном номере саратовской гостиницы. А так недавно ещё его имя гремело, и свеча Яблочкова победно шествовала по столицам Европы!

Почему же так быстро погасла свеча?

Ещё не осенила Яблочкова великолепная мысль о параллельном расположении углей, ещё только думал он, как можно было бы улучшить регуляторы, а неизобретенной пока электрической свече уже была приготовлена скорая гибель.

Шла невидимая и мирная, но очень напряжённая борьба двух идей. Её исход должен был решить, по какому пути будет развиваться электрическое освещение. Одну идею воплотил в жизнь Яблочков, а другую… но это долгий разговор.