5. Высоке давление

5. Высоке давление

Тревитик

В те самые дни, когда в Англии строилась первая фабрика, впервые взглянул на свет Ричард Тревитик.

Промышленная революция возникла на его глазах и развивалась не без его участия.

Он родился в местечке Иллоган, в Корнуэльсе, 13 апреля 1771 года, но вырос в небольшом городке Кемброне. Сюда вскоре после рождения сына перешел на службу отец Тревитика, управлявший рудниками.

Ричард был пятым и последним ребенком в семье. Веселый, общительный и остроумный мальчишка нравился всем и больше всего родителям. Может быть, поэтому они отнеслись довольно снисходительно к тому, что Ричарда изгнали из школы «за непослушность, тупость и упрямство».

Мнению школьных педагогов родители юноши Тревитика не придали значения — они пригласили учителей продолжать обучение сына на дому. Но Ричард действительно оказался упрямым и непослушным. Домашние уроки были безуспешны, и в конце концов мальчика предоставили самому себе.

Больше всего ему нравилось проводить время на руднике около машин. Сыну управляющего не мешали знакомиться со всем, что его занимало. На его вопросы отвечали охотно и показывали все, что было под руками. И вот таким образом вместо отвлеченного курса школьных наук юноша прошел практическую школу на производстве. Производственная жизнь увлекла Ричарда больше, чем школа, она и определила навсегда его склонности и вкусы.

Особенное впечатление на тринадцатилетнего мальчугана произвело знакомство с инженером Вильямом Мердоком. Помощник Уатта приехал на рудники устанавливать машину, сделанную на заводе в Сохо. Как раз в это время, пользуясь свободным временем и отсутствием строгого надзора Уатта и Болтона, Мердок занимался постройкой небольшого самодвижущегося экипажа. Владельцы завода в Сохо неодобрительно относились к этим занятиям молодого конструктора, не входившим в круг его прямых обязанностей.

Тревитик принимал горячее участие в работах Мердока. Экипаж Мердока представлял собой паровую повозку оригинальной конструкции. На деревянных дрожках находился паровой котел с нижней топкой. От топки шла через весь котел жаровая труба, что усиливало и ускоряло парообразование. Коромысло машины было устроено так, что один конец его был прикреплен шарниром к неподвижной стойке, а другой приводился в качательное движение поршнем машины. Этот же конец коромысла через кривошипный механизм вращал колеса повозки. Третье, переднее колесо служило для поворотов. Мердок с маленьким Тревитиком испытывали повозку обычно поздно вечером, на пустынной дороге за городом, часто пугая прохожих своей «огненной машиной».

Юный Тревитик горячо привязался к своему новому другу. Он заинтересовался заводом в Сохо, где строились паровые машины, способные двигать повозку без лошадей. Мердоку было нетрудно устроить мальчика на работу в Сохо. Тревитик провел на заводе Болтона и Уатта несколько лет. Под руководством Мердока он прошел практический и теоретический курс паровой техники. Юноша обнаружил при этом невероятную трудоспособность и очень скоро сумел возместить недостаток своего образования. В Англии и до сих пор крупные заводы дают своим ученикам аттестаты, равносильные дипломам инженеров и конструкторов. С таким аттестатом завода Уатта девятнадцатилетний юноша после смерти отца получил место инженера на одном из рудников в Корнуэльсе.

Молодой инженер поселился в Кемборне. Занимался он установкой и исправлением паровых машин, главным образом водоотливных. Теперь он уже не только знал машину, не только понимал ее устройство — он усвоил все тонкости процесса, в ней совершавшегося. Изобретательный ум его начал яростно сражаться с несовершенством паровых машин.

Крупнейшим недостатком водоотливных машин было тяжелое коромысло. Тревитик с изумительной ясностью понял недостаток подобной конструкции и заменил ее прямодействующим насосом. Новую водоотливную машину он построил совместно с механиком Буллем. Прямо над насосом изобретатели поставили опрокинутый паровой цилиндр и шток поршня насоса сделали продолжением штока поршня паровой машины. Эту простую и выгодную конструкцию заказчики приняли с восторгом. Но, как только слух о новых машинах дошел до Уатта и Болтона, Тревитику пришлось прекратить производство своих насосов. По решению суда, куда обратился Уатт, конструкция Тревитика была признана несамостоятельной и сам он был обвинен в нарушении патентов Уатта.

Тревитик не отказался от работы над паровыми машинами, но, наученный горьким опытом, он стал хранить свои идеи в полной тайне. Это продолжалось вплоть до 1800 года, когда наконец, к удовольствию «молодых людей без имени и денег», как называл Уатт новых изобретателей, окончился срок действия патента Уатта.

Молодой изобретатель мечтал построить паровой само-движущийся экипаж, конечно более совершенный, чем тот, который пытался соорудить Мердок. Для такого экипажа нужна была машина без громоздкого конденсатора. Не слышав ничего об опытах Кюньо, но твердо зная, что пар при достаточно высоком давлении имеет огромный перевес перед давлением атмосферы, Тревитик занялся опытами с машиной высокого давления.

Для такой машины прежде всего нужны были достаточно прочный котел с хорошим парообразованием, материалы для цилиндра и поршня достаточной крепости, чтобы выдержать давление пара, во много раз превышающее обычное.

На одной из первых установок Тревитика произошел ужасный взрыв котла.

Опыты Тревитик производил дома, занавешивая двери и окна. Ему приходилось пользоваться услугами жены и друзей, исполнявших обязанности машинистов и кочегаров. Занятия грозили неприятностями, так как ежеминутно вся семья ждала взрыва котла.

Изобретатель перестал прятаться только тогда, когда взял патент на машину, совершенно законченную постройкой.

Патент он получил одновременно и на самодвижущийся экипаж и на паровой двигатель высокого давления пара.

Двигатель Тревитика резко отличался от машины Уатта. Бросалось в глаза отсутствие коромысла и конденсатора. Паровой цилиндр помещался внутри котла. Шток поршня был соединен шатуном с кривошипом вала двигателя. Маховое колесо находилось над цилиндром.

За распространение своих машин Тревитику пришлось еще повоевать. Встречены они были недоброжелательно. Уатт отказался поверить в возможность пользоваться машинами Тревитика. Когда ему рассказали, что Тревитик доводит давление пара до семи-восьми атмосфер, он сказал:

— Тревитик может доводить давление хоть до четырнадцати атмосфер, но я никому не посоветую стоять при такой машине!

Точно в ответ на предостережение Уатта, в Гринвиче на одной из первых установок Тревитика произошел ужасный взрыв котла.

«Я нашел котел разорванным по всем направлениям, — писал Тревитик с места происшествия. — По-видимому, в момент взрыва машины давление было огромно. Кажется, машинист отправился ловить рыбу, поручив машину рабочему. Заметив, что работа идет как-то очень напряженно, тот остановил машину, но не освободил предохранительного клапана, который был закреплен наглухо. Взрыв произошел через несколько минут. Было убито три человека на месте, а еще один умер от ран».

Взрыв произошел по небрежности машиниста, но случаем не преминули воспользоваться противники Тревитика. Его конкуренты всячески стремились внушить недоверие к новому изобретению.

— Тревитика следовало бы повесить! — восклицал Уатт.

Тревитик не пал духом. Для безопасности своих машин он решил устанавливать в котле два предохранительных клапана. Один из них был устроен так, что оставался недоступным для машиниста. Но все-таки на некоторое время Тревитику пришлось отказаться от постройки машин с высоким давлением пара. Чтобы преодолеть недоверие, он занялся демонстрацией парового автомобиля.

Автомобиль Тревитик построил еще до того, как взял на него патент. Котел и машина помещались у него между большими задними колесами. От горизонтального цилиндра при помощи зубчатых колес, шатуна и кривошипа работа машины передавалась на ось. Этот паровой автомобиль мог вместить до десяти пассажиров. Двигался он со скоростью десяти километров в час.

Тревитик появился на улицах Кемборна за рулем своего необычного экипажа.

Автомобиль был готов в 1802 году. Тревитик появился на улицах Кемборна за рулем своего необычного экипажа и предложил прохожим составить ему компанию. Охотники нашлись. И вот впервые экипаж без лошадей и животных повез по улицам маленького городка пассажиров. На одной из улиц с крутым подъемом автомобиль должен был остановиться. Но по ровным дорогам карета катила, к полному удовольствию седоков, со страшным шумом и грохотом, испуская клубы дыма.

Поездки по отвратительным дорогам часто кончались поломками чугунных частей. Даже изобретательный ум Тревитика не нашел здесь выхода из положения. В довершение всего с автомобилем произошел несчастный случай.

Однажды, убрав в сарай свою «ходячую машину», Тревитик решил зайти в трактир подкрепить силы. Но он забыл погасить огонь в топке котла. Вода вся выкипела, котел накалился докрасна, и карета сгорела.

Надо сказать, что все свои несчастья Тревитик сносил довольно легко. Этот добродушный, веселый человек обладал не только огромной физической силой, но и большой душевной стойкостью. Тревитик мог служить живым доказательством истинности прописного изречения о том, что «в здоровом теле — здоровый дух». О его необычайной силе и добродушии свидетельствуют сохранившиеся в памяти кемборнцев воспоминания. Забавляя друзей, Тревитик вешал на большой палец гирю в полцентнера весом и мелом писал этой рукой на стене на уровне глаз свое имя. Если ему случалось вступать в борьбу с местными атлетами, он неизменно кончал ее тем, что переворачивал противника вниз головой и, приподняв вверх, отпечатывал его подошвами на потолке следы. При всем этом с его толстых губ не сходила улыбка, а голубые глаза сияли весельем.

После несчастья с автомобилем Тревитик построил вторую такую же повозку и отправил ее в Лондон. Покупателей на нее не нашлось. Изобретатель вложил в предприятие все свои средства, и ему пришлось думать уже не о славе, а о том, как бы избежать нищеты.

Тревитик видел, что успех его автомобиля связан всецело с наличием хороших проезжих дорог. Невозможность двигаться в этом экипаже по обычным тогдашним дорогам была главным доводом людей, отказавшихся от покупки автомобиля.

Что мог предпринять изобретатель при таком положении дела?

Обыкновенные проселочные дороги того времени действительно были ужасны. Английская промышленность пользовалась преимущественно речным транспортом. Потребность в путях сообщения повела к постройке многочисленных каналов. Над сооружением их работали виднейшие инженеры того времени, в том числе и Уатт.

Однако с развитием крупной промышленности появилась нужда и в сухопутных дорогах. Прежде всего они понадобились в копях и рудниках, где остро стал вопрос об уменьшении расходов на массовую перевозку руды и угля. Уже и раньше здесь прокладывали деревянные рельсы для вагонеток и деревянные настилы для телег. Впоследствии деревянные рельсы были заменены чугунными, и рельсовые дороги в виде подъездных и вывозных путей получили к началу XIX века уже значительное распространение. Изобретательный Тревитик и решил поставить свою машину на удобные для движения железные дороги. Паровая повозка должна была заменить существовавшую на этих дорогах конную тягу; из автомобиля для пассажиров «ходячая машина» превратилась в локомотив, везущий за собой груженые телеги и вагонетки.

Политические события, однако, на время отвлекли Тревитика от этого замысла. Упорная экономическая борьба, которую вела Англия с Францией, привела к открытой войне. Наполеон стал готовиться к нападению на Англию и энергично вооружал свой флот.

Правительство усиленно подогревало в стране патриотические чувства англичан. Охваченный общим настроением, Тревитик стал мечтать о таком изобретении, которое могло бы одним ударом покончить с врагом.

Проект, представленный им в министерство, был довольно прост. Тревитик предлагал построить паровое судно, нагрузить его целиком взрывчатыми веществами и, введя в центр вражеского флота, взорвать. При этом, очевидно, должна была погибнуть и команда парохода. Но Тревитик считал, что судно может вести один человек и с гибелью его можно примириться. В конце концов он предлагал послать его самого, если не найдется других добровольцев.

Одновременно Тревитик предпринял и опыты с пробной установкой на барже, где машина высокого давления пара приводила в движение гребные колеса, расположенные по бокам судна.

Пока Тревитик возился со своими опытами, угроза французского нашествия ослабела. Изобретатель не дождался никакого ответа на свой фантастический проект. Ему ничего не оставалось делать, как возвратиться к паровой машине для тяги на рельсовых дорогах.

Потребность в локомотиве при наличии развитых уже рельсовых путей была более настоятельной, чем потребность в автомобиле, для которого не было подходящих дорог. Поэтому новая идея Тревитика была встречена сочувственно, едва лишь он ее высказал владельцу железоделательного завода Самуэлю Гомфрею. Гомфрей хорошо знал Тревитика и даже считался его компаньоном. Незадолго до этого Тревитик заложил ему свой патент на паровую машину, и Гомфрей получал деньги по этому патенту с лиц, строивших машины Тревитика. Несмотря на враждебное отношение к опасным машинам, они хотя и медленно, но все-таки внедрялись в промышленность благодаря меньшим размерам, чем машины Уатта, и большей мощности.

Гомфрей нуждался в дешевом способе тяги на подъездных заводских путях и поэтому охотно согласился произвести опыты с локомотивом. При этом он так верил в Тревитика, что предложил пари другому заводчику — Хиллу. Пари заключалось в том, что Гомфрей при помощи паровой машины перевезет по рельсам десять тонн железа от завода до пристани, на расстояние около десяти километров.

Не менее Гомфрея увлекающийся и азартный человек, Тревитик почувствовал себя кровно заинтересованным в успехе предприятия и налег на работу. Из конструктора он обратился в слесаря, литейщика и кузнеца.

21 февраля 1804 года состоялось испытание этого первого в мире паровоза.

Ранним утром Тревитик впряг своего огненного коня в пять сцепленных вагонов, груженных железом, посадив на них, кроме того, полсотни рабочих и любопытных. Локомотив шел со скоростью около восьми километров в час, преодолевая крутые повороты и значительные подъемы. К полному торжеству изобретателя, пассажиров и самого мистера Гомфрея, первый поезд благополучно пришел к пристани. Пари было выиграно.

Хилл не сразу, впрочем, уплатил пари. Он пытался уклониться от уплаты, ссылаясь на то, что железо было перевезено не по той дороге, о которой шла речь, и что старые рельсы были заменены новыми.

Паровоз работал около пяти месяцев. Он имел, разумеется, иную конструкцию, чем автомобиль, так как предназначался для иной цели. На двухосной раме с четырьмя колесами Тревитик установил паровой котел, имевший одну жаровую трубу. Внутри котла, горизонтально над жаровой трубой, помещался рабочий цилиндр. Шток поршня далеко выдавался вперед и поддерживался кронштейном. Движение поршня передавалось колесам паровоза при помощи кривошипного механизма и системы зубчатых колес.

Владельца паровоза не удовлетворила работа самой машины. Конструкция оказалась непрочной. Паровоз часто ломал чугунные рельсы и выводил из строя подъездной путь. Гомфрей не счел выгодным приобретать новый паровоз, заменять рельсы более прочными и предпочел отказаться от паровой тяги. Паровоз был установлен на заводском дворе, и им стали пользоваться как стационарной паровой машиной.

Тревитику следовало бы самому вмешаться в дело и, найдя средство улучшить рельсовый путь, обеспечить практический успех своему изобретению. Это, вероятно, сделал бы на его месте всякий другой, чтобы спасти свое детище от печального конца. Но Тревитик строил новый паровоз в Ньюкестле, и у него не было желания убеждать Гомфрея.

Второй паровоз был построен в 1808 году. Тревитик решил, что нужно поднять престиж локомотива, и занялся пропагандой своей идеи. Он арендовал в Лондоне большую площадь, обнес ее забором, проложил там кольцо железной дороги и стал показывать свою машину за пять шиллингов. Желающие при этом могли прокатиться на паровозе.

Внешне новый паровоз значительно отличался от первых двух. Опыт показывал, что ни в маховом колесе, ни в зубчатой передаче не было надобности. Теперь шток поршня соединялся через кривошип непосредственно с задними ведущими колесами. Часть отработавшего пара Тревитик использовал для подогрева воды, питающей котел, а другую часть выпускал в дымовую трубу, что способствовало усилению тяги в топке.

В общем, машина имела солидный, спокойный и привлекательный вид.

Однако и эта «наиболее удивительная машина, когда-либо изобретенная», как называли паровоз Тревитика газеты того времени, не оправдала надежд изобретателя. Ни покупателей, ни заказчиков не нашлось.

Друзья Тревитика охотно посещали выставку. Его двоюродная сестра, восхищенная быстротой езды, дала паровозу кличку: «Поймай меня, кто может!» Тревитик хотел устроить состязание между паровозом и лошадью на ближайших скачках и дал уже объявление в газеты, но после нескольких недель выставки случайно лопнул рельс, и машина опрокинулась.

«Так как мистер Тревитик, — поясняет очевидец, — истратил все свои средства на необходимые работы и сооружение забора и не имел чем покрыть текущие расходы, машина не была больше поставлена на рельсы».

Раздраженный недостаточным вниманием со стороны лондонской публики, вспыльчивый изобретатель продал на слом свой паровоз и дал себе слово никогда больше не возвращаться к этому делу.

Слово это было тем легче сдержать, что в это время голова неугомонного инженера была уже занята новой идеей. Он вздумал построить такой двигатель, который, как лошадь, можно было бы перегонять с одного места на другое и применять его всюду, где понадобится: в сельском хозяйстве, на земляных разработках, при рытье каналов, в горном деле.

На следующий год он предлагает военному министерству проект металлического судна с паровым двигателем. Ни то, ни другое не было принято, хотя Тревитик демонстрировал комиссии по изобретениям модель своего судна.

Не нашли сочувствия и другие предложения, вроде плавучего парового насоса для осушения болот, парового отопления, судового котла нового типа. Они казались то ненужными, то неосуществимыми, то слишком дорогими.

Лишь последнее, сделанное уже незадолго до смерти предложение неутомимого изобретателя имело некоторый успех. Это был проект огромной колонны в память реформ 1832 года, проведенных английским парламентом. Но это грандиозное сооружение Тревитик уже не смог осуществить: 22 апреля 1833 года он умер в захолустном городке Дартфорде, и его похоронили на «кладбище нищих», так что спустя много лет, когда выяснилась вся новаторская и удивительная по своей проникновенности деятельность Тревитика, англичане не могли уже найти могилу.

Ричард Тревитик принадлежал к людям, которым суждено пролагать новые пути в науке, технике или искусстве, чтобы по ним вслед за открывателем шли другие, с гораздо большим практическим и материальным успехом.

В руках этих людей, однако, оказались не только практический опыт и находки предшественников, но и теория теплового двигателя, предопределившая направление конструкторской мысли.